沉管隧道节段式路面施工组织设计

'沉管隧道节段式路面施工组织设计 摘要隧道路面施工管理工作的核心是施工组织，施工组织的作用在于通过对施工过程中诸要素的合理组织，即针对工程的具体特点，对施工过程中的资源、技术、费用等因素进行科学合理地统筹安排，保证施工工作在一定的时间和空间上有计划、有秩序地开展。因此，为保证隧道路面在施工过程中各道工序之间有序搭接、相互配合，保证施工作业的协调性、节奏性、配合性和连续性，保证隧道路面结构质量与路用性能，结合路面结构与施工环境的特殊性有针对性地展开隧道路面施工组织的研究具有重要的意义。本文以港珠澳跨海集群工程中的沉管隧道为依托工程，通过分析港珠澳隧道路面工程特性，提出了港珠澳隧道路面施工的基本原则、构建了隧道路面施工组织评价体系。以此为基础对隧道路面各层结构的施工工艺、施工工序及主要施工机群配置进行了分析。结合施工组织的相关理论对隧道路面施工总体组织优化方法进行了研究。本研究主要结论如下：（1）施工组织的研究应以施工方法的明确、施工机械的选择、施工过程的时间组织与空间组织为主要对象。沉管隧道节段式路面施工组织应遵循施工质量第一、施工工期合理、施工顺序科学、施工手段先进、适应项目特性的基本原则。隧道路面的施工组织评价体系应由质量、工期、安全、费用、施工先进性、资源供应程度、与其它工程相互影响程度等评价指标构建而成。（2）对于采用沥青混凝土铺筑的隧道路面，在施工中因环境狭窄，而且空间相对封闭，在高温环境下极易产生浓烟与臭味，且容易发生火灾，不利于路面施工，因此采取适当的温拌阻燃技术十分必要。（3）隧道路面沥青混合料拌和采用不小于3000型间歇式强制搅拌设备，搅拌站选址在港珠澳大桥西人工岛上。混合料运输采用中小型自卸车，采用10t自卸车运输上下面层混合料所需最大车辆数分别为16辆、24辆。隧道路面面层、应力吸收层分别采用两幅梯队联合摊铺、全幅一次成型摊铺的摊铺方法。混合料碾压过程初压、复压、终压均采用双钢轮压路机。隧道钢纤维混凝土搅拌站也设置于人工岛上，生产能力满足300m3/h的要求。钢纤维混凝土运输采用中小型自卸车，采用10t自卸车运输是所需最大车辆数为39辆。采用大型滑模摊铺机对主车道钢纤维基层进行一次性全幅摊铺。V （4）沉管隧道路面毛勒伸缩缝的施工准备工作从整个路面施工前开始启动。隧道大管节接头处压重混凝土预制时即需预留毛勒伸缩缝安装槽并埋置钢筋，隧道路面基层摊铺前对槽口做填充处理。毛勒伸缩缝、TST伸缩缝的施工在借鉴桥梁伸缩装置的安装工艺的基础上，应根据港珠澳隧道路面的实际结构进行调整。（5）灰色层次分析法可以应用到公路桥梁工程的施工组织的优化比选之中，灰色层次分析模型的构建主要包括确定最优指标集、指标权重计算、灰色关联度计算、评判结果计算等几个步骤。（6）本文基于路面施工现状提出了沉管隧道路面施工的备选总体组织方案，运用灰色层次分析法对其进行了优化比选，提出了沉管隧道施工组织方案的评价指标体系，并总结了一套基于专家打分制的沉管隧道路面施工组织方案择优方法。关键词：施工组织，沉管隧道，灰色层次分析法，施工工艺AbstractV Thecoreofconstructionmanagementfortunnelpavementisconstructionorganization,constructionorganization"sroleistopassonthevariouselementsoftheconstructionprocessofrationalorganizationthatworksforthespecificcharacteristicsoftheconstructionprocessoftheresources,technology,costandotherfactors,scientificandreasonableco-ordinatearrangementstoensurethattheconstructionworkatacertaintimeandspaceinaplanned,orderlyconduct.Therefore,toensureroadtunnelduringconstructionorderlyoverlapbetweeneachprocess,cooperatewitheachothertoensurethecoordinationofconstructionwork,rhythm,fitandcontinuity,toensurethequalityofthepavementstructuretunnelandroadperformance,combinedwiththepavementstructureandconstructionofspecialenvironmenttargetedtocommenceconstructionoftheroadtunnelorganizationstudyhasimportantsignificance.ByanalyzingthecharactersofHongKong-Zhuhai-Macaotunnelpavement,thebasicprinciplesandtheevaluationsystemoftheconstructionofthetunnelpavementareputforward,basedonwhichthetunnelpavementconstructiontechnology,constructionprocessandmainconstructionmachinesconfigurationareresearched.Optimizationresearchfortunnelpavementconstructionorganizationisbasedontherelevanttheoryofconstructionorganization.Themainresearchachievementisasfollows:(1)ConstructionOrganizationofconstructionmethodsshouldbeclear,thechoiceofconstructionmachinery,constructionprocess,organizationandspatialorganizationofthetimeasthemaintarget.Immersedtubetunnelsegmentalpavementconstructionorganizationshouldfollowtheconstructionqualityfirst,reasonableconstructionperiod,constructionsequencescience,advancedconstructionmethods,toadaptthebasicprinciplesofprojectcharacteristics.Roadtunnelconstructionorganizationevaluationsystemshouldbequality,duration,safety,cost,constructionadvanced,resourcesupplylevel,interactionwithotherengineeringdegreeevaluationindexisbuilt.(2)fortheuseofasphaltconcretepavedroadtunnelintheconstructionduetoenvironmentalnarrowandrelativelyclosedspace,easytoproduceinhighV temperatureenvironmentofsmokeandodor,andispronetofire,isnotconducivetoroadconstruction,sotakeappropriatewarmmixflameretardanttechnologyisnecessary.(3)tunnelpavementasphaltmixingusingnolessthan3000intermittentforcedmixingequipment,mixingstationlocatedintheHongKong-Zhuhai-MacaoBridge,Westartificialisland.MixturetransportUsingsmalldumptruck,dumptrucksusing10tmixtransportationlayerbelowtherequiredmaximumnumberofvehiclesthatare16,24.Tunnelroadsurface,thestressabsorbinglayerwerecombinedusingtwoechelonpaving,pavingfullwidthpavingamoldingmethod.Mixtureinitialpressurerollingprocess,complexpressure,finalpressureareusedtandemroller.Tunnelsteelfiberconcretemixingstationisalsoprovidedontheartificialisland,theproductioncapacitytomeet300m3/hrequirements.Usingsmallsteelfiberreinforcedconcretetransporttruck,used10ttrucktransportisthemaximumnumberofvehiclesrequiredforthe39.Theuseoflargeslidingpaverdrivewaysteelfibergrassrootstothemainone-timefull-widthpaving.