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公路沉管隧道设计规范解读
近日,交通运输部发布了《公路沉管隧道设计规范》(JTG/T3371-
01-2022,以下简称《规范》),作为公路工程行业推荐性标准,自
2022年11月1日起施行。为便于理解《规范》制定的背景、定位、
技术特点及主要内容,切实做好贯彻实施工作,现将《规范》解读如
下:
一、背景与作用
我国于20世纪80年代开始沉管隧道建设,进入21世纪发展势
头加快,在2018年建成港珠澳大桥海底隧道,目前正在建设深中通
道沉管隧道、大连湾海底隧道等重大工程。沉管隧道具有横断面利
用率高、埋深浅与两岸连接灵活、易于保证施工质量等特点,已成
为现阶段跨江(河)越海通道的重要建设方案之一。为应对超大规模、
厚软基、高水压、大回淤等技术挑战,近年来我国沉管隧道在理论
方法、关键构造、施工工艺与装备、防灾救援等方面取得了丰富成
果和宝贵经验。
为及时总结我国在沉管隧道建设的实践经验,将重大工程的技
术成果向行业标准转化,我部近期发布了《公路沉管隧道设计规范》
(以下简称《规范》)。《规范》的发布对促进我国公路沉管隧道的
设计质量提升与建设技术发展具有重要作用。
二、国内外技术现状
目前国内外尚未形成涵盖沉管隧道勘察设计全过程、全要素的
专项规范。
国际隧道协会(ITA)于20世纪90年代出版了《沉管隧道和悬浮
隧道的技术调研报告》,规定了沉管结构及接头的设计要求,但在构
造细节和系数取值等方面未能全面覆盖。美国联邦公路署
(FHWA)于29年修订了《公路隧道设计与施工技术手册》,概要性规
定了沉管隧道的技术要求。日本于22年发布了《沉管法隧道技术指
南》,规定了沉管隧道土建工程的技术要求。
我国国家标准《沉管法隧道设计标准》(GB/T51318-2019)仅规
定了钢筋混凝土管节的设计要求,缺少排水系统、交通工程与附属
设施等内容。公路工程行业标准《公路水下隧道设计规范》
(JTG/T3371-2022)规定了钻爆法、盾构法、沉管法与堰筑法四类水
下隧道的设计要求,定位于水下隧道综合性规范,概要性规定了沉
管隧道的技术要求。
通过30多年工程建设的经验积累和技术研究,我国沉管隧道在
设计流程方面,已涵盖调查与勘测、总体设计、专项设计、施工要
求、监测与风险分析的全过程;在设计理论方面,已基本采用工程
结构可靠性设计统一理论;在结构安全与耐久、防水、防火等设计
方面,已形成技术标准、技术措施、关键构造等成熟先进的成果。
这些经验和成果为《规范》编制提供了案例与技术的支撑。
三、定位与技术特点
《规范》适用于以沉管法施工的新建公路水下隧道,对沉管隧
道规划及勘察设计中方法、指标、措施的应用,提出了统一系统的
技术要求。《规范》按专项设计规范的定位,在《公路水下隧道设计
规范》(JTG/T3371—2022)基础上,进一步细化了沉管隧道的基本
规定、调查与勘测、材料、总体设计、管节结构、基槽、地基与基
础、回填、衔接段、分析计算、耐久性设计、管节舾装设施、路面
与排水系统、附属构造、交通工程与附属设施、结构监测、风险分
析等内容。
《规范》编制过程中进行了充分调研和资料收集,全面总结了国
内外沉管隧道的技术成果及实践经验,借鉴了相关规范,统筹了技
术的成熟性和先进性,具有以下技术特点:
(一)设计理念先进。《规范》贯彻了精细化设计、高质量发展
等政策要求与安全、耐久、适用、经济、节能、环保的理念,通过
参照引用、扩充细化、总结提升、防控示范,综合确定技术指标与
方法措施,注重可操作性,体现了现阶段沉管隧道设计的总体技术
水平。
(二)与国际接轨,引领了国内沉管隧道的发展。在建设理念、
设计理论、技术发展等方面,与现阶段的沉管隧道国际总体水平和
主流趋势接轨。结构设计采用以分项系数表达的极限状态设计法;
体现建养一体化的理念,提出结构监测要求,注重运营期设施配置,
在设计阶段开展风险分析、辅助方案决策;钢壳混凝土管节、节段
式管节、接头关键构造、最终接头构造型式及其工法、复合地基与
基础沉降控制等关键技术在国际同类成果基础上,结合我国工程建
设实践进行了创新性转化和吸收,总体达到了国际领先水平。
(三)内容系统全面。《规范》采用“总体性能要求+专项技术
要求”的结构框架,内容涵盖勘察设计的全过程,以及土建工程、
交通工程与
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