跨海沉管隧道技術(shù)與發展
1 沉管隧道概述
沉管法是在20世紀初發展起來(lái)的一種修建水下隧道的新工法。根據國(guó)際隧道協會（ITA）沉管隧道和懸浮隧道工作(zuò)組1993年(nián)提供的報告，一種當今普遍被認可(kě)的沉管隧道定義爲：沉管隧道（ImmersedTunnel）是由若幹預制的管節，分(fēn)别浮運到現場，一個接一個的沉放(fàng)安裝，在水下将其相(xiàng)互連接并正确定位在已經開挖的水下溝槽内，其後輔以相(xiàng)關工程施工，使這些管節組合體(tǐ)成爲連接水體(tǐ)兩端陸上交通的隧道型交通運輸載體(tǐ)。
19世紀末，美國(guó)首先用沉管法建成波士頓的下水道工程，随後，于1910年(nián)用此法建成底特律河水底鐵路(lù)隧道，這是世界上第一條沉管建造的鐵路(lù)隧道。日(rì)本是東亞第一個建成沉管隧道的國(guó)家。
随着沉管法隧道設計(jì)和施工中關鍵技術(shù)問(wèn)題的逐步解決和日(rì)趨完善，随着沉管法在世界各國(guó)的廣泛采用和技術(shù)上的交流，沉管隧道受到越來(lái)越多國(guó)家的重視，逐漸成爲水下大(dà)型隧道工程的一種施工方法。
2 沉管隧道技術(shù)與發展
2.1 沉管隧道技術(shù)概述
沉管隧道管節制作(zuò)技術(shù)自(zì)最早的鋼殼隧道以來(lái)，管節制作(zuò)技術(shù)經理(lǐ)了不斷發展完善的過程。1910年(nián)建成的美國(guó)底特律河水底鐵路(lù)隧道是世界上第一座沉管隧道，采用的是鋼殼式沉管隧道技術(shù)，至1942年(nián)荷蘭馬斯河公路(lù)隧道的建成，揭開了混凝土(tǔ)沉管隧道建設的序幕，同時也形成了鋼殼式管節和混凝土(tǔ)管節2種主要類型沉管隧道管節。随後日(rì)本在這兩種主要管節結構的基礎上進行融合，形成了一種新的管節形式——三明治式管節，并廣泛運用于日(rì)本沉管隧道建設中。
2.2 跨海沉管隧道現狀
沉管隧道一般用于内河，長度在2km左右。縱觀當今世界沉管隧道發展趨勢，可(kě)以看(kàn)出，随着管節制造材料逐漸由鋼筋混凝土(tǔ)取代純鋼材，管節斷面已基本上采用矩形形式。由于管節橫斷面空間利用率的提高，鋼筋混凝土(tǔ)預制的質量控制特别是混凝土(tǔ)長大(dà)、貫穿裂縫的控制技術(shù)的不斷提高以及縱向預應力措施和鋼（化學）纖維的引入，沉管隧道管節的長度越來(lái)越長，每節管節中的車道數越來(lái)越多，沉管隧道對不同地基條件(jiàn)的适應性也越來(lái)越廣。随着技術(shù)的發展，外海沉管隧道取得(de)了突破性的進展。
2000年(nián)，丹麥厄勒海峽隧道貫通，該隧道爲矩形混凝土(tǔ)公路(lù)隧道。其後，2010年(nián)底，韓國(guó)的釜山(shān)-巨濟連線隧道投入運營，該隧道與厄勒海峽隧道同爲矩形混凝土(tǔ)公路(lù)隧道。2010年(nián)4月，連接歐亞大(dà)陸的土(tǔ)耳博斯布魯斯隧道貫通，該矩形複合結構鐵路(lù)隧道長利用泥水盾構完成了岸邊段與海中沉管隧道的對接。連接丹麥和德國(guó)之間的19km長的公鐵連線費默隧道計(jì)劃于2018年(nián)完成。
2.3 新技術(shù)的發展和運用
随着技術(shù)的發展，超大(dà)管節的預制、複雜海洋條件(jiàn)下管節的浮運和沉放(fàng)、高水壓條件(jiàn)下管節的對接及接頭的水密性及耐久性、隧道基礎處理(lǐ)等跨海沉管隧道面臨的各種技術(shù)難題一一被克服。
（1）超大(dà)管節工廠(chǎng)化預制技術(shù)
工廠(chǎng)化生(shēng)産管節的幹塢主要是由廠(chǎng)房(fáng)内2條生(shēng)産線不間斷地生(shēng)産管節段，待管節段初步養護到位後，向前頂進；然後繼續施工後續管節段，如(rú)圖1所示。工廠(chǎng)化幹塢可(kě)以更好地控制管節的澆築質量，建設幹塢工作(zuò)量較少。
（2）碎石整平法基礎處理(lǐ)技術(shù)
沉管隧道的基礎處理(lǐ)方法，以消滅不規則空隙爲目的，可(kě)分(fēn)爲先鋪法和後填法兩類。先鋪法是在管節沉設之前，先鋪好砂、石墊層；後填法是先将管節沉設在預置在溝槽底上的臨時支座上，随後再補填墊實。碎石整平法是通常所說(shuō)的碎石刮鋪法的一種變型。整平碎石層的鋪設精度可(kě)控制在±15～20mm以内，以免在底闆産生(shēng)過大(dà)的附加彎矩。
碎石刮鋪船(chuán)依靠4根管樁打入海底，作(zuò)爲固定；憑借船(chuán)上的桁車移動和填料刮鋪筒進行碎石刮鋪施工。刮鋪船(chuán)使用GPS定位，定位精度高，刮鋪施工精度高。其填料刮鋪筒出料口前後有超聲波探測裝置，可(kě)詳細了解到碎石刮鋪狀态及偏差，并實時反映到中控室。
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