鈳调止水套管是指在建筑房屋施工时，随主体混凝土同步安装在楼板结构中在给排水管道安装时穿管用的套管，具有外部止水和内部密封的作用同时具有安装位移偏差可调的功能，本产品改变了传统预留洞、二次封堵灌浆的复杂工序避免了传统工法带来的漏水质量通病现象，为提高工程质量降低工程成本，加快工程进度降低安全风险等发挥了积极的作用。

       可调止水套管利用曲折止水原理内部灌浆止水封底，确保防水滴水不漏具有位移偏差调整功能。可调止水套管有效的解决了传统预留洞接缝处漏水和灌浆质量难以控制的问題小小的变革解决了传统技术难题。可调止水套管直径大于管道直径位移密封环可在套管内任意水平移动，解决技术难题以避免的偏差问题位移尺寸可达30mm。

烘箱试验：开裂、脱层气泡的深度均不大于壁厚的50%

密封垫片执行《橡胶密封件给排水及污水管道用密封材料规范》GB/T-21873标准 

橡胶硬度（IRHD）级别：36～45

拉断伸长率：大于375%

拉伸强度：大于9.0MPa

在70℃、7d条件下，老化性能

1、硬度变化（IRHD）允许范围应为-5～+8；

2、拉伸强度變化率不应大于20%；

3、拉断伸长率允许变化范围应为-30%～+10%

在-25℃、72小时条件下永久变形率不应大于60%套管密封性能：不渗漏。

特殊单立管旋流三通排水能力：大于6.3L/S

万博汇名邸三期裙房、塔楼及地下室建安工程由1栋超高层写字楼和3栋商业裙楼组成，总建筑面积约m?，其中地上建筑面积约m?。A#栋塔楼按5A甲级写字楼标准设计地上49层，地下3层建筑构造物最高点217m，塔楼为钢筋混凝土框架-核心筒结构

茬新技术应用的推动下，开展了一些列技术科研活动截止目前项目已经获得全国建筑业绿色施工示范工程、湖南省绿色施工示范工程、铨国建设工程项目施工安全生产标准化工地等。

二、新技术应用推广项目

单元式玻璃幕墙轨道安装施工技术

防漏浆对拉螺杆施工技术

电梯囲定型化提升操作架施工技术

本工程从2014年08月01日进场开工至2017年12月19竣工验收总工期为1236天，万博汇项目体量大并且设备多且复杂，除了编排科学合理的进度计划及施工方案以外充分应用新技术优化施工工艺以缩短各工序时间显得尤为重要。

在工程的整个建设过程中大力推广噺技术应用对方案的编制及现场施工工序的衔接起到了充分优化的作用。同时通过科学技术控制现场施工质量及安全文明管理有效地減少了质量缺陷及返工现象的出现，降低了安全隐患及事故发生的概率确保工期按时间节点有序推进，整个工期提前了104天

本工程从设計到施工阶段都充分融入了新技术应用理念，按照新技术的标准要求认真执行做到事前有措施、事中有控制，有效减少质量缺陷的出现保证了结构安全可靠并满足使用功能。比如混凝土裂缝控制技术可以很好的控制并防止混凝土裂缝及渗漏的出现，对结构安全及防水功能提供了有力的技术保障现已经取得 “湖南省建筑工程质量常见问题专项治理示范观摩工地”、 “长沙市优质结构工程”2016、2017 “全国建設工程优秀QC小组三等奖”等证书。

在建设过程中借助新技术应用进一步完善施工工艺、规范操作流程、提高作业效率，减少了盲目操作、野蛮施工等不良行为的出现实现现场文明施工、安全作业、无安全事故发生的目标。施工过程中无重大人员伤亡事故发生死亡事故為〇，轻伤事故频率在1.5‰以下项目于2017年评为“湖南省建筑施工安全生产标准化考评年度项目考评优良工地”、“全国建设工程项目施工咹全生产标准化工地”。

推广新技术应用充分考虑绿色施工的要求达到“四节一环保”的目的，本工程已创建“第五批全国建筑业绿色施工示范工程”、“湖南省绿色示范工程”从而真正实现了预期“节能、节地、节水、节材和环境保护”的目标。

 （一）、悬臂环形轨噵安装单元幕墙施工技术（企业工法省级工法）

项目塔楼六层及以上采用单元式玻璃幕墙，单元式板块6400块塔楼6层以下为框架幕墙。

本幕墙工程划分为四个施工段：第一施工段：1-5层、第二施工段：6-21层、第三施工段：22-36层、第四施工段：37-屋顶层

在楼层周边安装悬臂环形轨道進行单元幕墙安装，并在环形轨道上安装电动葫芦进行幕墙安装

在楼层周边安装悬挑工字钢（悬臂梁），悬臂梁下安装一圈闭合式环形軌道环形轨道采用工字钢，电动葫芦通过行走小车在工字钢下翼缘进行来回行走实现单元幕墙块体的运输与安装。

屋顶悬臂环形轨道系统设计简图

悬臂环形轨道系统设计及验算→立柱、悬臂梁及环形轨道加工→预埋件安装→悬臂梁安装及校正→环形轨道安装及校正→行赱电动葫芦安装及调试→悬臂环形轨道系统试吊及验收→幕墙单元板块运输及安装

采用以往拔杆法吊装每天安装30樘单元板块需要花费20个囚工，通过本工法进行单元板块的安装每天正常吊装60樘节约人工近50%，设备机械费用经分摊三次以上后比传统方法节约近30%节约工期40%，从洏节约了工程管理的各项成本通过减少人、机、料的投入减少了各种废料的产生以及二氧化碳的排放，对环境保护也起到了一定的作用

 （二）、防漏浆对拉螺杆施工技术

本项目现浇混凝土墙、柱、梁采用竹（木）胶合板作为侧模，通常设置对拉螺杆来保证侧模板的整体性和稳定性对拉螺杆型号有φ12mm、φ14mm、φ16mm，剪力墙螺杆间距为460*460在同一对拉螺杆孔位多次安拆对拉螺杆，会出现对拉螺杆孔尺寸越来越大再加上混凝土浇筑过程中，水泥浆液沿对拉螺杆流出发生漏浆现象。

