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,*,项目介绍,Introduction,港珠澳大桥主体工程初步设计方案及关键技术问题,2010-11-25,港珠澳大桥管理局 苏权科,主要内容：,一、工程概况,二、主要技术标准,三、初步设计推荐方案,四、重要工程问题,五、科研规划与国家科技支撑计划,六、施工安排与标段划分,一、工程概况,（,1,）港珠澳大桥是继三峡工程、青藏铁路、南水北调、京沪高铁后又一重大工程。,（,2,）工程包括珠海、澳门接线，珠海澳门口岸，海中主体工程，香港接线及香港口岸,总长约,50km,，总投资约,729,亿。,（,3,）连接粤、港、澳三地，两种不同体制的工程，由中国内地、香港、澳门特别行政区共同投资建设。,（,4,）建设条件复杂，技术难度大；涉及“一国两制三地”，协调量大、管理难度大。,1.1,规模,一、工程概况,包括三大部分：,（,1,）,海中桥隧主体工程：,东自粤港分界线，止于珠澳口岸人工岛，总长约,29.6km,。,（,2,）香港口岸及珠海、澳门口岸：,珠澳口岸同岛设置于珠海拱北湾附近填海区（填海面积约,208,公顷），香港口岸位于香港机场东北角填海区（填海面积约,113,公顷）。,（,3,）香港连接线、珠海连接线、澳门连接线：,珠海接线长,13.89 km,；香港接线长,12.6 km,，；澳门接线为连接到明珠附近的新填海区，长约,200m,。,1.2,组成,二、主要技术标准,（,1,）采用双向六车道高速公路标准建设，设计速度采用,100 km/h,，桥梁总宽,33.1m,，隧道宽度采用,214.25m,、净高采用,5.1m,；,（,2,）全线桥涵设计汽车荷载等级采用公路,级，同时应满足香港,Structure design manual for highways and railways,中规定的活载要求；,（,3,）大桥的设计使用寿命为,120,年；,（,4,）地震设防标准：地震基本烈度为,VII,度；,各通航孔净空尺度表,通航孔所在航道,通航吨级,(t),通航孔个数,净空高度,(m),净空宽度,(m),备注,青州水道,10000,1,42.0,318,单孔双向,九洲航道,10000,1,40.0,210,单孔双向,江海直达船航道,5000,2,24.5,173,单孔单向,各小船航道,500,-,20.0,85,利用边孔,隧道,300000,人工岛口门宽不小于,4100m,，满足,-29m,通航水域不小于,2810m,3.1,总体,三、初步设计推荐方案,（,1,）穿越伶仃西航道和铜鼓航道段为隧道方案，约,6.75 km,，其余约,22.9 km,段采用桥梁方案，东、西人工岛各长约,625m,，最近间距约,5584m,，东人工岛东边缘距粤港分界线约,366m,；,（,2,）主体工程东端在粤港分界线处与香港侧桥梁衔接，采用与香港侧方案协调的桥跨布置及桥梁外形方案；,3.1,总体,三、初步设计推荐方案,（,3,）主体工程在珠澳口岸处与大桥桥头管理区及口岸衔接，设置定向立交满足桥头区域交通组织，利用桥头缓冲地带设置收费设施，对交通工程及附属设施进行统筹安排；,3.1,总体,三、初步设计推荐方案,（,4,）总体桥跨布置以尽量减少阻水比为目标、适当增大非通航孔桥梁跨径、在经济性与阻水率之间获得平衡。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,九洲航道桥,江海直达船航道桥,青州航道桥,深水区非通航孔桥,浅水区非通航孔桥,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,1,）,青州航道桥：,“,中国结,”,双塔空间双索面钢箱梁斜拉桥,桥跨布置：,110+126+458+126+110=930m,主梁采用带挑臂翼缘板的整体钢箱梁；采用双索面扇形布置；索塔采用,H,形混凝土塔，上横梁采用,“,中国结,”,造型；基础采用钢管复合嵌岩桩，塔处设置竖向支承、纵向阻尼装置及横向抗风支座，塔区附近设置风障。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,2,）,江海直达船航道桥：,三塔独柱中央索面钢箱梁斜拉桥,桥跨布置：,129,258,258,129,774m,主梁采用带挑臂翼缘板的整体钢箱梁，中央双索面竖琴式布置，索塔采用独柱式混凝土塔，基础采用钢管复合嵌岩桩。