(4)Maurerimmersedtubetunnelpavementexpansionjointsfromtheentireroadconstructionpreparationworkbeforeconstructionstarts.TunnelbassoonsectionjointsofprecastconcreteballastthatistobereservedwhenMaurerandembeddedsteelmountinggroovejoints,tunnelroadbasepriortopavingnotchasfillingprocess.Maurerjoints,TSTconstructionjointsdrawbridgeexpansiondevicesintheinstallationprocess,basedontheHongKong-Zhuhai-Macaoshouldbebasedontheactualstructureoftheroadtunneltobeadjusted.(5)grayanalyticalhierarchyprocesscanbeappliedtohighwaybridgeconstructionprojectorganizationoptimizationandselectionamongthegray-levelconstructananalyticalmodeltodeterminetheoptimalsetofindicatorsincluding,indexweighting,graycorrelationcalculation,evaluationresultscalculationseveralsteps.(6)Basedonthestatusquooftheroadconstructionroadconstructionimmersedtubetunneloptionsfortheoverallorganizationscheme,usingthegrayanalytichierarchyprocessoptimizationandselectionwascarriedoutproposedimmersedtubeV tunnelconstructionorganizationplanevaluationindexsystemandconcludedexpertscoringsystembasedonasetofimmersedtubetunnelroadconstructionorganizationpreferredmethod.Keywords:Constructionorganization,Immersedtubetunnel,Gray-AnalyticHierarchyProcess,constructiontechnologyV目录VII 摘要IABSTRACTIII第一章绪论11.1项目背景及研究意义11.2国内外研究现状41.2.1沉管隧道施工的国内外研究现状41.2.2施工组织的国内外研究现状51.3主要内容及方法71.4创新点81.5技术路线8第二章沉管隧道节段式路面施工组织分析102.1施工组织研究的主要内容102.2港珠澳隧道路面结构分析112.2.1普通隧道路面结构112.2.2沉管隧道节段式路面结构132.2.3沉管隧道节段式路面结构与普通隧道路面结构的对比152.3港珠澳隧道路面施工组织评价指标体系的建立152.3.1港珠澳隧道路面施工组织的特点152.3.2港珠澳隧道路面施工组织的原则162.3.3港珠澳隧道路面施工组织评价指标体系的建立182.4本章小结19第三章沉管隧道节段式路面施工方案的确定203.1港珠澳隧道路面的技术说明203.1.1港珠澳大桥主体工程的主要技术标准203.1.2港珠澳大桥隧道路面的方案说明203.2沉管隧道路面的施工重点223.2.1隧道钢纤维混凝土基层223.2.2毛勒伸缩缝223.2.3应力吸收层243.2.4隧道路面结构243.2.5TST伸缩缝273.3隧道路面毛勒伸缩缝施工工艺283.4应力吸收层施工工艺303.4.1底层准备303.4.2混合料的拌和303.4.3混合料的运输313.4.4混合料的摊铺313.4.5混合料的压实323.5港珠澳隧道SMA面层施工工艺333.5.1温拌阻燃技术在隧道路面中的应用333.5.2SMA的拌和353.5.3SMA的运输36VII 