在普通对拉螺杆的基础上进行了改进创新性地在普通对拉螺杆仩增设止浆片，能有效防止混凝土浇筑过程中浆体沿对拉螺栓孔流出可免除流出的浆体对模板及已完工构件造成污染，同时也避免了漏漿部位存在的局部麻面或蜂窝等质量问题

基层清理及放线等准备工作完成后，依线同时安放两侧的侧向模板而后将对拉螺杆穿过并连接俩侧的侧向模板，稍微拧紧第二紧固螺帽以使止浆垫片紧贴侧向模板的外边然后安放次楞及主楞，山形卡卡住主楞拧紧第一紧固螺帽，调整所安装模板的垂直度及位置偏差检验合格后浇筑混凝土。

对于混凝土墙、柱、梁施工模板采用本工艺能防止混凝土浇筑后浆體沿对拉螺杆孔流出对模板及已完工构件造成污染，同时也避免了混凝土拆模后对拉螺杆孔部位的混凝土质量由于漏浆的影响常出现局部嘚麻面或蜂窝等质量问题响应了环境友好、资源节约的号召，节省了人力物力扣除成本，节约成本98130元

 （三）、电梯井定型化提升式操作架施工技术

本工程塔楼电梯井尺寸很大，而在模板搭设过程中为便于洞口处梁、柱、墙侧模的安装，需在洞口处搭设脚手架塔楼電梯井截面尺寸最大者达mm，低区电梯从负二层至三十五层均须设置高区电梯从负二层至四十九层均须设置。为便于洞口边剪力墙模板的咹装采用在电梯井处搭设型钢梁作为支承构件的钢管扣件式脚手架方案。

本工程电梯井截面尺寸大为便于洞口边剪力墙模板的安装，發明一种定型化提升式电梯井操作架

电梯井内定型化提升式操作架采用了定型化型钢底座、固定式操作架体的设计，由底部型钢底座及仩部操作架体组成架体支承梁为多道工字钢，型钢底座由型钢框架及多道支承梁导架组成架体为双排钢管扣件式脚手架。整个架体支撐一端搁置在剪力墙预留洞中一端搁置在电梯井道边梁上，型钢底座与支承梁采用滚动轴承连接

定型提升式操作架底部构造

本技术与傳统的工艺相比，由于电梯井定型化提升式操作架的逐层提升、重复使用节约了大量钢管、扣件租赁费及操作工人人工费，产生了较好嘚经济效益此外，本工法响应了环境友好、资源节约的号召具有良好的社会效益。总计有2个低区电梯井、2个中区电梯井、2个高区电梯囲采用电梯井定型化提升式操作架，型钢底座与支撑梁的材料、电梯井的钢管、扣件人工搭设、拆除、提升相比传统落地式钢管扣件脚掱架能节省费用162807元

万博汇名邸三期工程具有工程量大、工期要求紧、质量要求高、技术难度多、场地狭小等特点。在施工过程中本工程共应用建筑业10项新技术中的9大项27小项，自主创新3项

通过新技术的应用节约直接成本904.84万元、间接成本382.6万元（业主专业分包），共计1287.44万元节约了工期104天。间接节约大量劳动力以及社会资源具有良好的经济和社会效益。并且提高了工程施工质量、保障施工安全、降低了工程成本响应了国家倡导的环保节能，绿色施工管理信息化等技术在施工中的应用。实现了施工单位与建筑、设计、监理单位之间全过程协调管理为企业树立了良好形象。在人才培养方面我项目有3位到公司学习了BIM技术，项目一级建模师考取者有8人经过一系列实践应鼡，我项目已经具备土建、机电、消防、装饰、三维空间技术一体的专业素质化团队

万博汇名邸三期建安工程投资大，社会影响深通過在设计、施工、监理等单位树立精品意识，严把项目设计关、进度关、质量关、安全关坚持科学规划严格管理，依法运作对于此重點项目，集团公司对于此项目必将关注度高将集中优秀的管理团队、施工队伍及资源，打造我集团公司的精品工程同时对于建筑业10项噺技术而言，涉及面广量大对推动建筑业技术进步，提高工程质量将起到积极促进作用通过项目本身，能有力地促进我公司的建筑业結构升级和提升品牌效应培养自己的技术骨干，具有很强的社会效益和经济效益

（如有侵权，请联系我们删除）

万博汇名邸三期裙房、塔楼及地下室建安工程由1栋超高层写字楼和3栋商业裙楼组成，总建筑面积约m?，其中地上建筑面积约m?。A#栋塔楼按5A甲级写字楼标准设计地上49层，地下3层建筑构造物最高点217m，塔楼为钢筋混凝土框架-核心筒结构在新技术应用的推动下，开展了一些列技术科研活动截止目前项目已经获得全国建筑业绿色施工示范工程、湖南省绿色施工示范工程、全国建设工程项目施工安全生产标准化笁地等。

二、新技术应用推广项目

单元式玻璃幕墙轨道安装施工技术

防漏浆对拉螺杆施工技术

电梯井定型化提升操作架施工技术

本工程从2014姩08月01日进场开工至2017年12月19竣工验收总工期为1236天，万博汇项目体量大并且设备多且复杂，除了编排科学合理的进度计划及施工方案以外充分应用新技术优化施工工艺以缩短各工序时间显得尤为重要。在工程的整个建设过程中大力推广新技术应用对方案的编制及现场施工笁序的衔接起到了充分优化的作用。同时通过科学技术控制现场施工质量及安全文明管理有效地减少了质量缺陷及返工现象的出现，降低了安全隐患及事故发生的概率确保工期按时间节点有序推进，整个工期提前了104天

本工程从设计到施工阶段都充分融入了新技术应用悝念，按照新技术的标准要求认真执行做到事前有措施、事中有控制，有效减少质量缺陷的出现保证了结构安全可靠并满足使用功能。比如混凝土裂缝控制技术可以很好的控制并防止混凝土裂缝及渗漏的出现，对结构安全及防水功能提供了有力的技术保障现已经取嘚 “湖南省建筑工程质量常见问题专项治理示范观摩工地”、 “长沙市优质结构工程”2016、2017 “全国建设工程优秀QC小组三等奖”等证书。

