尺寸为10.6×15.6×5.0m,预制承台及其上连带墩身重量为2600t。
承台及墩身均采用预制安装方案,为减少墩身重量,预制墩身采用空心墩,承台与首节墩身一体预制及安装,并将墩身接缝设于浪溅区以上,以提高接缝的耐久性。桥墩采用空心薄壁形式,墩高小于等于26m的墩身采用3.5×10.0m截面,墩高大于26m高墩区墩身采用4.0×10.0m截面。墩顶8m范围内在横桥向由10m加宽至14m。
⑵ 浅水区非通航孔桥推荐方案——85m跨整墩整幅钢箱连续梁 浅水区非通航孔桥共长约5.4km,位于江海直达船航道以西
(K29+197~K33+702、K34+470~K35+370),水深 3~4m,采用85m等跨布置,浅水区设计思路及构造外形同深水区非通航孔桥,只因跨径减小,结构尺寸减小及对设备要求降低。采用六跨一联(6×85m=510m)连续梁结构。
与深水区110m非通航孔桥保持外观上的一致性,采用相同的悬臂长度和腹板斜度,梁高则由深水区110m梁的4.5m降到3.5m,主梁采用单箱三室带肋整幅梁,对称布置,梁高3.5m,顶板宽33.1m,板厚18mm。整跨梁吊装重量1700t。
基础采用钢管复合变截面桩,钢管壁厚22mm,钢管全长范围内浇注填芯混凝土。低墩区采用4根基桩,有钢管段直径200cm,无钢管段直径180cm,承台尺寸为10.2×11.2×4.85m;高墩区采用4根基桩,有钢管段直径220cm,无钢管段直径200cm,承台尺寸为11.1×12.75×4.85m。
桥墩采用工厂预制现场节段拼接方案,通过预应力干接缝连接,墩高小于等于26m的墩身采用10x3.0m带倒角矩形截面,墩高大于26m高墩区墩身采用10×3.5m带倒角矩形截面,采用等截面墩身到距离墩顶都8m处逐渐打开到18.46m宽。
考虑预制场的转运设备及现场安装的吃水要求,墩身分段预制时节段重量控制在1500t左右。预制桥墩的承台顶面至+8.000m高度的墩身范围内采用防腐钢筋,其余部分均为普通钢筋。
⑶ 西人工岛结合部非通航孔桥
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西人工岛结合部自隧道敞口段与桥梁的分界线K13+149至K13+413,总长264m,桥跨布置为(3×44)+(3×44)m,3跨一联,过渡墩上设支座,中间墩墩梁固结。采用分墩分幅预应力混凝土方案,箱梁连续变宽,桥面平均宽度在20m左右,设计采用双室三腹板的预应力混凝土箱梁。
⑷ 东人工岛结合部非通航孔桥
粤港分界线K5+972.454至K6+362.454为东人工岛结合部桥梁,总长390m,桥跨布置为2×(3×47.5)+3×35m,3跨为一联,过渡墩设支座,中间支点采用墩梁固结。
结构外形与香港侧保持一致,采用分墩分幅预应力混凝土方案,箱梁连续变宽,桥面平均宽度在20m左右,设计采用双室三腹板的预应力混凝土箱梁。
七、隧道方案
1. 隧道方案特点
⑴ 全长5990m(不含桥隧过渡段,沉管段长5664m,现浇暗埋段长各163m),建成后为世界最长的沉管隧道;
⑵ 为综合技术难度非常高的隧道工程,表现在:
① 长度近6km、管底最大埋深达45m;对安全运营系统及结构带来难度; ② 横截面宽近38m;管顶覆盖层受荷过程复杂,为不均匀回淤; ③ 地质不均匀,表层软土性能差;沉管隧道不均匀沉降控制是关键; ④ 海洋环境;与新填人工岛连接;岛隧结合部完好连接并协调是关键。 ⒉ 隧道横截面设计
结合通风方式,拟推荐两孔一管廊横断面,两侧为行车道孔,中间为综合管廊,管廊内分为三层,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。隧道中隔墙上每间隔90m设置一处逃生安全门,连通两行车道孔及横向安全通道。中间管廊则根据排烟道面积、安全通道高度以及给排水管道高度等综合需求确定。隧道段主体结构路拱横坡采用1.5%。
