程世龍

（廣州打撈局，廣東 廣州 510260）

經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開建筑建設(shè)，建筑建設(shè)在民生改善以及基礎(chǔ)設(shè)施健全等諸多方面發(fā)揮著重要的作用，而修建水下建筑物時(shí)，建筑建設(shè)的環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的陸地施工方式難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代發(fā)展要求，因此，水下建筑建設(shè)的施工技術(shù)與發(fā)展對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的意義非凡。水下隧道是能源傳送和交通完善的重要方式，在建設(shè)水下隧道時(shí)采用的方案有很多，可以借助船舶的搭載能力，將所需要的管道段安置在船舶上，通過船舶的行駛，將管道段運(yùn)輸?shù)街付ǖ奈恢茫M(jìn)行固定、連接，從而實(shí)現(xiàn)水下管道的修建。而本文主要介紹的就是這種施工方案，即沉管隧道技術(shù)，運(yùn)用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的水下管道就被稱為沉管隧道。在過去，由于技術(shù)不成熟，采用的多為鋼殼管段，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及施工工具的改善，以往的鋼殼管段被取代，鋼筋混凝土管段應(yīng)運(yùn)而生，在我國(guó)的水下隧道修建過程中發(fā)揮著巨大的作用。

1 關(guān)于沉管隧道的發(fā)展歷程的介紹

1.1 沉管隧道的發(fā)展歷程

早在17世紀(jì)初，沉管隧道的概念已經(jīng)被提出，研究人員最早在英國(guó)首都進(jìn)行了施工試驗(yàn)，新技術(shù)的應(yīng)用使人們眼前一亮，但這次試驗(yàn)也略有遺憾，研究人員所建設(shè)的水下管道的防水能力較低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了當(dāng)時(shí)技術(shù)存在較明顯的缺陷。水下隧道的防水問題一直被研究者進(jìn)行研究討論，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)并沒有出現(xiàn)成功的水下隧道案例。19世紀(jì)末，美國(guó)的波士頓市的沉管隧道建設(shè)成為第一例成功案例。20世紀(jì)初，美國(guó)的底特律市運(yùn)用沉管隧道技術(shù)在水底建設(shè)了水下鐵路，這些案例的成功映射了沉管隧道技術(shù)的可行性，也告示著沉管隧道的誕生。而鋼筋混凝土管段在這一階段并沒有出現(xiàn)，20世紀(jì)40年代才出現(xiàn)了鋼筋混凝土管段的應(yīng)用案例。位于荷蘭的港口城市，鹿特丹的隧道建設(shè)應(yīng)用了鋼筋混凝土管段，管段并不是圓形，而為矩形，這也是世界上第一個(gè)鋼筋混凝土管段應(yīng)用的案例。這時(shí)的沉管隧道建設(shè)只分布在少數(shù)國(guó)家，直到水力壓接法技術(shù)的出現(xiàn)，才大大節(jié)約了建設(shè)成本，減小了建設(shè)難度，更多的國(guó)家開始關(guān)注沉管隧道技術(shù)并在本國(guó)開展沉管隧道技術(shù)的應(yīng)用。我國(guó)上海市也開展了沉管隧道的建設(shè)，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，日本的水下隧道建設(shè)發(fā)展較快，已經(jīng)和美國(guó)、荷蘭成為世界沉管隧道建設(shè)數(shù)量最多的國(guó)家，沉管隧道的身影開始遍布全世界，沉管隧道的數(shù)量也在逐步擴(kuò)大。