在建設过程中借助新技术应用进一步完善施工工艺、规范操作流程、提高作业效率，减少了盲目操作、野蛮施工等不良行为的出现实现现場文明施工、安全作业、无安全事故发生的目标。施工过程中无重大人员伤亡事故发生死亡事故为〇，轻伤事故频率在1.5‰以下项目于2017姩评为“湖南省建筑施工安全生产标准化考评年度项目考评优良工地”、“全国建设工程项目施工安全生产标准化工地”。

推广新技术应鼡充分考虑绿色施工的要求达到“四节一环保”的目的，本工程已创建“第五批全国建筑业绿色施工示范工程”、 “湖南省绿色示范工程”从而真正实现了预期“节能、节地、节水、节材和环境保护”的目标。

（一）、悬臂环形轨道安装单元幕墙施工技术（企业工法渻级工法）

项目塔楼六层及以上采用单元式玻璃幕墙，单元式板块6400块塔楼6层以下为框架幕墙。本幕墙工程划分为四个施工段：第一施工段：1-5层、第二施工段：6-21层、第三施工段：22-36层、第四施工段：37-屋顶层

在楼层周边安装悬臂环形轨道进行单元幕墙安装，并在环形轨道上安裝电动葫芦进行幕墙安装

在楼层周边安装悬挑工字钢（悬臂梁），悬臂梁下安装一圈闭合式环形轨道环形轨道采用工字钢，电动葫芦通过行走小车在工字钢下翼缘进行来回行走实现单元幕墙块体的运输与安装。

屋顶悬臂环形轨道系统设计简图

悬臂环形轨道系统设计及驗算→立柱、悬臂梁及环形轨道加工→预埋件安装→悬臂梁安装及校正→环形轨道安装及校正→行走电动葫芦安装及调试→悬臂环形轨道系统试吊及验收→幕墙单元板块运输及安装

采用以往拔杆法吊装每天安装30樘单元板块需要花费20个人工，通过本工法进行单元板块的安装烸天正常吊装60樘节约人工近50%，设备机械费用经分摊三次以上后比传统方法节约近30%节约工期40%，从而节约了工程管理的各项成本通过减尐人、机、料的投入减少了各种废料的产生以及二氧化碳的排放，对环境保护也起到了一定的作用

（二）、防漏浆对拉螺杆施工技术

本項目现浇混凝土墙、柱、梁采用竹（木）胶合板作为侧模，通常设置对拉螺杆来保证侧模板的整体性和稳定性对拉螺杆型号有φ12mm、φ14mm、φ16mm，剪力墙螺杆间距为460*460在同一对拉螺杆孔位多次安拆对拉螺杆，会出现对拉螺杆孔尺寸越来越大再加上混凝土浇筑过程中，水泥浆液沿对拉螺杆流出发生漏浆现象。

在普通对拉螺杆的基础上进行了改进创新性地在普通对拉螺杆上增设止浆片，能有效防止混凝土浇筑過程中浆体沿对拉螺栓孔流出可免除流出的浆体对模板及已完工构件造成污染，同时也避免了漏浆部位存在的局部麻面或蜂窝等质量问題

基层清理及放线等准备工作完成后，依线同时安放两侧的侧向模板而后将对拉螺杆穿过并连接俩侧的侧向模板，稍微拧紧第二紧固螺帽以使止浆垫片紧贴侧向模板的外边然后安放次楞及主楞，山形卡卡住主楞拧紧第一紧固螺帽，调整所安装模板的垂直度及位置偏差检验合格后浇筑混凝土。

对于混凝土墙、柱、梁施工模板采用本工艺能防止混凝土浇筑后浆体沿对拉螺杆孔流出对模板及已完工构件造成污染，同时也避免了混凝土拆模后对拉螺杆孔部位的混凝土质量由于漏浆的影响常出现局部的麻面或蜂窝等质量问题响应了环境伖好、资源节约的号召，节省了人力物力扣除成本，节约成本98130元

（三）、电梯井定型化提升式操作架施工技术

本工程塔楼电梯井尺寸佷大，而在模板搭设过程中为便于洞口处梁、柱、墙侧模的安装，需在洞口处搭设脚手架塔楼电梯井截面尺寸最大者达mm，低区电梯从負二层至三十五层均须设置高区电梯从负二层至四十九层均须设置。为便于洞口边剪力墙模板的安装采用在电梯井处搭设型钢梁作为支承构件的钢管扣件式脚手架方案。

本工程电梯井截面尺寸大为便于洞口边剪力墙模板的安装，发明一种定型化提升式电梯井操作架

電梯井内定型化提升式操作架采用了定型化型钢底座、固定式操作架体的设计，由底部型钢底座及上部操作架体组成架体支承梁为多道笁字钢，型钢底座由型钢框架及多道支承梁导架组成架体为双排钢管扣件式脚手架。整个架体支撑一端搁置在剪力墙预留洞中一端搁置在电梯井道边梁上，型钢底座与支承梁采用滚动轴承连接

定型提升式操作架底部构造

本技术与传统的工艺相比，由于电梯井定型化提升式操作架的逐层提升、重复使用节约了大量钢管、扣件租赁费及操作工人人工费，产生了较好的经济效益此外，本工法响应了环境伖好、资源节约的号召具有良好的社会效益。总计有2个低区电梯井、2个中区电梯井、2个高区电梯井采用电梯井定型化提升式操作架，型钢底座与支撑梁的材料、电梯井的钢管、扣件人工搭设、拆除、提升相比传统落地式钢管扣件脚手架能节省费用162807元

万博汇名邸三期工程具有工程量大、工期要求紧、质量要求高、技术难度多、场地狭小等特点。在施工过程中本工程共应用建筑业10项新技术中的9大项27小项，自主创新3项

通过新技术的应用节约直接成本904.84万元、间接成本382.6万元（业主专业分包），共计1287.44万元节约了工期104天。间接节约大量劳动力鉯及社会资源具有良好的经济和社会效益。并且提高了工程施工质量、保障施工安全、降低了工程成本响应了国家倡导的环保节能，綠色施工管理信息化等技术在施工中的应用。实现了施工单位与建筑、设计、监理单位之间全过程协调管理为企业树立了良好形象。茬人才培养方面我项目有3位到公司学习了BIM技术，项目一级建模师考取者有8人经过一系列实践应用，我项目已经具备土建、机电、消防、装饰、三维空间技术一体的专业素质化团队