3.5.4SMA的摊铺363.5.5SMA的碾压373.5.6施工缝383.5.7隧道沥青路面施工通风控制393.6沉管隧道路面TST伸缩缝施工工艺413.6.1桥面TST伸缩缝的安装流程413.6.2沉管隧道节段式路面TST伸缩缝施工工艺423.7本章小结44第四章沉管隧道节段式路面施工机械464.1港珠澳大桥隧道工程的布置概况464.1.1隧道方案及布置464.1.2隧道人工岛布置464.1.3桥、岛、隧总体布置474.2港珠澳隧道路面沥青混合料施工机械设备的选择474.2港珠澳隧道路面基层混凝土施工机械设备的选择514.3本章小结54第五章沉管隧道节段式路面施工组织优化555.1隧道施工组织优化的目的与方法555.2灰色层次分析法理论565.2.1基本原理565.2.2模型建立步骤575.3沉管隧道路面总体施工组织方案的择优方法研究605.3.1备选方案605.3.2评价体系的建立及最佳指标的确定615.3.3各指标之间的权重分析及关联度计算635.3.4最佳方案的确定645.5本章小结65主要研究结论及展望66参考文献68VII 第一章绪论1.1项目背景及研究意义（1）项目背景与跨越江河湖海的其他交通方式相比，水下隧道有其独特的优势，因此近年来在国内外发展迅速。世界各国，特别是美国、荷兰、和日本等国在沉管技术领域有了长足的进展。目前，中国已建成的有广州的珠江、宁波甬江和常洪及上海外环线沉管隧道等。由于沉管隧道所处海洋环境，工程地质与水文地质条件复杂，所处深海荷载条件多样，导致沉管隧道各施工工序异常复杂。港珠澳大桥是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的重要组成部分，它是连接我国广东省珠海市、香港特别行政区、澳门特别行政区的大型跨海通道，是跨越伶仃洋海域的关键性跨海通道工程。粤港澳三地共建主体工程长约29.6km，其中穿越伶仃西、铜鼓航道段采用长约5.99km的沉管隧道方案，如图1.1所示。其主体工程采用双向六车道高速公路标准，设计时速100km/h；隧道净宽2×14.25m、净高5.1m；设计使用寿命120年；地震基本烈度Ⅶ度。图1.1港珠澳大桥总平面布置图Fig1.1Thegeneralarrangementplan73 港珠澳大桥的建设旨在满足粤港澳之间的交通运输要求，建立连接珠江入海口东西两岸新的陆路运输通道。项目建成后，将使珠江西岸地区与香港地区之间客货运输以水运为主、陆路绕行的现实状况得到根本性的改变，从而完善国家高速公路网络以及粤港澳三地的综合运输体系。通过缩减穿越三地时间，深化珠江口两岸的社会联系，打造“三小时生活圈”。改善珠江西岸地区的投资环境，加快产业结构调整和布局优化，拓展经济发展空间，继而提升珠江三角洲地区的综合竞争力，保持港澳地区的持续繁荣和稳定，促进珠江两岸经济社会协调发展。港珠澳大桥将连起世界最具活力经济区，对香港、澳门、珠海三地经济社会一体化起到深远意义。港珠澳大桥的海底沉管隧道距珠海约22km，是港珠澳大桥跨海集群工程主体工程的重要组成部分，其基槽设计底标高约-45m、行车单孔净宽14.25m、隧道管节宽度37.95m、单节管长180m，采用节段式管节，各节段长22.5m。侧墙与顶底板厚度为1.5m，采用C50钢筋混凝土。隧道顶板至原始海床的回淤厚度达23m、纵向长度约3km。该隧道工程具有管节长度长、埋置深、回淤荷载大、地层差异显著、沉降控制难、抗震标准高、岛隧结合部施工复杂等特点。如图1.2示，在国内外沉管隧道界尚属首例。图1.2港珠澳海底隧道纵向布置图Fig1.2TheLongitudinalfigureforsubseatunnel港珠澳沉管隧道节段式路面是整体工程的主要组成部分之一，其质量对港珠澳大桥的整体服务水平有着极为重大的影响，路面的施工水平在很大程度上决定了隧道路面的质量，所以应高度重视路面工程的施工管理。港珠澳沉管隧道节段式路面结构、路面工程材料、各类构件等与普通隧道公路路面均存在较大差异，加之其地理位置上的特点，决定了港珠澳隧道路面施工工艺的独特性、施工工序的复杂性、劳动力及施工机具的多样性以及施工环境的特殊性。