沉管隧道移动干坞预制管段及水下最终接头关键技术及应用
完成单位：中铁隧道勘测设计院有限公司
获奖情况：2015年度中国铁路工程总公司科学技术一等奖
成果水平：国际领先
简要技术说明：
沉管隧道的建设是一项庞大而复杂的工程，隧道的设计施工过程中涉及到多门学科的知识，某些施工技术与环节是必须重视的，如大型混凝土管段的预制、管段沉放处的地基处理、管段的浮运与沉放、管段的水下对接及水下接头的防水等关键问题，如果处理不当，都将对整个工程造成不可预见的损失。此外，由于每个隧道所处水文、地质、航道等环境条件不同, 隧道尺度及结构型式也不同，设计施工中遇到的问题单纯根据以往经验是远远不够的, 广州市仑头～生物岛隧道工程在设计技术和施工工艺方面都有重大突破，该工程采用了一系列的新工艺和新方法，多项设计与施工技术在国内外沉管隧道中都属于领先技术，部分还属首次采用。主要关键技术和创新点如下：
（1）移动干坞（半潜驳）法施工
① 首次采用移动干坞法进行了沉管隧道管段的预制，系统研究了移动干坞法的关键技术与施工流程，本工程的成功实施，使得移动干坞法已成为沉管隧道方案研究中的一种常规比选方法；
② 采用数值模拟分析管段预制各个阶段船体的受力、稳定性情况，系统研究了施工中管段变形的规律和控制变形的措施；
③ 提出了针对移动干坞法施工的管段测量方法以及误差控制的方法。
（2）沉管隧道水下最终接头技术研究
① 通过自密实混凝土各项试验，提出了本工程所采用的混凝土的最佳配合比。同时，也为相同或类似工程的设计施工探索出了一条切实可行的途径。
② 系统总结了国内水下最终接头的施工经验，对施工工序进行了优化研究。将黑天鹅事件原理引入到沉管隧道施工中，对最终接头施工过程进行风险分析，识别出施工期间可能出现的风险源。另外，针对最终接头施工过程中的纵向变形及平面轴线控制等问题提出相应的风险控制措施。
（3）水下检测技术研究
① 建立了一整套沉管法隧道水下检测与监测的体系。通过在工程施工检测中的应用，表明该检测系统填补了国内空白，达到国际先进水平。
② 开发出水下地形扫测系统、水下电视摄像系统、管段姿态监控系统和水下倾斜检测系统，并应用于广州仑头～生物岛隧道工程的检测中，各系统测量精度高，完全满足水下检测工作的要求，获得了满意的效果。
③ 水下声纳、全球定位系统GPS及水下电视摄像等新兴技术与方法在水下工程检测中得到综合应用，提高了检测精度与工作效率。
通过对上述课题的研究，取得了大量的研究成果，为工程的顺利建成提供了可靠保证并节省了工程的投资成本，同时结合研究成果，完成了天津市地标《内河沉管法隧道设计、施工及验收规范》、国标《沉管法隧道施工与质量验收规范》、国标《高分子材料第2部分止水带》、国标《沉管法隧道设计规范》的编制工作。本项目研究成果有助于解决沉管隧道在设计、施工技术与工艺上存在的问题，对提升我国沉管隧道修建的技术水平和沉管隧道的发展具有重要意义。
推广应用情况：
本成果目前已在仑头~生物岛隧道工程中成功用，关于移动干坞法已作为沉管隧道干坞设计的常规方案，在近年开工的广州生物岛-大学城、广州洲头咀、佛山汾江路南延线、南昌红谷隧道等几乎所有的沉管隧道设计中都作为重要的建设方案进行论证，在城市河网隧道建设中，随着用地面积的逐步减少，移动干坞方案有着绝对的优势和应用、推广价值。
该项目系统研究了水下最终接头设计与施工关键技术，成功运用于工程建设中并大大促进了该工法在国内沉管隧道行业中的运用与推广，在后续的沉管隧道建设中，几乎均采用了水下最终接头施工方案。
水下检测技术在广州生物岛-大学城、广州洲头咀、天津海河、佛山汾江路隧道、南昌红谷隧道等沉管隧道中得到了应用，在今后的沉管隧道建设中，水下检测将成为一项必不可少的应用项目。
四本规范的编制成果，为后续的沉管隧道的建设提供了指导，并规范的相关技术要求，为我国沉管隧道的发展提供了有力的技术保障。