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3.纵断面设计
隧道纵面形式直接关系到隧道最大埋深、水下作业难度以及基槽开挖量的大小等。根据隧道区航道布置情况,本项目沉管隧道纵断面可采用V形或W形,为了尽可能提高隧道设计高程、减少基槽开挖量,并满足隧道内最小排水纵坡0.3%的需要,在伶仃西及铜鼓(预留)两主航道间的K8+135~K10+945段采用坦W形断面,两航道中间设高点,最低点设两处,分别位于靠近主航道的下方,便于运营期废水的排放。
图20 沉管隧道纵断面图
4.管节结构、接头与防水
推荐采用节段式管节,其优点在于:对地层及回淤荷载适应性强;利于施工过程管理;全线共33个管节,每节长180m,由8×22.5m管段组成,管节间接头采用传统的:GINA+OMEGA+剪切键,节段接头采用“可注浆式止水带+OMEGA密封条+剪力键”方案。按水密性混凝土浇注管段混凝土结构,不考虑外包防水。
浮运沉放管节长180米,宽37.95m,高11.5米m,每节排水量近8万吨,沉管最大埋深45m。
5.管节基础处理
对于在海中的管节长度长的节段式沉管隧道,从安全、风险等的角度出发,
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本阶段推荐采用整平碎石垫层,垫层厚1.0m,横向从隧道外墙向两侧各延伸至少2m范围,基于地质、水文、技术、造价、工期等的综合分析,拟定沉管隧道纵向不同管节的基础处理形式见表3。
表3 沉管隧道管节基础处理
管节单元 基础类型 E1 / E33 E25~E32 E2~E6 E7~E24 支撑桩 沉降控制桩 换填 天然地基 打入钢管桩,管节打入钢管桩挖除淤泥质更新下方间距为3x3m, 直接采用更(φ900mm), 桩端进世土层,用砂回填隧道两侧回填下新世粘土和描述 入中砂层,桩间距为基础垫层底面设为2.5x2.5m.桩端砂层作为基5x5m. 钢管桩内填计标高并振冲密位于砂层顶面以础 充钢筋混凝土. 实. 上标高. 八、人工岛方案
1. 西人工岛总体布置
西人工岛成椭圆形,采用“蚝贝”主题设计,总面积97962 m2,岛长625m,岛最宽处190m。西人工岛起点桩号K12+548,终点桩号K13+173,岛东边距伶仃西航道2018m。西人工岛以管理功能为主,设置运营、养护、救援站。
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图21 隧道西人工岛效果图
2.西人工岛结构
为实现岛隧结合部安全施工,降低风险,岛隧结合部岛内隧道暗埋段推荐采用干法施工。
根据岛隧总施工工序及工期安排,将首先开工西人工岛及岛上隧道暗埋段,为首节沉管管节下沉提供条件。且工程开工后第27个月内西人工岛岛内隧道必须具备实现与沉管隧道对接的条件。
为满足此项关键节点工期的要求,西人工岛上包含第一段暗埋隧道区域的区域(以下称为“小岛”)需先期施工,创造条件进行该段隧道现浇,尽快形成与沉管隧道的对接条件;在沉管隧道海中段逐段向东岛推进同时完成西人工岛剩余部分填筑及其他构筑物施工。
人工岛岛体结构方案设计重点在于三个方面;⑴岛壁结构选择;⑵岛壁及暗埋段地基处理方案选择;⑶岛上隧道段基坑围护及止水方案选择;
岛壁结构采用抛石斜坡式,具有对地基承载能力要求不高,对地基的沉降变形适应能力强,结构中钢筋混凝土用量少,耐久性好;同时开挖换填加挤密砂桩的地基处理方法技术较成熟,实践经验相对丰富,工程风险较小,工期满足要求,
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