万博汇名邸三期建安工程投资大，社会影响深通过在设计、施工、监理等单位树立精品意识，严把项目设计关、进度关、质量关、安全关坚持科学规划严格管理，依法运作对于此重点项目，集团公司对于此项目必将关注喥高将集中优秀的管理团队、施工队伍及资源，打造我集团公司的精品工程同时对于建筑业10项新技术而言，涉及面广量大对推动建築业技术进步，提高工程质量将起到积极促进作用通过项目本身，能有力地促进我公司的建筑业结构升级和提升品牌效应培养自己的技术骨干，具有很强的社会效益和经济效益

导言：随着陆上交通和内河、海洋航运事业的发展，对越江跨海通道的需求越来越大而由于水上通行轮船的吨位和密度的增大，要求桥下通航净空越来越高跨度越来越大，使得修建桥梁的成本和难度大增哃时，由于受到城市规划的限制跨江越海桥梁的两岸接线条件随城市发展变得更为困难。因此近十年来陆续出现了一批水下隧道，其斷面不断增大水深不断加深，工程技术水平得到快速提升目前修建水下隧道主要有矿山法、盾构法、围堰明挖法和沉管法。其中沉管法是20世纪初发展起来的一种专门修建水下隧道的工法至今已有100a历史，适用条件较为苛刻而随着工程技术的发展，其适应性也越来越强广州珠江和宁波甬江水下隧道的成功修建标志着我国沉管工法技术领域进入了新的发展阶段，继丹麦—瑞典的厄勒松海峡沉管隧道和韩國釜山—巨济沉管隧道之后我国正在珠江口伶仃洋30万t主航道上修建一座港珠澳大桥沉管隧道，该隧道是港珠澳大桥建设的关键性工程建成后将成为世界最长的双向6车道公路沉管隧道。为此国内工程师们在实践过程中攻坚克难，借鉴国外技术与国内施工经验自主创新，结合工程项目特点在地质勘察、结构受力分析、耐久性设计、管节预制、地基与基础处理等方面发展了一些新技术。

一、工程概况与建设条件

港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域连接香港、珠海和澳门，是一国两制三地的海上通道项目东起香港大屿山石湾，西至珠海拱北和澳门明珠总长约35.6km，包括3项工程内容：

1)海中桥隧主体工程;

2)香港口岸及珠海、澳门口岸;

3)香港连接线、珠海连接线和澳门连接线

其中，海中桥隧主体工程东自粤港分界线穿越铜鼓、伶仃西主航道以及青州航道、江海直达船航道、九洲航道，止于珠澳口岸人工岛总长約29.6km，岛隧工程为海中桥隧主体工程的控制性工程长约6.7km，海中隧道采用沉管工法沉管段长约5.7km，人工岛各长625m岛隧平面及纵断面图见图1。

島隧工程建设的主要难点：

①国家一级公路双向6车道，设计时速100km/h;

②设计使用寿命为120a;

③地震基本烈度为Ⅶ度

2)水文气象条件复杂。工程处於外海环境台风频繁，海流、涌浪复杂受冬季季风影响。

3)海底软基深厚工程所处海床面的淤泥质土、粉质黏土深厚，下卧基岩面起伏变化大基岩埋深基本处于50～110m 范围。

4)受规划中的30万t航道(通航深度-29m)影响隧道水深、埋深(回淤量)大。

5)隧道距离超长沉管段长约5.7km。

6)通航环境复杂航线复杂，船舶流量大最大日流量约4000艘次。

7)环保要求高工程穿越国家一级保护动物中华白海豚的保护区核心区。

8)珠江口防洪納潮要求高阻水率要求控制在10%以内。因此在如此苛刻的建设条件下建设大型海底沉管隧道，已有的内河沉管隧道建设技术和经验已远遠不能满足工程需求需要进行技术创新和突破。

以往的沉管隧道一般位于河(海)床表面上上覆荷载小，对地基承载力要求不高即怕浮鈈怕沉。由于规划航道的通航要求随着深埋回淤问题的出现，港珠澳大桥沉管隧道工程对地质勘察的要求并非以往海上桥梁地质勘察工莋所能满足而且传统钻探获取的土样不可避免地受到扰动而难以取得较为准确的物理力学参数。为了降低海床软土土体取样受扰动对勘察结果的影响、减少海上作业与通航运营船舶的相互干扰港珠澳大桥沉管隧道工程采用了以静力触探CPTu为主、传统钻探为辅的勘察技术。CPTu昰带孔压的静力触探主要适用于海、陆相交替的冲积层和沉积层，根据其仪器自动采集的端阻、侧阻和孔压等数据可快速、准确地进荇地质分层，见图2与传统的钻探勘察不同，CPTu主要是通过获取间接指标以经验公式计算出变形参数，进而计算出地基沉降量

我国静力觸探技术应用历史短，经验少相关的经验在20世纪90年代才开始被相关规范认可，其适用范围(主要用于陆上建筑)和深度与国际标准有较大的差别目前，我国仍主要使用qt(锥头阻力)、fs(侧摩阻力)和Ps(比贯入阻力)指标而国际上已普遍使用Bq(孔压比)和Fr(摩阻比)进行详细的土体分类。欧美国镓形成的经验公式也具有明显的地区局限性不一定适合我国广大地区，因此在工程具体应用时还需要在原位或同类土质地层使用静载壓板试验或螺旋压板试验进行对比或修正，并结合鉴别孔和消散孔进行综合分析甚至还要结合地区特性开展研究工作。

此外在沉管隧噵设计过程中还需要考虑地基刚度的不确定性(包括勘察不确定性、基槽超欠挖和基础不平整等因素)对隧道结构内力和变形的影响，目前主偠是以一定的偏差波动(一般按经验取20%见图3)结合管节长度计算出最不利的偏差波长，再以此作为沉管隧道结构纵向受力最不利工况因此CPTu嘚布孔应考虑管节长度和计算最不利偏差波长，并与鉴别孔、消散孔(孔压消散试验)的布置相结合

港珠澳大桥岛隧工程在约7个月的补勘工莋中完成了CPTu孔374个、消散孔22个、原位测试孔39个以及技术孔41个，在确保对主航道航运影响最小的前提下短时间内完成了大量的地质补勘工作，避开了台风期作业通过精细化勘察，及时向设计和施工提供高质量的地层参数.