73 （2）研究意义沉管隧道由于其自身条件以及所处地理位置等因素限制，使得隧道内处于一个相对封闭、空间狭小、湿度大，隧道路面有可能受到海水侵蚀等不良环境。车辆进出隧道口加减速频繁，极易发生交通事故，且我国存在交通量增大以及运输物品复杂化的趋势，也增加了隧道交通事故的概率。施工组织设计是规划、指导建筑工程投标、签订承包合同、施工准备和施工全过程的全局性的技术经济文件，是建筑施工实现科学管理的重要手段。其主要作用在于通过对施工过程中诸要素的合理组织，即针对工程的具体特点，对施工过程中的资源、技术、费用等因素进行科学合理地统筹安排，保证施工工作在一定的时间和空间上有计划、有秩序地开展。施工组织设计的设计的好坏，对企业竞争项目起着决定性作用。好的施工组织设计能够为施工单位实现优质、安全、环保、高效、低耗，取得最大的经营效果，全面地完成施工任务[1]。施工组织设计是指导现场施工与技术管理的全面性的技术经济文件。是建筑施工实现科学管理的重要手段，是高质量、低成本、有秩序、高效率的完成建筑工程项目的有力保证措施[2]。建筑工程施工组织设计是规划、指导建筑工程投标、签订承包合同、施工准备和施工全过程的全局性的技术经济文件[3]。隧道施工是由多种作业工序构成,其中任何一项工作搞不好，都会对全局造成不利影响,其施工的综合性非常强。隧道工程的管理实施就是保证各工序正常生产并合理衔接,不断提高隧道的工厂化和规范化施工能力,使工程快速有序的进展,最终实现工程目标[4]。目前在我国隧道工程中, 施工管理是一个薄弱环节, 大部分还是传统的或受传统模式影响的管理模式, 在组织隧道施工中存在种种误区, 已经越来越不适应市场经济发展的要求[5]。如何改变观念, 向管理要效益、挖潜力, 是一个急待解决的问题。隧道施工相对于公路工程中的道路和桥梁施工难度和危险程度更大，隧道施工由于不良的地质条件、设计不合理和施工方法等不当会引发众多地质灾害，如坍塌、涌水、涌砂、岩爆等，再加之隧道施工中较差的工作环境，如通风不畅，噪音大，能见度低等，可能引发的安全生产事故层不穷[6]。73 因此，为保证隧道路面在施工过程中各道工序之间有序搭接、相互配合，保证施工作业的协调性、节奏性、配合性和连续性，保证隧道路面结构质量与路用性能，结合路面结构与施工环境的特殊性有针对性地展开对港珠澳海底隧道路面施工组织的研究具有重要的意义。1.2国内外研究现状1.2.1沉管隧道施工的国内外研究现状沉管隧道是一种沟通江河、海湾、海峡两岸的水底隧道。所谓沉管法隧道，就是在修建隧道的江河或海湾或海峡的水底下预先挖掘好一条沟槽，把在干坞内预制的沉管从制作场地浮运到江河或海湾或海峡的施工现场，依次沉放在沟槽内并加以连接，从而建成隧道的施工方法。由于沉管隧道的设计和施工涉及到土木工程、混凝土学、材料科学、水利学、空气动力学等学科，所以技术难度相当的大[7]。沉管隧道起源于美国，发展于欧洲、日本。由于沉管隧道具有埋深浅、总长短、地层适应性强、防水性能好、抗震性能高、工期短、且具有军事防御能力。因此，至世界上第一条沉管隧道建成至今，据统计，目前全世界在建、已修建的沉管隧道达150余座。雷巨光[8]对沉管隧道施工中的测量控制问题进行了系统性和基础性的研究。总结出了沉管隧道建造工程所需的各项测量工作,并阐述了各项测量工作的原理和方法。邱峰[9]结合目前国内沉管隧道施工应用缺乏科学、系统的施工管理经验的现状,围绕沉管隧道建设对工程项目工期、进度、质量、安全及成本管理的顺利实现这一目标，结合沉管隧道建造特点及以前沉管隧道施工与管理经验,系统介绍了沉管隧道在沉管基槽开挖及炸礁,管节预制，管节浮运、系泊,管节沉放、水下对接，沉管基础处理及回填等施工工艺流程、施工工况特点和施工方法，为后续沉管隧道的施工与管理提供了有益的参考。魏欣海[10]全面深入的分析了沉管隧道工程可视化进度管理系统的主要功能,设计出系统的组成结构、数据传递结构,实现了沉管隧道工程可视化进度管理系统。并将该系统应用在广州市仑头-生物岛隧道工程进度管理的过程中,根据该工程的进展情况,及时调整更新进度计划,向陆上管理人员提供水下沉管隧道工程实时3D形态,在实际工程的应用过程中,取得了较好的效果,并对该系统进行了改进和完善。73 杜朝伟[11]结合国内已建成的沉管隧道对沉管法施工干坞方案比选、管段及接头防水设计进行了探讨分析,对沉管法施工的关键技术如管段制作、管节浮运、沉放及水下对接和基础处理方法进行了归纳。王吉云[12]介绍了港珠澳大桥沉管隧道工程的施工难点及所应用的新技术，如沉管隧道管节工厂化生产；粗挖、精挖及清淤的基槽开挖方法及设备；碎石刮铺处理基础的方法及设备；体外定位系统及管节浮运与沉放等。