沉管法是在20世纪初发展起来的一种修建水下隧道的新工法。根据国际隧道协会（ITA）沉管隧道和悬浮隧道工作组1993年提供的报告，一种当今普遍被认可的沉管隧道定义为：沉管隧道（ImmersedTunnel）是由若干预制的管节，分别浮运到现场，一个接一个的沉放安装，在水下将其相互连接并正确定位在已经开挖的水下沟槽内，其后辅以相关工程施工，使这些管节组合体成为连接水体两端陆上交通的隧道型交通运输载体。

 

19世纪末，美国首先用沉管法建成波士顿的下水道工程，随后，于1910年用此法建成底特律河水底铁路隧道，这是世界上第一条沉管建造的铁路隧道。日本是东亚第一个建成沉管隧道的国家。

 

随着沉管法隧道设计和施工中关键技术问题的逐步解决和日趋完善，随着沉管法在世界各国的广泛采用和技术上的交流，沉管隧道受到越来越多国家的重视，逐渐成为水下大型隧道工程的一种施工方法。

 

2　沉管隧道技术与发展

 

2.1　沉管隧道技术概述

 

沉管隧道管节制作技术自最早的钢壳隧道以来，管节制作技术经理了不断发展完善的过程。1910年建成的美国底特律河水底铁路隧道是世界上第一座沉管隧道，采用的是钢壳式沉管隧道技术，至1942年荷兰马斯河公路隧道的建成，揭开了混凝土沉管隧道建设的序幕，同时也形成了钢壳式管节和混凝土管节2种主要类型沉管隧道管节。随后日本在这两种主要管节结构的基础上进行融合，形成了一种新的管节形式——三明治式管节，并广泛运用于日本沉管隧道建设中。

 

2.2　跨海沉管隧道现状

 

沉管隧道一般用于内河，长度在2km左右。纵观当今世界沉管隧道发展趋势，可以看出，随着管节制造材料逐渐由钢筋混凝土取代纯钢材，管节断面已基本上采用矩形形式。由于管节横断面空间利用率的提高，钢筋混凝土预制的质量控制特别是混凝土长大、贯穿裂缝的控制技术的不断提高以及纵向预应力措施和钢（化学）纤维的引入，沉管隧道管节的长度越来越长，每节管节中的车道数越来越多，沉管隧道对不同地基条件的适应性也越来越广。随着技术的发展，外海沉管隧道取得了突破性的进展。

 

2000年，丹麦厄勒海峡隧道贯通，该隧道为矩形混凝土公路隧道。其后，2010年底，韩国的釜山-巨济连线隧道投入运营，该隧道与厄勒海峡隧道同为矩形混凝土公路隧道。2010年4月，连接欧亚大陆的土耳博斯布鲁斯隧道贯通，该矩形复合结构铁路隧道长利用泥水盾构完成了岸边段与海中沉管隧道的对接。连接丹麦和德国之间的19km长的公铁连线费默隧道计划于2018年完成。

 

2.3　新技术的发展和运用

 

随着技术的发展，超大管节的预制、复杂海洋条件下管节的浮运和沉放、高水压条件下管节的对接及接头的水密性及耐久性、隧道基础处理等跨海沉管隧道面临的各种技术难题一一被克服。

 

（1）超大管节工厂化预制技术

 

工厂化生产管节的干坞主要是由厂房内2条生产线不间断地生产管节段，待管节段初步养护到位后，向前顶进；然后继续施工后续管节段，如图1所示。工厂化干坞可以更好地控制管节的浇筑质量，建设干坞工作量较少。

 

（2）碎石整平法基础处理技术

 

沉管隧道的基础处理方法，以消灭不规则空隙为目的，可分为先铺法和后填法两类。先铺法是在管节沉设之前，先铺好砂、石垫层；后填法是先将管节沉设在预置在沟槽底上的临时支座上，随后再补填垫实。碎石整平法是通常所说的碎石刮铺法的一种变型。整平碎石层的铺设精度可控制在±15～20mm以内，以免在底板产生过大的附加弯矩。

 

碎石刮铺船依靠4根管桩打入海底，作为固定；凭借船上的桁车移动和填料刮铺筒进行碎石刮铺施工。刮铺船使用GPS定位，定位精度高，刮铺施工精度高。其填料刮铺筒出料口前后有超声波探测装置，可详细了解到碎石刮铺状态及偏差，并实时反映到中控室。