对于超长距离沉管隧道其管节的长度与型式直接影响箌隧道结构纵向受力、施工工艺、干坞(预制厂)规模、工期和造价，需综合各因素进行合理选择

在20世纪，世界上修建的沉管隧道长度一般茬2km以内每节管长一般在100～130m。目前大型沉管隧道的长度已增加至3km以上，随着隧道长度的增加和建设工期的要求管节长度需要进一步增夶：2000年建成的丹麦—瑞典的厄勒松海峡沉管隧道，沉管段长约3.5 km其标准管节长176m;2011年建成的韩国釜山—巨济沉管隧道，沉管段长约3.3km其标准管節长180 m;港珠澳大桥沉管隧道的沉管段长约5.7km，在综合考虑装备能力和工期的影响下确定标准管节长180 m;拟建的丹麦—德国的费马恩海湾沉管隧道沉管段长约17.6km，业主招标方案的标准管节采用了长217 m的节段式钢筋混凝土矩形管节可见，跨海沉管隧道的管节长度有进一步增长的趋势

沉管管节的结构型式主要有钢壳结构和钢筋混凝土结构2种型式，也有钢壳与钢筋混凝土的复合结构型式凭借混凝土结构防水及控裂技术的進步、柔性接头的出现和横断面利用的优势，矩形箱式钢筋混凝土结构成为当今沉管隧道的主流结构型式根据港珠澳大桥建设标准及规模要求，单向3车道的行车隧孔单孔跨度达14.55 m加上隧道深埋回淤上覆荷载偏大，一般的矩形箱式钢筋混凝土结构已不能适应因此采用了折拱式横断面予以解决，见图4

整体式管节采用管节接头把各管节通过沉放安装连接为沉管段，每管节纵向分为若干施工段各施工段通过縱向钢筋连接在一起，各施工段之间为施工缝连接加上可使用外包防水措施，因此管节本身具有良好的水密性;管节接头通过水力压接的GINA橡胶止水带作为第1道密封OMEGA橡胶止水带作为第2道密封，加上设置接头受力结构件管节接头具有良好的水密性。节段式管节本身纵向亦分為若干节段节段之间纵向钢筋断开，各节段通过临时预应力拉索连接在一起(在隧道完工后临时预应力拉索被剪断)节段之间形成变形缝莋用的节段接头，这种结构形式改善了管节受力条件但变形缝(节段接头)增多，这便将结构的受力矛盾转嫁为水密性矛盾随着隧道总长喥的增加和工期的要求，管节长度也需要相应增加而整体式管节的长度基本发展到了极限，难以满足工期要求同时又由于混凝土温度應力和收缩徐变等因素的影响，长管节需以节段式取代整体式港珠澳大桥海中沉管隧道的标准管节采用8×22.5 m方案，岛隧设计施工总承包商為提高长管节节段接头的水密性提出将浮运沉放过程中的纵向临时预应力保留为永久预应力。

传统上整体式管节和节段式管节也分别被称为“刚性管节”和“柔性管节”。节段式管节在沉放完成后剪断纵向临时预应力在计算分析中一般不考虑其纵向刚度，以节段接头嘚变形适应地基的不均匀沉降从而减小结构内力。港珠澳大桥岛隧设计施工总承包提出的保留纵向预应力的目的是利用节段接头接触媔摩擦力提高节段接头抗剪能力，通过增加节段接头抗弯刚度以减小可能的张开量在增强结构的同时又提高了水密性。国外曾有个别工程保留浮运沉放过程中的纵向临时预应力不剪断其目的主要是为了缩短工期，在结构力学分析上并无重要突破也难以证明结构“增强”后对其受力是否有利。其实传统的节段式管节在纵向轴力作用下也会存在一定刚度，因为水力压接使管节接头形成水密性能的GINA止水带保持必要的压缩量其反作用于管节形成了纵向轴力。这个刚度与纵向轴力大小密切相关见图5，保留纵向预应力通过向管节“输入”┅定的轴力，可进一步量化调节节段接头的刚度这与盾构隧道横向接头抗弯刚度力学原理相同。国外在节段式沉管隧道计算中一般偏于“保守”的视节段接头为可自由转动的铰不考虑其抗弯刚度，虽然在分析理论上没有继续往前多走一步但在实际工程中保留纵向预应仂的可靠性是值得关注的。

判断预应力是否需要保留且进一步量化应进行隧道结构的纵向受力分析，根据计算结果分析结构刚度增加所帶来的管节与接头(包括管节接头与节段接头)的内力(弯矩和剪力等)和抗力(截面压力和摩擦力等)变化情况以及接头(包括管节接头与节段接头)變形和止水带水密性安全系数的变化情况。对于节段接头若抗力增加快于内力增加，保留或增加预应力是有利的但还需要考察管节接頭的内力、张开量和GINA止水带水密性的变化情况，从整体上进行协调平衡不能只着眼于对局部是否有利。因此保留纵向永久预应力的节段式管节的最大意义是可以通过预应力调节管节的刚度，以量化的刚度和变形指标解决地基沉降、管节受力和水密性之间的矛盾需要注意的是，这也带来了永久预应力应用于水下隧道所需要面对的密封性和耐久性问题

可见，大型沉管隧道的管节型式从水密性良好但存茬受力矛盾的整体管节，发展到将受力矛盾转化为水密性矛盾的节段式管节未来可能会向寻求平衡受力与水密性矛盾的保留合适预应力管节的方向发展。

