【詹天佑奖】佛山首条沉管隧道让市民“水下开车”不是梦

詹天佑奖

中国土木工程詹天佑奖于1999年设立，以推动土木工程行业科技创新与进步为宗旨的科技奖项，是我国土木工程领域科技创新最高荣誉奖，涵盖建筑、桥梁、公路、水利、港口、市政等土木工程各领域的重要奖项。2023年12月25日，第二十届第二批中国土木工程詹天佑奖评选，佛山市汾江路南延线沉管隧道工程进入获奖名单。

汾江路南延线项目路线全长4.3公里，分为两期工程。一期工程为澜石路至裕和路段，路线长约2.41公里；二期工程为裕和路至三乐路段，长约1.89公里。沉管隧道工程是汾江路南延线工程一期工程的一部分。

下穿东平水道隧道全长约1.38公里，沉管段长度445米，与同址穿越东平水道的地铁广佛线二期工程合建。

汾江路南延线工程是加强佛山新城与周边区域交通衔接，建设一河两岸新城区的南北向城市主干道，建成后不但能有效分流佛山大道的交通流量、缓解澜石大桥、东平大桥的交通压力；而且北连禅城区，南接顺德区，完善了佛山新城的交通网络，将充分带动区域经济的发展。

近年来，汾江路南延线隧道工程陆续将“詹天佑奖”“华夏建设科学技术奖”“国际隧协大奖年度杰出工程”等国内外奖项荣誉收入囊中。而有这番耀眼的“光环”，全凭沉管隧道工程的“硬实力”。

沉管隧道里程碑

沉管隧道由于埋深浅、两岸接线短，越来越受到国内城市水下隧道工程的青睐。2017年之前，国内已建及在建沉管隧道均建在河道中下游，这些河道水流流速较慢，基槽大多为软土地基，河道较宽，水上施工空间相对宽松。

佛山市汾江路南延线工程沉管隧道处于内河中上游，水流复杂且流速大，是我国国内第一条建于内河中上游的沉管隧道，填补国内在河内中上游修建沉管隧道的空白。隧址处河道弯曲，是亚洲首座在河道中游S型弯道处修建的沉管隧道。

此外，汾江路南延线隧道工程是佛山市首条沉管隧道工程，同时也是当时国内公路与地铁合建工程中规模最大的沉管隧道。

航母级沉管管节

佛山市汾江路南延线工程沉管隧道由4条沉管组成。每段沉管管节断面宽度达39.9米、高9米，每一节沉管长达115米，总面积相当于10个标准的篮球场。每一节沉管重达4.2万吨，相当于一艘小型航母的重量。

4节沉管从预制到完成耗时约一年半时间。其中，沉管安放到基槽的时间大约需要6个月，期间4节巨无霸沉管将依次离开东平河南岸干坞，向北岸浮运至沉放区，之后在东平河底实现安装对接，并最终沉放安装于河床下3米的基槽。

S型弯道上的创举

沉管隧道处在东平河道中游S形的中间弯道处，这里水文情况复杂，水流流速大，变化多，洪水期流速达2—3m/s，枯水期约1m/s。为了得到大量数据进行分析，项目团队用了近两年的时间，在S形弯道处的东平河附近，设立了几十个水文观测点，进行了日夜监测，最终得出最佳的管节沉放对接的窗口期，并于2015年4月29日正式启动首节沉管的浮运沉放和对接工作。

国内一流的爆破技术

在管段下放前，必须在水下炸开一条基槽，用来沉放预制好的4节巨型管段。为了保护河两边居民的安全，项目团队采用了特殊的多维综合控制爆破措施（微差爆破+气泡帷幕+减震孔+钢封门振动监测），爆破过程中，在岸边听上去声音只有一台滚筒洗衣机作业时的大小。3年内，项目团队共爆破了34万方礁石，约有3栋住宅楼的体积。

沉管施工技术取得国家专利

4个管节制作完成后，经由绞车牵引至沉放区。

4个管节依次安放完毕后，管段上方的千斤顶会进行拉合，每两个管段间形成密实连接。在水中管节间通过GINA橡胶止水带对接，利用水压将止水带压缩以达到止水目的。止水带由荷兰进口，保证完全密合以及百年使用。

对接口的外圈四周在出坞之前已经安装了一层止水带，对接成功之后止水带就会发挥作用，防止入水。4个管节安放完毕后将打通管节与管节之间的内壁，在里面再加一层止水带。虽然外圈的止水带不能更换，但内壁的止水带可以更换，两层止水带保证隧道不会渗水。

管节在水下安放的最大难点，应该是最终接头的2.5米水下浇注段。

由于管节与管节在安放过程中需要留有空间进行作业，因此在最后两节管节之间会有2.5米的空间距离，这个过程靠潜水员在水下作业。先是连接两管节的四边封板，再在外圈装上止水带，最后在管内进行浇注，一系列作业施工都需要潜水员在水下进行。

项目负责人表示，“水下作业难度大、精度大，所以这是难度十分大的一个技术环节。”

沉管的水下对接及拉合稳固是施工精度最高和难度最大的，为此汾江路南延线工程吸取了国内外类似项目的成功经验，采用的设计方案及施工技术已取得国家专利。

国内首创的检测技术

在隧道施工过程中，项目团队除了应用常规的检测技术以保证结构的质量外，还在这条隧道施工中应用了硬扫床检测、矩阵式声呐扫测技术，独创了水下灌砂基础密实度的无损检测技术，并获得国家发明专利和国家级科技进步奖等。

国内首创运营期健康监测系统

一条水中的沉管隧道，如何能够确保其运营安全呢？对此，项目团队建立了全国首创的沉管隧道运营期健康监测系统，在东平河南岸设立了监控中心，采用专门设备对隧道运营期的沉降、位移、应力变化等数据进行实时监测并传回监控中心，全天候照顾这条“过江龙”。

信号全隧道覆盖

隧道采用佛山首个漏缆进行全频段覆盖的民用通信和广播覆盖系统，隧道内支持2G、3G、4G信号全覆盖，车主们在隧道中能随意接听电话和收听广播。

文/何婕妤