大跨径桥梁施工技术成功应用于港珠澳大桥

我国公路桥梁工程施工技术的发展可概括为：中小跨径桥梁施工装配式、工厂化、大型机械化及标准化，大跨径桥梁施工技术成熟化和创新化。

1）中小跨径桥梁施工技术

我国已经全面掌握了中小跨径钢筋混凝土桥梁和预应力钢筋混凝土桥梁施工技术。中小跨径桥梁施工技术从设计与施工相互独立的状态，已经逐渐发展成把设计和施工紧密结合起来，进行标准化设计和施工，采用工厂化加工制作和现场大型机械化施工，全过程标准化施工，精细化管理、自动化监测的系统化施工技术，这种施工技术在我国公路桥梁建设中已得到广泛使用。

东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥，其非通航孔桥跨均采用上述施工方法。桩基采用大口径PHC桩和钢管桩，工厂制造、接长，现场整体起吊插打；承台采用混凝土预制套箱，整体安装后浇筑封底混凝土，再分批次浇筑承台混凝土；墩身采用预制吊装方案，现浇湿接头；梁部则根据该地区海况，选择了60 m和70 m两种跨度箱梁，两种箱梁均为工厂预制，大型浮吊整孔安装，5～6孔一联形成后连续，采用预制安装的方法，该桥仅花了3年时间就完成了施工。

杭州湾跨海大桥全长36 km，水文气象条件非常复杂，施工非常困难。其50 m和70 m跨径连续梁也是采用工厂化整孔预制、现场大型机械化整孔吊装施工技术。这种针对中小跨径桥梁的整孔预制吊装、运架一体化的工艺体现了现代桥梁发展机械大型化的发展趋势。

东海大桥、杭州湾跨海大桥等超长跨海工程在强潮和台风侵袭的内海和海湾中，创造性地引入了近万根钢管桩、钻孔灌注桩的群桩基础精准定位、快速施打、预制装配等新技术。

2）大跨径桥梁

大跨径桥梁通常是指跨越能力在百米及以上的拱桥、斜拉桥及悬索桥。进入21世纪以后，我国大跨径桥梁施工技术已经逐渐成熟化和创新化，全面掌握了大型深水群桩基础施工技术、千米级斜拉桥（塔、索、梁）制造、安装和控制技术、大跨钢箱梁建造、超长缆索制造、混凝土高塔、长大深埋沉管隧道、离岸厚软桥隧转换人工岛及海上长联桥梁施工等施工技术。

2008年建成的苏通大桥是我国自主设计和建造的世界首座突破千米跨径的斜拉桥，主跨跨径1088 m，在施工技术方面攻克了深水急流中施工平台搭设及群桩基础施工（131根、直径2.8 m、桩长120 m）和高塔（300.4 m）、长索（577 m）、大跨结构施工控制等十余项世界级关键技术难题，解决了千米级斜拉桥几何非线性及与施工控制对接技术难题，研发了具有自主知识产权的桥梁结构静动力空间分析软件，为设计及施工控制提供了关键技术手段。在国际上首次创建了深水、急流、潮汐河段条件下大型群桩基础全钢护筒施工控制技术，将倾斜度由传统的1/100提高到1/200，研发了多点同步控制整体下沉和定位施工控制技术，实现了世界上最大钢吊箱整体下沉，将定位精度由传统的50 mm提高到20 mm，突破了大型钢吊箱的规模和重量制约。在国际上首次系统地提出了千米级斜拉桥施工全过程自适应几何控制方法并建立了制造安装一体化控制系统，创建了索塔、斜拉索、钢箱梁数字化制造安装控制关键技术。技术应用实现了高塔倾斜度从1/3000提高到1/42000、长索制作精度从1/5000提高到1/20000、主梁标高误差≤L/4000、桥轴线误差≤L/45000，攻克了千米级斜拉桥施工控制技术难题。

2012年建成通车的泰州大桥为世界上首座跨径突破千米的三塔连跨悬索桥，实现了巨型深水沉井基础施工，研发了世界首创的“沉井钢锚墩+锚系”半刚性定位系统，增强了沉井在施工过程中的操控性，能有效抑制沉井摆动，保证定位精确度，增强了对水文、气象、航运等环境因素的适应性，攻克了钢塔用150 mm高强度厚承压板焊接质量及变形控制难题，创下了我国桥梁建设史上熔透焊缝对接厚度之最，掌握了三塔悬索桥上部结构施工关键技术，形成了猫道、主缆、钢箱梁施工成套技术，研发了紧缆机、缠丝机、主缆除湿系统等关键设备。