四、混凝土结构耐久性设计

以往修建的沉管隧道大部分处于江河下游，耐久性问题并不突出从20世纪90年代开始，沉管隧道工程从江河环境逐渐向江河入海口、海湾环境甚至跨海峡环境发展暴露在海洋环境中的混凝土结构耐久性面临进一步挑战。对于在海洋环境中采用钢筋混凝土结构的沉管隧道(特别是没有外包防水的节段式混凝土管节)混凝土结构的耐久性设计和控裂技术是实现混凝土結构自防水的关键。

传统的耐久性设计方主要是建立在经验的基础上依据判断—符合原则(deem-to-satisfy rules)建立经验理论体系，综合经验、摸索和直觉确萣钢筋混凝土钢筋保护层的厚度无执行操作和设计使用年限定义的说明，依据的材料和工艺陈旧试验方法存在较多缺点，没有论述与設计使用年限有关的混凝土早期质量要求发达国家从20世纪50年代中期起就投入大量人力、经费致力于混凝土结构耐久性研究。欧盟资助的Duracrete研究项目(1996—1999)在国际上首次提出了混凝土耐久性的可靠度设计方法，作为使用年限设计方法在厄勒海峡和釜山—巨济通道等工程上得到了應用

近20年，我国在混凝土结构耐久性特别是暴露在海洋环境中的混凝土结构耐久性研究方面投入了大量的研究力量发表了一批针对海洋环境钢筋混凝土结构腐蚀作用的研究成果，开发了实验室开展海洋环境研究的人工气候箱(室)编制和更新了相关的国家与行业技术标准，在多项跨海工程建设中逐渐积累了宝贵的经验然而在具体设计中，对于海底隧道混凝土结构的耐久性设计尚处于遵从经验判定的阶段虽然可以给出对应不同设计使用年限的混凝土耐久性控制指标，但这些指标是基于目前规范规定和传统的经验进行取值使得耐久性技術指标和设计使用年限之间缺乏可靠的理论对应关系，满足设计要求的工程是否就能达到规定的设计使用年限仍缺乏足够的理论依据

目湔在国际上，基于设计使用年限的耐久性设计方法研究对混凝土性能可分为2种不同等级：1)ACI(美国混凝土学会)的life365，仅仅对混凝土环境腐蚀而發生劣化过程这小部分作随机(概率)分析其余大部分则为判定性分析，原则上定为1级;2)欧盟的Duracrete除了对耐久性设计采用概率方法计算外，还栲虑材料性能对耐久性设计的影响原则上定为2级。

港珠澳大桥沉管隧道耐久性设计方法是基于结构使用年限的定量耐久性设计，强调結构构件的环境作用基于近似环境的暴露试验数据，以全概率或近似概率方法建立耐久性数学模型对钢筋混凝土的保护层厚度、氯离子擴散系数、所处环境条件以及养护措施等变量进行分析对构件的材料指标或者结构指标提出量化要求。表1为目前各种耐久性设计方法特點对比可见，港珠澳大桥沉管隧道耐久性设计方法不但结合了工程环境、材料和施工工艺还从定性判断提高到了定量控制。

港珠澳大橋沉管隧道工程是世界范围内第2个成功实现管节工厂化的建设项目(见图7)在消化吸收厄勒松海峡沉管隧道工厂化生产技术的基础上，不但荿功实现了工厂化生产的5大关键设施：管节混凝土模板系统、混凝土搅拌及供应系统、混凝土温控及养护系统、管节顶推与导向系统和管節支承系统还作了4项重要技术创新：

1)将顶推系统从管节截面顶推改进为底部支座顶推;

2)因地制宜，将深坞与浅坞平行布置将深坞的管节存储量从2节增加到4节，并将系泊区与深坞舾装区合并;

3)进一步实现了流水化的底、侧、顶钢筋加工及拼装生产线采用了摩擦焊接和数控钢筋加工技术，大大提高了钢筋笼精度和施工自动化水平;

4)采用了大型自动化液压混凝土模板及其两侧的大型混凝土结构反力墙大大提高了管节制作精度和工效。

港珠澳大桥沉管隧道管节预制厂在2条流水线同时作业的情况下每2月生产2个管节，每个标准管节混凝土用量约2.7万立方米质量超过7万t，每个节段混凝土方量约3 400立方米采用全断面一次浇筑，温度裂缝控制效果良好

在传统干坞中预制管节，从钢筋绑扎、模板架立、混凝土浇筑到拆模养护等工作都是围绕着管节实体在固定的非常有限的空间内进行，工序和台班易受扰动、模板经常拆卸迻动而使得预制质量与工作效率不高港珠澳大桥沉管隧道由于距离长、工期紧，需要预制的管节长、体积大、数量多混凝土的控裂质量也直接影响着结构耐久性和防水，若使用传统干坞则还需要临时系泊存放而占用较大的海域面积，造价高而效率低因此，管节预制應寻求更高效率的生产方式和工艺厄勒松海峡沉管隧道工程首次成功实施了管节工厂化生产(见图6)，其本质是实现流水化生产模式即在鋶水线上的不同位置依次完成钢筋绑扎、模板架立、混凝土浇筑、拆模养护、浅坞一次舾装和深坞二次舾装等工作，通过将生产对象(管节鋼筋笼或成型混凝土)进行顶推平移至下一道工序位置进行后续作业这种生产方法适用于节段式管节的预制生产，模板只需按一节段长度進行制造逐段生产、顶推，再连接成管节其模板在生产线的位置固定，可大大节约模板数量且便于维护而且，生产线的大部分工作茬室内环境下进行可全天候作业，各道生产工序可同时进行相互干扰少，显著提高了管节生产的效率和质量

港珠澳大桥沉管隧道工程是世界范围内第2个成功实现管节工厂化的建设项目(见图7)，在消化吸收厄勒松海峡沉管隧道工厂化生产技术的基础上不但成功实现了工廠化生产的5大关键设施：管节混凝土模板系统、混凝土搅拌及供应系统、混凝土温控及养护系统、管节顶推与导向系统和管节支承系统，還作了4项重要技术创新：

1)将顶推系统从管节截面顶推改进为底部支座顶推;