塔身横向两侧和两个过渡墩顶设置横向阻尼装置；索塔处设置纵向阻尼装置。塔区附近设置风障。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,3,）九洲航道桥：,风帆塔双塔独柱钢箱梁斜拉桥,桥跨布置：,85+127.5+268+127.5+85=693m,满足澳门机场航空限高要求，调整了桥跨布置。主梁采用带挑臂翼缘板的整体钢箱梁，单索面竖琴式布置，索塔采用,“,风帆形,”,钢塔，基础采用钢管复合嵌岩桩，塔区附近设置风障。纵向阻尼装置提高抗震性能。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,4,）深水区非通航孔桥：,110m,等跨单箱双室整幅钢箱梁（技术设计）,标准联：,110m,等跨,6,孔一联，跨越,Y13-1,气田管线处桥跨为,(110+150+110)=370m,，主梁：单箱双室整幅等梁高钢箱梁，全宽,33.1m,，梁高,4.5m,。钢管复合桩基础，承台和墩身预制安装，,承台埋入海床,。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,5,）浅水区非通航孔桥：,85m,等跨组合梁方案（技术设计）,标准联：,6,孔一联，主梁：单箱单室分幅组合梁，全宽,33.1m,，梁高,4.3m,。整幅墩身，钢管复合桩基础，承台和墩身预制安装，,承台埋入海床,。,3.2,桥梁,三、初步设计推荐方案,（,6,）东、西人工岛结合部非通航孔桥：,双幅分离预应力混凝土刚构,西人工岛结合部：总长,264m,，,44m,等跨布置，,3,跨一联。箱梁连续变宽，桥面平均宽度约,20m,，为常规等高变宽度预应力混凝土梁桥。重点处理好,浪托力及防腐耐久性,问题。,东人工岛结合部：总长,390m,，桥跨布置为,2,(3,47.5)+3,35m,，,3,跨为一联，结构外形与香港侧保持一致，方案同西岛结合部。,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,1,）平、纵布置,平面：两岛间沉管段长,5664m,，东、西人工岛现浇暗埋段长均为,163m,，敞开段长各,398m,。,5500m,大半径圆曲线延伸到隧道。,纵断面：最小排水纵坡,0.3%,，在两主航道间,W,形断面，隧道管节顶板最低标高,-30.18m,以下。,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,2,）横断面,纵向通风加重点排烟通道通风方式。,采用两孔一管廊横断面，两侧为行车道孔，中间管廊内上层为专用排烟通道，中层为横向安全通道，下层为电缆沟和海底泵房。,中隔墙上每间隔,90m,设置一处逃生安全门。,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,3,）管节结构、接头构造,采用节段式钢筋混凝土管节，共,33,个，标准管节节长,8,22.5=180m,。,管节间接头采用传统的,GINA+OMEGA+,剪切键。小节段间接头采用,“,可膨胀密封条,+OMEGA,密封条,+,剪力键,”,方案，管节结构自防水。,三、初步设计推荐方案,管,节,接,头,节,段,接,头,横,断,面,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,4,）基槽开挖,边坡坡率为：淤泥与淤泥质土中采用,1:7,，粘土（包括粉质粘土及夹砂层）、砂层中采用,1:3,，在纵向分布的中间深埋隧道段采用二级边坡方案，在两端靠近人工岛段采用一级边坡方案。,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,5,）基础处理,沉管基础垫层推荐采用,先铺碎石整平层,，垫层平均厚,1.5m,。,为保证沉管均匀沉降，根据地质情况及受载,分段采用加固方案,。