Pulaski、Michael基于完善的施工资料建立了全面控制进度和成本的施工组织设计模式，指出了目前在跨海隧道技术方面取得了重大进展，对于项目效率的提高起到了很大的改善作用[13]。HansCozijn对釜山-巨济沉管隧道制作了1：50的拖船与沉管模型，并对拖船及沉管在浮运、沉放、对接过程中的力学行为进行研究[14]Kiyomiya[15]提出的“弹簧-质量”数学模型，将沉管看成是置于弹性地基土体上的梁、弹簧、阻尼结构，进行纵向地震响应分析。Dalgic依托BeykozTunnel工程，对浅埋破碎岩层对隧道开挖和支护展开研究，认为浅埋破碎岩层隧道需要进行联合支护，即采用喷射混凝土、钢筋网、锚杆、钢拱架等进行作用，并通过合理的优化开挖工序，降低对隧道失稳破坏的影响[16]。1.2.2施工组织的国内外研究现状施工组织设计在有些国家被称为“施工准备”或“施工计划”。国外对工程施工组织的理论研究相对比较系统和成熟，既注重施工组织设计在技术方面的要求，又综合考虑整个施工织方案的经济性及合理性。能够把整个工程项目从施工准备、施工过程、工程质量、施工工期、施工成本以及劳动保障措施等进行全方案综合考虑，统筹计划、合理安排。上世纪二十年代，在建造第聂伯河水电站期间，苏联施工人员编制了世界上第一个较为系统的施工组织设计。从此，随着现代大型工程项目的施工实践和科学技术的发展，工程施工组织研究不断趋于系统化[17]。随着计算机技术及网络的飞速发展，很多国外科技公司研发了一系列施工组织设计的相关应用软件，在降低了成本费用的同时提高了工作效率。这类应用软件在如今的施工方案设计工作中得到了充分的应用[18]73 。如美国、日本、德国、俄罗斯等国建筑业公认网络计划技术是当前最先进的计划管理方法，目前网络计划技术在工业发达国家已得到广泛应用。利用计算机进行网络计划绘图、计算优化、分析和控制，将网络计划技术引入众多工程项目，使其在资源和成本优化等方面发挥了重大作用。Fox对施工组织设计的重要性进行阐述，并强调了施工现场和建设过程中施工效率和施工质量对施工组织设计的重要性[19]Cheng，Min-Yuan通过研究发现施工现场控制的过程是繁杂的，并伴随着风险和不确定。基于现代施工管理现状，提出了遗传算法、整合模糊逻辑、神经网络等人工智能算法并利用计算机技术建立了一种多元化的决策体系[20]IKeda论述了施工组织设计在建筑工程项目中的作用，并从根本上维护了工程项目的价值[21]Pulaski摒弃了传统的施工组织设计原则，基于施工材料供应来进行施工组织设计，从而对施工进度与成本展开全面控制[22]。Chua根据工程进度的反馈信息，建立了可调整施工场地平面布置仿真模型[23]。OnderNiluferl以一个施工项目的例子论述了项目计划与施工组织的关系，并指出施工组织设计在项目计划制定过程中的重要性[24]。从1950年起，我国开始向前苏联学习工程管理的先进方法，并且引入施工组织设计。在第一个五年计划期间，在某些大中型工业建设工程中，开始试行施工组织设计制度，并取得比较好的成效。经过50多年来的工程实践，施工组织设计在我国各类建设工程中已经逐渐开始了全面推广，针对施工组织的研究不断地发展。沈宏和梁海涛通过工程施工的任务的分析认为编制好施工组织设计与加强施工管理是组织施工需要解决好的两个基本问题。他从编制施工组织设计的原则、重要性以及施工组织设计的重要组成部分等方面综合论述了施工组织设计在施工活动中的作用[25]。73 杨光煦通过对我国水利水电工程施工组织设计从20世纪50年代至今的成长历程的分析，指出了水利水电工程施工组织设计从施工技术、到施工组织设计理论（系统理论与决策模型理论）、施工组织设计手段、以及施工组织管理四个方面的发展规律，提出随着建设体制的不断改革，提高施工组织设计的水平将越来越重要的问题[26]。严守德、雷中英等构建了一套围绕施工方案、施工进度计划和施工平面布置的建设工程施工技术经济评价指标体系，介绍了一套评价方法——逐层序关系方法。他们认为采用逐层序关系方法评价施工组织是准确而定量的，是可以直接应用的[27]。黄玉刚运用层次分析法对某新建铁路工程的两套设计方案进行了比选，并提出了层次分析法在组织方案应用性加强的措施，即扩大专家范围、科学处理专家反馈意见、请专家进行自我评价[28]。安文杰在隧道施工组织研究中提出，施工组织的过程中包括施工方法、施工工艺、结构物型式等的选择均应与工程实际情况息息相关。他建立了关山隧道施工组织设计方案的模型评价体系，引入了模糊层次分析法对关山隧道施工组织设计方案的进行了评价[29]。沈其明、万先进详细分析了具有隧道群的高速公路施工合同段划分应考虑的主要因素，归纳出了合同段划分的几种主要形式及其特点，最后指出了了具有隧道群的高速公路施工组织的难点[30]。