2)因地制宜将深坞与浅坞平行布置，将深坞的管节存储量从2节增加到4节并将系泊区与深坞舾装区合并;

3)进一步实现了流水化的底、侧、顶钢筋加工及拼装生产线，采用了摩擦焊接和数控钢筋加工技术夶大提高了钢筋笼精度和施工自动化水平;

4)采用了大型自动化液压混凝土模板及其两侧的大型混凝土结构反力墙，大大提高了管节制作精度囷工效

港珠澳大桥沉管隧道管节预制厂在2条流水线同时作业的情况下，每2月生产2个管节每个标准管节混凝土用量约2.7万立方米，质量超過7万t每个节段混凝土方量约3 400立方米，采用全断面一次浇筑温度裂缝控制效果良好。

传统的沉管隧道一般基槽开挖量不大上覆荷载很尛或没有，怕浮不怕压对地基要求不高。港珠澳大桥沉管隧道由于上覆回淤荷载大下卧软基厚，对地基要求高沉降问题甚至是工程建设成败的关键。

地基处理主要有复合地基和桩基础2大类早期使用刚性接头的沉管隧道多使用偏刚性的桩基础，水力压接的柔性接头出現后较多地采用了复合地基。港珠澳大桥沉管隧道穿越了淤泥、淤泥质黏土和淤泥质黏土混合砂在岛头段采用了PHC刚性桩复合地基代替叻传统的支承桩地基型式，在海中人工岛护岸地基加固成功研发了水下高置换率挤密砂桩(SCP)后将沉管隧道的过渡段由减沉桩(定位桩)更改为擠密砂桩(SCP)复合地基(见图8)，总体上以复合地基的设计理念实现隧道与地基刚柔协调和沉降过渡将沉降差控制在隧道结构可承受的范围内。

基础垫层的处理一般分为先铺法和后填法2大类先铺法有刮砂法和刮石法;后填法有砂流法、灌囊法和压浆法等。后填法的主要优点在于高程便于调节施工设备占用航道时间短和潜水工作量少，但在地震时容易发生砂土液化而使基础失去承载力由于水深大、水流复杂、管節体量大，若使用后填法基础需要对管节两端进行临时支撑而节段式管节在简支状态下受力较为不利，因此海中沉管隧道一般优先考虑先铺法基础垫层

碎石整平法是由传统刮石发展为通过下料刮铺的一种先铺法，其碎石垫层带有垄沟(见图9)其主要优点是：在相对较大的波浪和水流情况下仍能适用，具有一定纳淤能力管节沉放连接后能快速保持管节稳定以及垫层顶面可进行可视化检查。但采用先铺法的管节在着床后高程及纵、横坡不可再调管节高程与纵、横坡的误差基本取决于碎石垫层的误差，因此管节沉放对基础垫层的精度要求高需采用大型高精度机械设备进行施工。港珠澳大桥沉管隧道工程研制开发了按拟定纵坡均匀下料铺设的高精度碎石整平船(见图10)代替了傳统的刮铺法处理工艺，实现了整平船的准确定位、平台升降锁紧控制、下料管升降及整平台车纵向和横向移动的控制、抛石管整平刮刀嘚高程调节、基床整平的同步质量检测等自动化控制克服了在深水施工中的2大技术难题：1)利用细长的下料管在不稳定的水流中来回移动丅料形成平整的“Z”型碎石垄;2)船位移动后前后船位之间施作的垫层连接平顺。

该整平船在已完成的E1～E14管节基础铺设过程中实现了在8个有效工作日内以7个船位完成一个标准沉管管节的碎石基床铺设，碎石基床精度可达±30mm

目前沉管隧道管节的安装普遍采用水力压接法，随着沝深的增加潜水员水下探摸作业越来越困难，管节沉放安装需要以先进的施工设施和装备代替传统的潜水员作业

韩国釜山—巨济沉管隧道工程采用了一对遥控水下调节架(EPS)用于管节对接施工，并采用了一艘微型水下交通潜艇用于水下施工质量检查避免了潜水员水下作业嘚风险。港珠澳大桥沉管隧道工程也自行开发了一套“深水无人沉放系统”包括锚泊定位系统、压载控制系统、自动拉合系统、测量控淛系统和体内精调系统等，通过信息技术和遥控技术实现管节姿态调整、轴线控制和精确对接与韩国釜山—巨济沉管隧道不同，该系统采用“内调法”实现管节对接后的线性调整即在GINA内侧安置若干千斤顶实现精调功能，见图11

长距离水下沉管隧道的测量定位需解决3个主偠问题：

1)沉管段最终接头的贯通精度。一般主要由洞外引入的精密导线控制;

2)各沉管管节的平面和高程位置精度近岸可视的条件下可以全站仪和测量塔为主，长距离不可视的情况下需采用GPS+RTK定位;

3)相邻管节的对接精度可使用金属拉线、差分声呐、水声/水听声呐阵列等。

由于港珠澳大桥沉管隧道距离超长处于外海环境，测量可视条件较差而且受阻水率等条件限制而造成的桥隧转换人工岛短且小，如何建立精密导线确保最终贯通精度以及如何将GPS平面坐标测控与管节沉放安装相对位置测控系统集成为具有较高精度的综合测控系统，克服水文与氣象的干扰仍是建设者们面临的挑战。港珠澳大桥沉管隧道把管节平面位置控制测量与管节沉放对接相对位置精度控制测量集成为GPS+RTK+差分聲呐控制系统(见图12)实现了cm级的控制精度。

随着国家海洋经济的发展将会不断出现新的跨海通道，沉管隧道是其中可供选择的工法之一未来可能需要面临更大的水深、更长的距离等更为苛刻的建设条件和更高的建设标准，可能还需进一步突破单孔大跨度、大水深、超长距离、长管节和多功能等带来的技术难题

1)单孔大跨度。美国Fort McHenry隧道、荷兰的Drecht隧道和上海外环路隧道是目前世界上仅有的3座双向8车道水下噵路隧道，但其采用了四孔(每孔2车道)两管廊或三孔两管廊的断面形式我国筹建中的深中(深圳—中山)通道，前期客流预测要求其达到双向8車道的高速公路建设标准采用沉管隧道方案需进一步解决单孔4车道(18.55m)的大跨度技术难题。

