|
3 n6 W7 l; E; Q
【本文共6308字，阅读时间25分钟左右，图片9张，视频1个，请尽量连接WIFI。欢迎阅读，提前感谢】
) e. @% {1 C- N# k( x0 \* y7 J7 _, H/ n 写在前面： ( _/ H$ ^: w8 ^- A# ]: C' E) i
2017年国庆节前，我们的设计团队终于完成了《大连湾海底隧道建设工程初步设计成果》并提交主管部门。 : P0 {% k5 d1 z! s" N$ o5 J/ e
从中山的深中通道设计现场转战大连，这是我全程经历的又一条海底隧道，也是我参与的另一个超级工程。
5 F% Z& y' G( c$ D: _ 大哥一直都嘱咐我写点关于沉管隧道的东西，可惜“8·11·6”的工作制实在让我分身乏术。初设成果完成后，再拖也实在说不过去了。借专栏宝地简单给大家介绍一下项目，若有不足之处，也欢迎对海底隧道有了解的诸君多指正、多交流。自从港珠澳海底隧道开始稳步施工以来，沉管隧道这一工法在国内开始受到更多关注。深中通道、天津海河、南昌红谷滩、湖北襄阳等等，以及本文介绍的大连湾海底隧道，都是沉管工法应用的最好代表。本项目是国内首个采用 PPP 模式实施建设的大型跨海隧道工程，也是我国北方海域第一条沉管隧道。首先来一个9分14秒的视频：大连湾海底隧道宣传视频。 # u' e: D/ h: D2 D
一 主要时间历程
. H- h3 G2 ^4 z0 W' E5 W- K, c 2007年，中交二院完成了《大连湾海底隧道工程可行性研究方案报告》，工可报告中比选了钻爆法、盾构法和沉管法三种工法，最终选择钻爆法作为推荐工法。但由于彼时不久后大连造船厂开始有军舰的修造任务，旁边的大连港集团的客货吞吐也较为繁忙，钻爆施工会对军舰与大连港运营造成较大影响，本项目就被一票否决、暂时搁置下来了。 ) a3 V" I7 c; l4 a) Y/ o
2013年夏，由于迫切的交通需求，大连市政府决定重启大连湾海底隧道建设工程。上海市隧道工程设计院与大连市市政设计院责任有限公司共同完成了项目建议书与工程可行性研究报告。
" o/ W5 Q2 {( j3 _7 E) r$ l- h& L 2013年12月26日，大连市城市建设管理局邀请钱七虎院士、孙钧院士等11 位业内专家、辽宁省与大连市的十余个相关委办局等参加了大连湾海底隧道项目建议书预评审会。专家组和与会单位一致通过，将沉管法作为大连湾海底隧道的推荐工法。 ) h. `/ o7 K7 X& ?4 K0 ^ o' C
2016年9月27日，中国交建联合体中标“大连湾海底隧道和光明路延伸工程政府与社会资本合作（PPP）项目”，联合体成员单位包括：中交第一航务工程局有限公司、中交第四航务工程局有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院、大连市市政设计研究院有限责任公司、中交公路规划设计研究院有限公司、天津市海岸带工程有限公司、中交投资基金管理有限公司。
0 d j4 }3 O, D) A, h 2016年11月9日，大连湾海底隧道建设工程可行性研究报告（代项目建议书）专家评审会在大连顺利举行，为下一步的初步设计与施工图设计奠定了良好的开端。
- s! Z$ D4 y4 V$ Q 二 项目基本情况+ {0 ^8 \3 {# w9 E& J- Q
首先说明一点，很多对我们项目不了解的朋友听到大连湾海底隧道，第一反应就是“是不是烟台到大连的海底隧道？” 我们这条海底隧道仅连接大连湾两岸、服务于大连市内的交通，本文的讨论范围也限定于此。渤海湾隧道的可行性我之前曾简单回答过，接下来有空时我会认真写一篇文章讨论烟大隧道。先给各位看看辽东半岛以及本项目的相对位置。 0 G5 g& V5 {8 J( \. C1 m! ^
3 q, g5 H0 w: y' }6 E 大连中心城区的空间发展形态大体上围绕着大连湾呈“C”状分布，由于中心城区南北向主干道只有两条——东北快速路和东联路，大连市南北向交通不畅是目前大连市建设发展最大的问题之一。下图中绿色线位即为大连湾海底隧道。
( D* E4 f' b5 I9 X- i5 r
* J& S0 a7 }7 O4 I% K8 y 平面布置的原则主要是要符合交通组织和规划功能。工程北端位于大连湾北岸的梭鱼湾20号路，向南以沉管隧道的形式下穿大连湾海域，然后在大连港三号、四号码头之间登陆，主线继而向东沿港隆西路一直到人民路（达沃斯论坛的会场）。同时还有一对匝道向西南方向通往民主广场方向。 ) V" a9 Q* j( x2 C3 R3 `! H