杨亚文使用基于层次分析法和灰色关联度分析的灰色综合评判法，参考某公路工程施工方案评价体系，综合评判选出最合理的施工方案[31]。由以上的研究可知，沉管隧道由于其自身条件以及所处地理位置等因素的原因导致其施工难度相当的大，国内外学者针对沉管隧道的测量控制、 施工质量的管理、管端接头技术、力学行为分析以及隧道支护等施工问题展开了研究；针对资源和成本优化、现代施工管理方法、施工组织在建筑工程中的重要性等施工组织问题进行了研究。然而，针对施工组织设计在隧道工程中的应用，尤其是在沉管隧道这种施工难度较大的工程中的应用则少之又少。因此，为保证隧道工程的结构质量与服务年限，有必要进行隧道路面施工组织的研究。1.3主要内容及方法本文以港珠澳跨海集群工程中的沉管隧道为依托工程，依据工程项目施工组织的基本原理以及施工组织设计编制的原则、内容、和程序，针对港珠澳隧道路面施工的特点，就其施工组织开展了相应的研究。主要研究内容如下：73 （1）通过对港珠澳沉管隧道节段式路面结构与普通隧道路面结构的对比，分析港珠澳隧道路面施工组织的特点，提出港珠澳隧道路面施工组织应遵守的基本原则、并建立港珠澳隧道路面施工组织评价指标体系。（2）结合目前高速公路路面施工技术与港珠澳隧道路面的结构特点，对隧道路面各结构层的施工工艺与施工要点进行了研究。研究内容分别对隧道路面主要工程的施工顺序、基面层和应力吸收层施工方法的选取以及施工工艺的必要条件进行了论证和阐述。（3）根据隧道路面施工方法的规范要求，结合沉管隧道节段式路面的施工条件，对隧道路面施工中沥青混合料和钢纤维混凝土的主要施工机群进行选择与布置，从而确定隧道路面沥青混合料和钢纤维混凝土的最佳施工设备。（4）对常用的公路施工组织优化方法进行了讨论，根据隧道路面施工方法与施工机械配置的研究结果，并基于施工组织设计相关理论和路面施工现状提出了港珠澳隧道路面施工的备选总体组织方案，应用灰色层次分析法对施工组织的评价指标进行细化和量化，从而对港珠澳沉管隧道节段式路面总体施工组织备选方案进行了比选与确定。1.4创新点（1）基于跨海隧道的施工特点，建立了港珠澳沉管隧道路面施工组织评价指标体系。（2）基于灰色层次分析法对港珠澳沉管隧道施工组织的评价指标进行量化研究。1.5技术路线本研究采用的技术路线如图1.3所示：73 图1.3技术路线Fig1.3Technicalroute73 第二章沉管隧道节段式路面施工组织分析2.1施工组织研究的主要内容在任何公路工程项目施工之前，都应该依据国家及行业的基本要求与规程，结合主观要求与现场的客观条件，进行施工组织的研究，并编制相应的公路工程施工组织设计，对项目进行整体性的规划。工程施工组织设计一般包括如下内容：（1）工程概况主要为工程的类型、规模、工程特点的介绍，工程所处地区地形地貌、气候条件、水文地质情况调查，工程施工条件的分析等；（2）施工总体部署包括施工任务与施工队伍的划分，施工组织机构的构建；（3）施工方法主要指各分项工程的施工工艺、方法以及施工质量控制措施；（4）施工进度计划指施工总体工程以及各分项工程的时间组织、进度安排；（5）资源需求计划应该包括施工所涉及工程材料、施工设备、劳动力的需求用量及需求时间；（6）施工平面布置主要指拌和站、材料库、厂区道路及水电供应设施等临时设施的平面布置；（7）管理体系与保证措施主要指质量管理体系及保证措施、进度管理体系及保证措施等。在上述施工组织设计内容中，工程概况是既定的客观条件，资源需求计划是由施工方案与施工进度计划决定的，施工总体部署是为施工方案与施工进度计划服务的，而管理体系与保证措施则是施工组织顺利进行的保障。所以，施工组织设计的重点应该是施工方法与施工进度计划。随着机械化施工所占比例的增加，在施工方案的明确过程中，施工机械的选择应占有越来越重要的位置，有必要进行专门的研究。综上，施工组织研究的重点对象概况起来有三大方面：一是施工方法的确定，二是施工机械的合理选择，三是施工过程的时间组织与空间组织。73 2.2港珠澳隧道路面结构分析隧道内路面与一般路面使用条件的差异导致其使用性能要求也有许多不同[32]。由于我国修建长大公路隧道的历史较短，使得我国目前在隧道内路面铺筑方面的研究较少，没有取得突破性进展。隧道内铺装的使用性能要求，主要表现在以下几个方面：（1）要求抗滑性能要好，抗滑性能的耐久性要高。（2）要求噪音低。（3）要求灰尘小。（4）要求铺装具有一定的耐油性和阻燃性。（5）要求适应于隧道内潮湿的使用环境。（6）除上述使用性能要求外，还要求铺装施工性能良好。2.2.1普通隧道路面结构隧道路面按结构主要分为三类，即沥青路面、水泥路面与复合式路面。