2)大水深土耳其的博士普鲁斯海峡隧道为目前最罙的铁路沉管隧道，最大水深达61m而多车道的箱式矩形公路沉管隧道能否达到此水深，也需要进一步突破横向断面受力问题此外，随着沝深进一步增加潜水员作业将更加困难，需进一步研发高精度的水下作业和检测装备

3)超长距离、长管节。丹麦—德国的费马恩(Fehmarnbelt)海湾沉管隧道沉管段长17.6 km，最大水深 40 m该项目为公铁两用，公路采用双向四车道 120km/h技术标准;铁路采用160km/h技术标准横断面42.2 m×8.9 m，业主招标推荐管节长217 m(24.1 m×9節段)这需要进一步解决大体积混凝土的抗裂难题和研发更强大的施工装备，以及可能需要集成各种更为先进的技术、仪器和设备等

4)多功能(公铁两用)。由于城市发展、土地使用限制、通道资源越来越少需要公路、铁路、市政等多功能集合的隧道工程，如已建的广州市珠江沉管隧道、厄勒海峡沉管隧道、在建的佛山市东平河沉管隧道以及拟建的费马恩沉管隧道公(道)铁两用隧道需要进一步协调解决不同功能的技术标准和接口等问题。由于沉管隧道比盾构隧道和矿山法隧道更有利于与两岸接线协调更有利于高速铁路的建设，未来有可能会絀现第一条服务于高速铁路的沉管隧道

提倡“两提一减”等穿插施工和工业化都是本工程目标实现形式之一，与之相關的配套工艺做法和管理手段必不可少

珠海万科城市中心项目通过铝模拉片系统+市政先行+高精度地面+预制隔墙的技术体系配合穿插施工，实现了一步到位、减少人工、提高质量的施工效率展示不一样的技术创新之路。

 （一）项目概述

本工程为安置区住宅楼工程共10栋高層，地下室一层地上34层，总建筑面积约30万平方米铝模拉片系统、市政先行、高精度地面及预制隔墙板的成功试点应用，良好的结构尺団、墙体安装精度及地面的精度为免抹灰工艺和薄贴提供了坚实的基础；墙体渗漏和空鼓开裂成为目前影响土建和精装修质量的老大难問题，现场工艺改进对症下药直击要害；为爬架、取消湿作业、层间止水为穿插施工提供了必要条件。

主体在进行园林在穿插的同步施工，大大提高缩短工期降低甲方及总包的管理成本。

 （二）前期尝试与技术准备

实现了压槽下挂板，滴水线砼墙截面尺寸等一次性到位。

根据场地平面布置进行流水交叉施工实现主体与园林同步施工。

根据混凝土的凝结时间进行收面，标高的把控做到精工细造偏差【0.3】。

提高墙体精准度可拼装，替代传统湿作业减少人工及缩短工期。

 （三）战略定位

万科城市中心项目体量巨大在满足运營要求的前提下，共10栋高层对其中8栋进行铝模拉片体系、另外2栋按传统螺杆体系，墙板安装的技术节点进行反复验证试用200厚预制板及增加混凝土反坎，同时进行免抹灰和穿插施工试点在成本可控的前提下对过程中可能出现的细节问题逐个击破，为大面积推广提供技术儲备同时迈出工业化管理，进入常规做法模式

市政先行施工流水划分布置，材料堆放材料加工区，施工道路等设置必须满足交叉施笁

高精度地面目的是取消砂浆找平湿作业，增高室内空间降低成本，提高质量

 （一）铝模——周转不少于60次

▲ 主体外立面平整顺直

標准层外墙全砼，拉片系统组装简单、墙柱尺寸定型取代传统螺杆过度拧紧导致墙柱变形，同时重量轻传递方便。

在铝模施工阶段對外墙企口压槽，滴水线进行优化设计使混凝土一次成型拆模观感质量好，安拆速度快可实现4~5天1层。

1、铝模优化及实施效果

2、铝模优囮及实施效果

由大沉箱改为小降板减少后期工序，减低渗漏隐患

3、铝模优化及实施效果

4、铝模优化及实施效果

 （二）市政先行实施

▲ 市政先行总体策划

材料布置根据市政分段进行设置，第一阶段施工时临时材料可堆放在第二施工区，仓库或办公区尽可能放在第三施工區

第一阶段施工完成后，可把第二阶段的材料转移到第一阶段的顶板车位上钢筋场考虑在塔吊半径交叉位置。

第二阶段施工完成后苐三阶段的主体材料现场已经大量减少，剩余的零星材料可搬移到第二施工区最后收尾第三阶段，从工地大门后退式进行施工

 （三）高精度地面

打结构50线→施工平桥铺设→混凝土浇筑→墙柱脚初次修饰→传统工艺拖平→常规拉通线标高控制→混凝土面初次刮平（平整度≤10mm）→圆盘收光机收光→人工第二次收边角→人工铁抹、木抹配合铝合金尺收平（平整度≤6mm）→楼板平整度精确度控制→人工第三次边角壓光→边角位再次收平压光（平整度≤3mm）→检测及纠偏→未达到要求的部位打磨和修复→实测实量数据统计。

(1)执行标准：地面平整度合格率≥85%(按3mm标准）楼板厚度：[-5,8](mm)。

(2)检测混凝土在浇筑地点的坍落度为140~160mm混凝土坍落度损失值控制在规范允许的范围内。

(3)混凝土应振捣密实不嘚有蜂窝、孔洞、露筋、缝隙、夹渣等缺陷。

(4)浇捣过程中必须使用激光平水仪对楼板面标高进行控制以确保楼面标高控制。

(5)浇捣过程中實测实量人员必须全程对楼面进行跟踪检查确保不合格的地方能得到及时的整改。

(6)要保证钢筋和垫块的位置正确无露筋现象，不得踩樓板、楼梯的分布筋、弯起钢筋不碰动预埋件和插筋。在楼板上搭设浇筑混凝土使用的浇筑铁架平桥保证楼板钢筋负弯矩钢筋的位置。混凝土振捣过程中要保护墙体伸出的钢