隧道全线共四个设备区（北岸一处南岸三处），设两座风塔（南北各一）、一个管理中心和一个“3+3”式的干坞（图中北岸接地点西侧的红框）。
8 q7 _8 Y& B/ B. e 对大连情况略有了解的朋友应该知道，大连湾北岸是大片拆迁的厂区和较为落后的老甘井子，而南岸是大连最核心的城区，隧道建成之后，将欠发达的北岸和较发达的南岸连接在一起，直接盘活了北岸。 ' H( R0 E1 n2 k- G4 |: [
6 r; L9 v/ X5 z+ Z 纵断线型布置主要是在浅埋的原则下，满足航道和两岸接线的要求。沉管隧道自北向南依次下穿大石化回旋水域、甘井子西航道、预留规划航道、大连港北防波堤、大船厂回旋水域，沉管管顶最低标高为-20.66m。 + q. B* I' o1 Z' Z2 t
, D. w, n; u, `4 K 工程主线全长约 5.1公里，其中沉管隧道长3080米，由13 节180m 直线管节和5 节148m 曲线管节组成。 ' Z* f' _2 e& O+ e- E- e+ g
工程最主要的技术标准如下： * }# }8 `/ d7 u1 _+ T& O& s* g
（1）双向六车道的城市快速路（主线60km/h）； 0 p4 ]. f1 T* {5 T0 T
（2）主体结构设计使用年限为100年；
$ U% h' a [" J4 p0 b; x/ N. q3 g! d （3）主体结构安全等级为一级；
{4 o! _: M6 _) b （4）抗震设防烈度为7度。
8 c4 M _/ {9 x. N) D 三 沉管工法
# q: i( C9 L1 B 沉管隧道采用了典型的两孔一管廊的断面型式。外包尺寸为33.4米（宽）*9.7米（高），单个行车孔净宽12.65米。材料主要采用C50混凝土和HRB400钢筋。中间管廊作为隧道设备空间，设有排烟道、电缆通道、安全通道和水管沟等。每隔90米在中墙上设一对安全门，以便遇到紧急情况时车上乘客可逃生到中间，再通过安全通道逃到地面。
- `5 f+ Q0 _% [* w 4 g/ }, Y2 E' I
我们的团队除了设计总体管理之外，还负责最核心的结构设计工作。沉管隧道与其它地下结构不同，除了水、土压力之外，还要考虑压舱层、摩阻力、收缩徐变、地基横纵向不均匀、交通与水位变化、波浪与水流、整体与梯度温度变化、航道清淤变化、沉船与船撞、落锚与拖锚、地震与爆炸等等各种荷载与可能出现的极端情况。 ; T5 G) D" j1 i/ P
1 ?: x v9 d) S6 ~8 K" L 沉管结构体系对于地基的良好适应性，是通过若干接头体系实现的。大连湾海底隧道共18个管节，共有19个管节接头。同时，180米的直线管节（Element）分8个节段（Segment），148米的曲线管节分7个节段，共121个节段接头。管节接头体系主要包括竖向钢剪力键、水平向钢筋混凝土剪力键、端钢壳、临时预应力锚具、防火构造、防水构造（包括Gina止水带和Omega止水带）等；节段接头体系主要包括止水带预埋件、剪力杆、防火构造和防水构造等。下图是管节接头的主要构件示意图，其中竖向剪力键主要抵御竖向的不均匀沉降，水平向剪力键主要抵御水平向地震等作用。
6 w8 d O/ _- [2 d% r, | 8 D" E4 O4 |2 U
工程施工主要分三个阶段：第一阶段以两岸与管节连接段、填海筑岛围堰、干坞和管节制作为重点，为第一节管节沉放创造条件；第二阶段以管节施工为目标，并抓紧两岸暗埋段、敞开段及道路工程施工，直至完成所有管节的沉放；第三阶段为最终接头施工，并以机电设备联通调试为关键控制目标，并逐步进行各项单位工程验收。项目总建设工期约50个月，工程概算总投资约124亿元人民币。 $ O G- p6 {/ I9 |- | G- w
* x$ {4 y8 P. h; ^$ ~ 四 写在后面
' i5 g# F1 u# C- a6 c4 j 以上就是对大连湾海底隧道的简要介绍。沉管隧道作为一种比较新的工法，本项目又是国内北方海域第一条沉管隧道，所以在设计过程中遇到了不少新问题，还好有港珠澳和深中通道的技术积累，以及大家的努力拼搏，我们一点一点都啃下来了。向广大奋战在工程第一线的土木人致敬，没有土木人日以继夜地默默劳作，没有土木人背井离乡的无私奉献，那么多工程奇迹就不可能诞生在这片热土上，你们是新时代最可爱的人。
+ P( d" z) J( i' b! k 注：题图为大连湾海底隧道北岸登陆点效果图。 & g: P7 {' r# s6 m; _
/ s5 ^( \ J; w2 ~7 u% l
) a2 o/ I- L% L% n
* U' I+ |) G( s R+ L; r3 k
) D1 V2 J- {. V* n/ o | 