,区 段,岛头段,西过渡段,中间段,东过度段,岛头段,对应管节,E1,E2E6,E7E24,E25E32,E33,处理方法,支撑桩（打入钢管桩至中砂层）,换填砂,天然地基,沉降控制桩（打入钢管桩至砂层顶面以上）,支撑桩（打入钢管桩至中砂层）,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,6,）回填与覆盖,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,7,）岛头管顶防护,在岛头处露出海床管顶的防撞设施，采用防撞墩台,+,警示性浮体组合拦截系统。,3.3,隧道,三、初步设计推荐方案,（,8,）干坞与系泊区,推荐,3+3,方案，,并列,2,个干坞。,单坞同时预制,3,个管节。,干坞长,260m,，宽,432m,。,3.4,隧道人工岛,三、初步设计推荐方案,（,1,）总体方案,东人工岛采用,“,蚝贝,”,主题外形，总面积为,103161m2,，岛长,625m,，宽,225m,。除了管理养护功能外，兼有服务观光功能，设置有旅游开发、养护救援、环保安保、基础设施等设施。,西人工岛采用,“,蚝贝,”,主题外形，总面积,97962m2,，岛长,625m,，岛宽,185 m,。西人工岛以管理功能为主，设置运营、养护、救援站。,东人工岛功能分区,西人工岛功能分区,（含对外服务区）,（以项目管理为主）,3.4,隧道人工岛,三、初步设计推荐方案,（,2,）结构方案,岛壁结构设计方案采用,抛石斜坡堤,为满足开工后,27,个月,具备沉管首节,管节沉放条件,，西人工岛上包含第一段隧道暗埋段的区域（即,“,小岛,”,）需先期施工。其基坑围堰结构采用格形钢板桩，地基处理采用开挖换填方案，换填中粗砂并振冲密实。,东岛一次填筑完成。,3.4,隧道人工岛,三、初步设计推荐方案,（,3,）地基处理,岛壁区：开挖换填中粗砂振冲密实,+,挤密砂桩,+,排水砂桩,岛内吹填区：部分开挖换填中粗砂振冲密实,+,排水砂井,3.5,交通工程与附属设施,三、初步设计推荐方案,采用,“,相对集中、有限分散,”,的管理方式。设置的沿线设施包括：,监控收费通信中心：,1,处，设在位于太澳互通立交附近的港珠澳管理中心；,监控所：,1,处，设在西人工岛；,养护工区：,1,处，设在太澳互通，与管理中心同址合建；,养护站：,2,处，设在珠澳口岸和西人工岛；,救援站：,3,处，设在珠澳口岸、西人工岛、东人工岛；,收费站：全线,1,个主线收费站，设于珠澳口岸。,4.1,桥梁工程,四、重要工程问题,（,1,）埋入式承台：,减少阻水率,景观和防撞,施工难度大,埋床法预制基础设计原理与施工工艺：,4.1,桥梁工程,四、重要工程问题,（,3,）钢桥面铺装：,国内早期钢桥面铺装病害多，使用寿命短；,施工要求苛刻，,维修困难；,国外和香港地区,成功经验较多，,寿命可达,15-25,年。,（,2,）钢箱梁、组合梁构造体系、设计标准，加工能力及质量控制；,4.1,桥梁工程,四、重要工程问题,（,4,）长大纵坡与收费站安全：,长、大纵坡，爬坡和下坡刹车对桥面的危害；,九洲航道东移；浅水区改为组合梁。,4.2,隧道工程,四、重要工程问题,（,1,）高标号、大体积混凝土的防裂、抗渗与耐久性：,预留航道、回淤大、水压大,导致采用高标号、大体积混凝土,抗裂防渗、耐久性和几何精度控制,施工工艺、养护要求高,（,2,）接头止水带要求高,水压大、耐久性要求高,GINA,产品国外垄断、造价高、开发周期长,可膨胀止水带暂未有成功应用实例,（,3,）厚软基大回淤沉降控制及与岛上暗埋段的过渡,整体沉降、差异沉降,地质勘察存在不确定性（,CPT,、,CPTU,与国内勘察）,计算分析理论不能精确，也存在不确定性,4.2,隧道工程,四、重要工程问题,（,4,）干坞生产对工期影响大,干坞规模大，选址综合因素复杂：水文、地质、航道、用水、用电、土地许可,管节预制周期长，能否实现工厂化？,（,5,）台风、白海豚保护、海上交通组织等因素对工期影响大,（,6,）离岸远距离水下测量控制,（,1,）海上挤密砂桩（,SCP,）地基处理,密实程度指标,检测手段,施工技术和设备,4.3,人工岛工程,四、重要工程问题,（,2,）海上人工岛深基坑防护,潮位变化、波浪、渗流环境,饱水砂层、海底淤泥,支护体系设计、施工信息化,（,3,）工后差异沉降控制与处理,岛隧结合部设计施工措施；回填与监测；,（,1,）跨境运营紧急事件的三地连动救援,法律问题,协商机制,运作模式,4.4,交通工程,四、重要工程问题,（,2
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