图11 沉管隧道回填防护（无减载）断面图（单位：cm）
为了降低运营期风险， 对隧道管节回填防护后的开敞水下基槽采取轻型材料进行减载，从减少运营期附加荷载的多少，可以分为全部减载及部分减载两种。为有效合理利用减载填料，两种减载模式均只针对管节顶及两侧各 2～50m（采用放坡回填实现）进行减载。全部减载指从护面回填顶至原海床面均采用轻型材料进行预回填，实现减载的最大作用； 部分减载指从护面回填顶向海床面方向一定深度采用轻型材料进行预回填，而预回填层顶至原海床面间仍留有一小部分回淤空间，达到适当减少隧道附加荷载的作用。根据减载材料的不同，分为预制安装减载与现场搅拌减载两种，预制安装与现场（海上平台）搅拌方案的工艺见后续章节所述。相关的典型断面如下图所示。
图 12 预制安装全部减载横断面布置方案（单位：cm）
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图13 预制安装部分减载横断面布置方案（单位：cm）
图14 现场搅拌全部减载横断面布置方案（单位：cm）
图15 现场搅拌部分减载横断面布置方案（单位：cm）
同轻质块体减载回填方案相同，为确保现场搅拌回填料边坡的稳定，在原隧道回填区的两侧均采用 10～100kg 块石进行回填护底。
2.2 回填时机分析
在隧道管节沉放就位、锁定及护面回填完成后，选择何种时机进行减载填料的回填作业取决于对管节接头变形及受力的监测结果。一般地，可分为两种情况，一是待隧道全部管节沉放对接施工完成后， 自西向东分层实施减载回填； 二是根据管节沉放、回填顺序，纵向留出适当距离，边沉放安装管节，边分层进行回填作业。具有如下图示意：
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图16 管节全部沉放对接完成后减载的示意图
图17 管节边沉放对接边进行减载的示意图
回填时机的选择需要根据现场管节沉放就位后对管节接头的的监测结果进行确定，如下图示，初始阶段管节接头间发生的竖向位移由 GINA 止水带承担，起到减少部分运营期永久的剪力值，随着荷载的增加，差异沉降达到 GINA 止水带的允许限值时，安装竖向剪力键限制差异沉降的进一步发生，此后的不均匀沉降引起的管节接头剪力值均由剪力键承担。
图18 管节接头剪力键未安装前的示意图
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图19 管节接头安装剪力键后的示意图
3. 回填工艺 3.1 人工轻质块体 3.1.1 回填断面
人工轻质块体可以通过三个途径达成“轻质”的目的：其一是减小块体材料的容重；其二是改变块体的外形，增加回填堆积体的空隙率；第三就是结合前面两种方法，既减小容重，又增加空隙率。本案拟采用第三种方案，即使用边长为2.5m的轻质钢筋混凝土空心立方体作回填块体，用起重船水下定点安装，最后在堆积体顶面和两侧坡面覆盖模袋轻质混凝土，以隔离堆积体空隙内自然淤积。管顶回填结构减载至原海床泥面和部分减载的断面图分别如图所示
图20 管顶回填空心方块结构断面示意图（减载至原海床泥面）
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图21 管顶回填空心方块结构断面示意图（减载至原海床泥面以下 6.6m）
混凝土空心方块预制和安装的工艺参考了长江口深水航道治理工程二期工程NIIC 区段北导堤东侧2.6km斜坡堤设计和施工的经验。北导堤堤身结构断面图如图所示。
图22 空心方块斜坡堤堤身结构断面图（长江口航道整治工程北导堤）
空心方块外形尺寸为 2.5×2.5×2.5m，从3个方向看均有1.5×1.5m的方孔，即相当于立方体的6个面均有断面为0.5×0.5m 的4个方柱组成。每两根正交方柱的交角处有0.2×0.2m的加强角，以避免应力集中。其形状和尺度如图所示。空心方块的空隙率（空隙体积÷块体体积）P1=63.2%，随机安放的空心方块体的空隙率（空心方块之间的空隙体积÷设计断面体积P2=40%，由此推算空心方块体的密度仅为原混凝土密度的22.08%（(1-P1)*(1-P2)）。
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