1.2 沉管隧道技術(shù)的發(fā)展

沉管技術(shù)的發(fā)展離不開各個(gè)國(guó)家對(duì)現(xiàn)有技術(shù)拓展應(yīng)用的，許多國(guó)家在運(yùn)用沉管隧道技術(shù)的同時(shí)融入了新的技術(shù)，根據(jù)實(shí)際的工程需求，對(duì)沉管隧道技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，使得沉管隧道技術(shù)在發(fā)展過程中能夠得到很大的完善。這些方法的研究與融入，使得沉管隧道技術(shù)的應(yīng)用意義越發(fā)明顯。英國(guó)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的開展，美國(guó)成功案例的出現(xiàn)，荷蘭對(duì)技術(shù)的拓新，日本增強(qiáng)了沉管隧道對(duì)地震的防御能力以及各個(gè)國(guó)家不同規(guī)格沉管隧道的建設(shè)等，這些工作的開展，使得沉管隧道技術(shù)更具生命力。從鋼殼管節(jié)到鋼筋混凝土管節(jié)，再到鋼殼混凝土管節(jié)的研制，研究人員付出了極大的努力。2019年12月，奧港澳大灣區(qū)深重通道的隧道工程中澆筑了第一個(gè)鋼殼沉管，并且攻克了沉管縱移的技術(shù)難題，標(biāo)志著鋼殼沉管混凝土可以進(jìn)入流水線生產(chǎn)，為世界上首例雙向八車道海底沉管隧道的安裝打造了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 懸浮隧道

懸浮隧道成為沉管隧道新的發(fā)展階段，吸引了許多國(guó)家的目光和各個(gè)國(guó)家研究人員的持續(xù)關(guān)注，當(dāng)前的懸浮隧道還處在概念階段，還需要大量的研究與實(shí)驗(yàn)，世界上還不存在懸浮隧道的案例。

2 沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)

2.1 關(guān)于浚挖與地基處理問題的討論

浚挖基槽前的準(zhǔn)備工作是不可或缺的，應(yīng)該變到高度重視。要提前了解施工地區(qū)的地理因素重點(diǎn)考慮水源的流速以及河床狀況，對(duì)基槽類型進(jìn)行判斷，根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境和對(duì)基槽的研究，合理選用浚挖方式，在建設(shè)過程中也要考慮技術(shù)應(yīng)用成本，避免資金浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)，在浚挖過程中會(huì)產(chǎn)生泥沙的淤積，如果這些泥沙不能得到很好的處理，將會(huì)在很大程度上影響基槽浚挖的施工質(zhì)量，這顯然不是施工期盼的，因此，要重視基槽泥沙的清理工作，采用必要的措施，從而使基槽的整體性質(zhì)能夠保持一致。

2.2 關(guān)于管段預(yù)制以及浮運(yùn)技術(shù)的介紹

在選取管道預(yù)制方式過程中，應(yīng)該對(duì)施工環(huán)境的諸多因素進(jìn)行考慮、研究。合理規(guī)劃隧道的長(zhǎng)度以及管段尺寸的選取，要充分考慮施工質(zhì)量問題，控制隧道預(yù)制的溫度，同時(shí)，管段也可能出現(xiàn)裂縫問題，要重點(diǎn)檢查，避免施工質(zhì)量問題的出現(xiàn)，從而延長(zhǎng)軌道的使用壽命。

2.3 關(guān)于接頭設(shè)計(jì)和管段防水問題的探究

在鋪設(shè)沉管隧道時(shí)，管段接口連接是重要的施工環(huán)節(jié)，也是工程建設(shè)的重點(diǎn)問題，按接頭的軟硬程度，可以將接頭分為柔性與剛性兩種類型的管道接口，在實(shí)施接頭設(shè)計(jì)過程中，要重點(diǎn)考慮接口硬度的制定，同時(shí)還要兼顧管段的防水能力，為了實(shí)現(xiàn)更好的連接，要使接頭保持一定的形變能力，這些都是接頭設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的問題。管段防水問題的探究對(duì)于隧道的建設(shè)至關(guān)重要，要確保管段的裂縫符合建設(shè)要求，根據(jù)管段的位置，合理選用適宜的防水方式，調(diào)整合適的材料混合比，使混凝土管段符合建筑要求。

3 沉管技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用情況

3.1 我國(guó)沉管技術(shù)的發(fā)展

事實(shí)上，沉管隧道技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間較短，但在我國(guó)建設(shè)者與研究人員的共同努力下，積極推動(dòng)了沉管隧道的大規(guī)模建設(shè)，上海作為技術(shù)的高攏地，是我國(guó)沉管隧道技術(shù)研究的前鋒，在60年代開展了相關(guān)的研究，隨后又將研究成果落地，20世紀(jì)70年代中旬，我國(guó)的廣州也開展了相關(guān)研究，我國(guó)的維多利亞港區(qū)就有沉管隧道技術(shù)的應(yīng)用成果，臺(tái)灣省也開展了沉管隧道技術(shù)的應(yīng)用。

