沉管隧道移動干塢預制管段及水下最終接頭關鍵技術及應用
完成單位：中鐵隧道勘測設計院有限公司
獲獎情況：2015年度中國鐵路工程總公司科學技術一等獎
成果水平：國際領先
簡要技術說明：
沉管隧道的建設是一項龐大而復雜的工程，隧道的設計施工過程中涉及到多門學科的知識，某些施工技術與環節是必須重視的，如大型混凝土管段的預制、管段沉放處的地基處理、管段的浮運與沉放、管段的水下對接及水下接頭的防水等關鍵問題，如果處理不當，都將對整個工程造成不可預見的損失。此外，由于每個隧道所處水文、地質、航道等環境條件不同, 隧道尺度及結構型式也不同，設計施工中遇到的問題單純根據以往經驗是遠遠不夠的, 廣州市侖頭～生物島隧道工程在設計技術和施工工藝方面都有重大突破，該工程采用了一系列的新工藝和新方法，多項設計與施工技術在國內外沉管隧道中都屬于領先技術，部分還屬首次采用。主要關鍵技術和創新點如下：
（1）移動干塢（半潛駁）法施工
① 首次采用移動干塢法進行了沉管隧道管段的預制，系統研究了移動干塢法的關鍵技術與施工流程，本工程的成功實施，使得移動干塢法已成為沉管隧道方案研究中的一種常規比選方法；
② 采用數值模擬分析管段預制各個階段船體的受力、穩定性情況，系統研究了施工中管段變形的規律和控制變形的措施；
③ 提出了針對移動干塢法施工的管段測量方法以及誤差控制的方法。
（2）沉管隧道水下最終接頭技術研究
① 通過自密實混凝土各項試驗，提出了本工程所采用的混凝土的最佳配合比。同時，也為相同或類似工程的設計施工探索出了一條切實可行的途徑。
② 系統總結了國內水下最終接頭的施工經驗，對施工工序進行了優化研究。將黑天鵝事件原理引入到沉管隧道施工中，對最終接頭施工過程進行風險分析，識別出施工期間可能出現的風險源。另外，針對最終接頭施工過程中的縱向變形及平面軸線控制等問題提出相應的風險控制措施。
（3）水下檢測技術研究
① 建立了一整套沉管法隧道水下檢測與監測的體系。通過在工程施工檢測中的應用，表明該檢測系統填補了國內空白，達到國際先進水平。
② 開發出水下地形掃測系統、水下電視攝像系統、管段姿態監控系統和水下傾斜檢測系統，并應用于廣州侖頭～生物島隧道工程的檢測中，各系統測量精度高，完全滿足水下檢測工作的要求，獲得了滿意的效果。
③ 水下聲納、全球定位系統GPS及水下電視攝像等新興技術與方法在水下工程檢測中得到綜合應用，提高了檢測精度與工作效率。
通過對上述課題的研究，取得了大量的研究成果，為工程的順利建成提供了可靠保證并節省了工程的投資成本，同時結合研究成果，完成了天津市地標《內河沉管法隧道設計、施工及驗收規范》、國標《沉管法隧道施工與質量驗收規范》、國標《高分子材料第2部分止水帶》、國標《沉管法隧道設計規范》的編制工作。本項目研究成果有助于解決沉管隧道在設計、施工技術與工藝上存在的問題，對提升我國沉管隧道修建的技術水平和沉管隧道的發展具有重要意義。
推廣應用情況：
本成果目前已在侖頭~生物島隧道工程中成功用，關于移動干塢法已作為沉管隧道干塢設計的常規方案，在近年開工的廣州生物島-大學城、廣州洲頭咀、佛山汾江路南延線、南昌紅谷隧道等幾乎所有的沉管隧道設計中都作為重要的建設方案進行論證，在城市河網隧道建設中，隨著用地面積的逐步減少，移動干塢方案有著絕對的優勢和應用、推廣價值。
該項目系統研究了水下最終接頭設計與施工關鍵技術，成功運用于工程建設中并大大促進了該工法在國內沉管隧道行業中的運用與推廣，在后續的沉管隧道建設中，幾乎均采用了水下最終接頭施工方案。
水下檢測技術在廣州生物島-大學城、廣州洲頭咀、天津海河、佛山汾江路隧道、南昌紅谷隧道等沉管隧道中得到了應用，在今后的沉管隧道建設中，水下檢測將成為一項必不可少的應用項目。
四本規范的編制成果，為后續的沉管隧道的建設提供了指導，并規范的相關技術要求，為我國沉管隧道的發展提供了有力的技術保障。