2018年建成通车的港珠澳大桥，围绕跨海集群工程建设关键技术，成功掌握了外海厚软基大回淤超长沉管隧道施工关键技术、外海厚软基桥隧转换人工岛施工关键技术、海上装配式桥梁施工关键技术、跨海集群工程混凝土结构120年使用寿命保障关键技术及安全环保关键技术等。(www.xing528.com)

在其他桥梁的建设中，也各有突破，在长江边透水的软弱深厚覆盖层中，润扬长江公路大桥成功地实现了敞开式锚碇深基坑开挖的矩形地下连续墙工法和排桩冻结工法的技术突破；阳逻长江大桥、黄埔大桥发展了圆形地下连续墙施工工艺；南京长江四桥发展了双环形地下连续墙施工工艺。继江阴长江大桥陆域沉放巨型深沉井（平面尺寸70 m×59 m、深58 m）之后，泰州大桥创造了沉入19 m水深和55 m覆盖层的沉井工法新纪录。

3）隧道工程

近年来，我国隧道及地下工程得到了前所未有的迅速发展。截至2015年底，我国大陆运营公路隧道14006座，总长12684 km；近两年新增运营公路隧道2647座（3079 km），先后建成了沪蓉高速公路华蓥山隧道（4.706 km）、二广高速公路雁门关隧道（5.235 km）、福银高速公路美菰林隧道（5.580 km）、沪渝高速公路方斗山隧道（7.605 km）和秦岭终南山公路隧道（18.02 km）等，掌握了特长山岭隧道建设技术、软岩隧道大变形控制技术、高瓦斯隧道建设技术、岩爆隧道建设技术、大断面矩形顶管及矩形盾构设计与应用技术，隧道机械化施工水平等方面取得了进一步突破。

（1）地质勘测

近年来，勘测水平不断提高。随着复杂地质条件下大埋深和长洞线隧道工程的不断增多，工程勘察综合利用了遥测遥感、多点高频物探、GIS、GPS等技术，不仅提高了勘测效率，也大幅提高了控制精度等级。施工技术方面引入了BIM技术，建立3D数字化模型，把施工中所需物料的信息纳入模型中，对施工中的难点、重点进行模拟演示，严格把控物料的输入与输出。

（2）开挖和支护技术

我国在公路隧道开挖和支护流水线作业领域，先后自主研发了挖装机、液压凿岩设备、自动机械化混凝土喷射设备、拱架安装机、模板台车和移动栈桥等一系列施工设备，极大地上提高了工作效率。在过去，盾构、TBM掘进机均依赖国外引进，但近年来经过科研施工人员不断地摸索研究，终于自主制造了中国盾构和中国TBM，且在国内及国际市场上得到了广泛的推广与应用。通过大量工程实践，汲取经验，不断创新、改进和完善了TBM和TBM技术，攻克了TBM在软弱地层掘进脱困与沉降控制核心技术，从而形成了具有中国特色的超浅埋、大宽度、小净距矩形顶管与盾构技术，创造了多项世界隧道施工领域纪录。

（3）防灾与减灾

隧道地质灾害主要包括突水突泥、岩爆、大变形和高瓦斯。突水突泥灾害源的定位定量预报技术取得了较大突破，尤其是对含水构造的静储量估算。灾害预测预警尝试建立以微震为载体的多元信息综合预报预警系统，以实现对灾害源动补给水量和涌水量的预测预警，该技术已在成兰铁路跃龙门隧道进行了现场试验。对大规模突水突泥灾害的治理，涌现出了一系列新型注浆材料及配套工艺、装备，初步解决了高压大流量动水封堵与富水破碎岩体加固的技术难题，如江西吉莲高速公路莲花隧道大规模破碎带突水突泥的治理。大变形问题在乌鞘岭隧道中极为突出，在沪蓉西高速公路等工程中也有出现，其具有变形速率快、总变形量大和持续时间长等显著特点。实际施工中主要从开挖工法、支护措施等方面进行改进，如采用深孔锚杆、钢管混凝土等，但尚未从根本上解决该问题。锦屏引水隧洞施工中遇到了强烈的岩爆灾害，主要采用导洞释放应力，掌子面洒水等措施进行预防，监测预警主要依赖微震技术，对应力型岩爆具有一定效果。从整体来讲，岩爆灾害的防治仍处于被动状态。隧道工程结构新材料与运营管理的进步以防排水材料、衬砌混凝土材料以及反光材料为代表，隧道结构新材料及工艺不断涌现，如喷涂速凝型防水材料、高性能防腐混凝土、自发光材料等。隧道风险监控方面发展了无线智慧感知及可视化技术，研发了隧道结构健康快速检测车，提出了等效节能照明理念，并以秦岭终南山公路隧道为应用示范工程，突破了长大隧道防灾救灾和通风照明技术的难题，采取竖井送排式纵向通风方式，每座隧道洞内设置3处特殊照明带，缓解驾驶疲劳。