港珠澳大橋橫跨珠江口的丁玲海洋，連接香港、珠海和澳門。由於丁玲西航道和銅鼓航道的通航要求較高，長遠來看應能保證30萬噸級郵輪的通航能力。但為了滿足30萬噸級郵輪的通航能力，需要修建壹座橋面高度超過80米、橋塔高度達到200米的超級大橋。
然而，大嶼山機場航道的高度限制為120米。因此，不可能使用橋梁方案來跨越這兩條水道。如果找不到解決方案，那麽港珠澳大橋將陷入無盡的困境。
在這方面，我們的對策是興建海底隧道。由於高度限制，加上海底隧道，不僅可以解決水上穿越問題，還可以很大程度上減少對周圍環境的影響，解決大面積水域的航運問題。特別是隨著海底隧道建設中壹些關鍵技術的不斷突破，海底隧道逐漸成為工程界普遍認可的穿越繁忙航運通道的首選。
所以，港珠澳大橋之所以選擇修建壹條很長的海底隧道，成為海底隧道中最長的跨海大橋，是受客觀因素制約的。另壹方面也是因為海底隧道有自己獨特的優勢。
2、10%耐水率
要建海底隧道，首先要找到壹個能把橋和海底隧道連接起來的島。由於附近海域沒有現成的島嶼，所以需要修建人工島將海底隧道和大橋連接起來。
伶仃洋是典型的弱洋流海域，每年有大量泥沙從珠江口流入伶仃洋。如果人工島的長度和寬度過大，會阻止泥沙流入大海。壹旦阻水率超過65，438+00%，泥沙就可能堵塞沈積，在歲月的流逝中把伶仃洋變成沖積平原。
為了避免這種災難性的後果，需要縮小人工島的面積，將人工島的長度控制在1 km以內。但如果采用盾構法，由於盾構法對穩定性要求較高，隧道埋深較大，最終會導致人工島長度超標，觸及10%防水紅線。
綜合考慮阻水率、隧道規模和海域水文地質條件，最終采用沈管法代替盾構法。沈管隧道是指在海底淺挖海溝，將預制好的管道沈入海溝，然後進行水下對接。采用沈管隧道技術後，400米島長縮減，島長控制在625米，解決了10%水阻問題。
三千八百萬立方米的淤泥
之前提到要建壹個625m長的人工島連接大橋和海底隧道，但是在建人工島的地方有壹層15m到20m長的淤泥。由於淤泥的物理性質，如果在其上建造拋石斜坡或傳統的重力式沈箱，拋石或重力式沈箱會因淤泥而滑動，地基會不穩定。最常規的辦法是把淤泥全部清理幹凈，或者通過排水固結的方式使其變幹，然後扔石頭或者用沈箱穩坐。
然而，通過排出海底的水來幹燥淤泥是不現實的。如果要全部清理淤泥，需要800萬立方米的淤泥，不僅費時費力，還會對海洋環境造成極大的汙染。
對此，工程師的解決方案是用120圓形鋼筒，重550噸，高55米，直徑22.5米，形成壹個圓圈來穩固地基。鋼筒將插入粉質粘土和粉質粘土砂層中，逐漸形成穩定的結構。到時候只要在鋼桶圍起來的人工島裏填沙子，鋼桶就會把沙子留在人工島裏，不用擔心後面有拋石和沈箱。
4，3厘米誤差
人工島建設成功的前提條件是制造120重550噸、高55米的巨型鋼桶。但由於鋼桶體積巨大，沒有任何彎板機和模具可以完成這種鋼桶的制造工作，所以鋼桶不得不分組組裝成72個模塊。
但是，這種做法也會帶來壹個問題。因為鋼桶的誤差要求限制在3 cm以內，而且每次拼接都會有壹些誤差，而拼接的模塊數量達到72個，鋼桶高達55米的龐大體積對加工制造非常不利，重復拼接後可能無法將誤差控制在3 cm以內。
最後，工程師利用內膽解決了鋼桶制造的精度問題——制造出壹個可以控制圓柱形鋼桶形狀的鋼結構支架，並在輔助下拼接鋼結構支架，最終將誤差控制在3厘米以內。
5.沈管的漂浮和下沈
港珠澳大橋海底隧道由33根鋼筋混凝土結構沈管對接而成。每根標準沈管長180米，寬38米，高11.4米，排水量約8萬噸。隧道沈管在岸上預制完成後，兩端用鋼制密封門密封，沈管浮在海面上，由多艘大功率拖船拖至約7海裏外的施工海域，然後沈入海底進行對接安裝。
由於沈管體積龐大、重量大，受水文條件、航道寬度的限制，以及沈管時精度要求高，沈管浮放是施工過程中的壹項重要技術。沈管漂浮應考慮拖曳力、流速和流向、潮汐、海水密度和強風的影響。
由於水的阻力系數等因素的影響，經驗公式的計算結果與實際結果會有壹定的差異。如果拖曳力計算不準確，電纜可能斷裂，沈管可能傾覆。另外，潮汐也會引起水位的變化，海水的密度也會引起浮力的變化。水流的大小和方向是決定管接頭大小和浮運沈方式的重要因素，這些都是需要仔細考慮的因素。
沈管下沈也有許多技術挑戰。由於當地施工區域屬於極軟多樣的土，容易造成過度沈降。在這種情況下，安裝會嚴重影響安裝精度，誤差無法按要求控制在7 cm以內，可能會給隧道的工程質量帶來不可估量的後果。此外，沈管過程中對沈管的穩定性要求很高，海底基槽的淤泥回流也會給沈管帶來很大的障礙...
面對以上挑戰，工程師們會壹壹解決問題。為了確定拖曳力，工程師進行管段拖曳阻力模型試驗，以確定管段和管段組件的拖曳阻力，並根據試驗數據計算拖曳力以及拖船的數量和所需功率。
為避免沈降過大，保證安裝精度，每根沈管安裝前，在伶仃洋40多米深的海底開挖壹條海底隧道基槽。溝槽挖好後，壓砂樁，然後在基槽上鋪2-3米的石塊，夯平，創造出壹種新的復合地基，大大降低沈管沈降值，誤差控制在5厘米左右。
面對海底基槽淤泥回流，壹方面設置5個固定觀測點，保持對施工海域的泥沙檢測，提供有效的泥沙淤積預警分析，為後續沈管安裝施工提供可靠保障。另壹方面，設置水下橫向攔淤壩，攔截沿基槽方向回流的淤泥，同時調集界龍、軍海6號挖泥船清理淤泥。