3.2 對(duì)于我國(guó)典型沉管隧道工程案例的介紹

作為重要的沿海城市，廣州在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)意義不言而喻，廣州境遇內(nèi)的珠江隧道意義非凡，這是我國(guó)大陸歷史上第一例運(yùn)用沉管軌道技術(shù)建設(shè)的大型水下隧道，此前我國(guó)的沉管隧道技術(shù)應(yīng)用規(guī)模并不可觀，這也為我國(guó)后續(xù)的沉管隧道建設(shè)進(jìn)行了鋪墊。在建設(shè)我國(guó)大陸的第二個(gè)沉管隧道時(shí)，面臨建設(shè)難題，寧波建設(shè)地段的土質(zhì)松軟，這就使得地基的硬度并不高，在研究人員與施工團(tuán)隊(duì)的努力下，采取了適宜的解決方案，成功建設(shè)了甬江的沉管隧道，寧波常洪隧道也是典型的軟地基施工建設(shè)案例，這些隧道的成功建設(shè)，為我國(guó)后續(xù)應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了我國(guó)沉管隧道技術(shù)的發(fā)展，形成了科學(xué)規(guī)范的軟地基施工方案，上海沉管隧道建設(shè)更具規(guī)模，所面對(duì)的問題更多，為我國(guó)的建設(shè)者帶來了許多技術(shù)難題，相關(guān)研究工作的完成，以及各項(xiàng)難題的攻關(guān)，幫助上海成為我國(guó)沉管隧道建設(shè)規(guī)模最大的城市之一。

4 沉管隧道具有長(zhǎng)久的發(fā)展空間

根據(jù)現(xiàn)有的發(fā)展?fàn)顩r，可以了解到地下為未來的開發(fā)方向，隨著長(zhǎng)期久的發(fā)展，世界的開發(fā)空間逐步縮小，在日益嚴(yán)重的土地應(yīng)用問題的影響下，現(xiàn)階段的建筑高度逐提高，從高開發(fā)已經(jīng)成為許多地區(qū)的開發(fā)方案，在更多的高層建筑建設(shè)后，地下就成為世界的主要開發(fā)區(qū)域。沉管隧道的優(yōu)勢(shì)明顯，已經(jīng)受到了諸多國(guó)家的高度重視。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r而言，我國(guó)具有悠久的運(yùn)河開鑿歷史，航運(yùn)已經(jīng)發(fā)展成為我國(guó)重要的運(yùn)輸方式，我國(guó)的內(nèi)河航運(yùn)高速發(fā)展，許多城市成為世界著名的內(nèi)河港口，長(zhǎng)江、黃河等流域分布著許多城市，因此，我國(guó)的沉管隧道應(yīng)用空間巨大，事實(shí)上，我國(guó)已經(jīng)開始修建許多跨流域工程建設(shè)，我國(guó)的廣西、遼寧、山東等地都有沉管隧道建設(shè)規(guī)劃。未來，沉管隧道將會(huì)為民眾的生產(chǎn)生活貢獻(xiàn)更大的力量。

5 結(jié)語

沉管隧道之所以能夠得到各個(gè)國(guó)家的認(rèn)同，以及獲取長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，離不開沉管隧道的優(yōu)勢(shì)以及建設(shè)的意義，隨著長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，沉管隧道已經(jīng)具備很強(qiáng)的防水能力，在面對(duì)自然災(zāi)害等問題時(shí)也具有很強(qiáng)的抵抗能力，同時(shí)還能較為容易地規(guī)劃管段的尺寸并能夠很好地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃內(nèi)容，沉管隧道在建設(shè)后能夠高效地運(yùn)作，對(duì)航運(yùn)的實(shí)際影響較小。而在長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)應(yīng)用過程中，沉管隧道技術(shù)存在的許多問題得到了良好的改觀，在許許多多的研究者的共同努力下，沉管隧道技術(shù)日益完善，應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大。我國(guó)也高度重視沉管隧道的建設(shè)，經(jīng)過我國(guó)的建設(shè)者的學(xué)習(xí)與努力，已經(jīng)自主建設(shè)了許多隧道，相信，未來，我國(guó)將開展更大規(guī)模的沉管隧道建設(shè)。