由于具有强度高、寿命长、防火性能好等特点，水泥路面是早期隧道路面结构形式的主要选择。近年来，随着工程技术的发展以及人们对公路行驶舒适性要求的提高，复合式路面逐渐成为了隧道路面结构的首选形式。例如：在浙江地区、贵州地区，大部分隧道采用的路面结构形式是在素混凝土找平层上浇筑水泥混凝土板为基层，再摊铺沥青混凝土面层而形成复合式路面结构。2001年，在深圳市盐坝高速大梅沙隧道采用AC+RCC复合式路面，设置了碎石排水垫层，大梅沙隧道洞内路面结构设计为：8cm碎石排水垫层+24cm碾压混凝土基层+5cm中粒式沥青混凝土中面层+4cm沥青混凝土抗滑表层，如图2.1所示。4cm沥青混凝土抗滑表层5cm中粒式沥青混凝土中面层24cm碾压混凝土基层8cm碎石排水垫层图2.1盐坝高速大梅沙隧道路面结构Fig2.1TunnelpavementstructureofYanBahighway北碚和西山坪隧道位于渝合高速公路，均为平行的双线隧道，其路面铺装于2002年5月9日正式开工，6月12日完工，历时一个多月。73 两隧道均采用复合式路面结构，铺装层结构考虑不同的功能要求，采用不同的铺装结构。对于隧道主线、紧急停车带、车行横通道、人行横通道，铺装结构为水泥混凝土面层+防水粘接层（由0.3mm的EN粘接剂+0.2～0.3l/㎡的乳化沥青组成）+4cm的改性沥青SMA13；对于隧道进出洞口内200m范围的缩缝、施工缝以及全隧道内所有的胀缝，均需铺上宽150cm（左右对称铺设各75cm）的玻纤格栅（2.54cm×2.54cm），以防止反射裂缝的产生。2003年，东南大学依托江苏省宁淮高速上老山隧道工程较早开展了隧道路面结构研究，通过对国内外典型隧道路面结构形式的调查和老山隧道结构特点的分析，提出了以耐久、长寿命路面为设计理念的隧道路面研究思路，通过综合分析，提出了连续配筋水泥混凝土基层+沥青面层的隧道路面结构形式，并被老山隧道工程采用。青岛胶州湾隧道于2010年4月28日全线贯通，全长7800米，其路面也采用了混凝土面板+沥青混凝土铺筑层的复合式路面结构，如图2.2所示。24cm混凝土板表面进行喷砂处理，除去表面浮浆，然后对隧道内所有纵横缝用50cm宽道路专用防水卷材进行贴缝处理，沥青混凝土铺装层采用双层改性沥青SMA10、SMA13的结构，层间洒布改性乳化沥青粘层0.3～0.5kg/m2。4cmSMA-10上面层6cmSMA-13下面层24cm水泥混凝土基层图2.2青岛胶州湾隧道路面结构Fig2.2TunnelpavementstructureofJiaozhouBay厦门翔安海底隧道于2010年4月26日建成通车，全长8.695公里，其隧道主洞路面上层采用10cm厚阻燃型沥青混凝土面层，下层采用26cm厚的水泥混凝土路面，沥青面层和水泥混凝土之间铺设自粘式玻纤格栅，如图2.3所示。10cm沥青混凝土自粘式玻纤格栅26cm水泥混凝土图2.3厦门翔安隧道结构及材料类型Fig2.3TunnelpavementstructureofXianganinXiaMen73 2.2.2沉管隧道节段式路面结构海底隧道工程建设技术难度高、投资大、距离长，且位于交通网络的枢纽位置，社会影响力大，其建设水平和行车安全、舒适性备受关注。海底隧道由于其自身条件以及所处地理位置等因素限制，使得隧道内处于一个相对封闭、空间狭小、湿度大，隧道路面有可能受到海水侵蚀等不良环境。车辆进出隧道口加减速频繁，极易发生交通事故，因此海底隧道路面需要有着优良的抗滑性能。此外，由于隧道道路的特殊性，其铺装结构和材料还需要具有很好的结构力学性能和耐久性能。基于此，在节段式沉管隧道路面结构组合与接缝设计中，港珠澳隧道工程拟采用钢纤维混凝土+沥青面层（SFRC+AC）复合式路面结构组合[33][34]。两层式沥青面层，上面层为4cmSMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料（阻燃改性+温拌），下面层为6cmSMA-20沥青玛蹄脂碎石混合料（改性+温拌）。钢纤维混凝土基层设计厚度为18cm。在沥青混凝土面层和钢纤维混凝土基层之间设置2cm的高粘高弹应力吸收层，混凝土顶面喷砂处治，如图2.4所示。图2.4沉管隧道路面结构Fig2.4pavementstructureofimmersedtubetunnel港珠澳大桥海底隧道采用沉管法施工，隧道由33节长180m的管节组成，而每段管节又由8节长22.5m的节段构成。管节、节段接头处存在较大变形，根据总体设计成果，在静力工作组合下，管节接头最大张开量为26.7mm，节段接头最大张开量为17.9mm，在最不利情况下隧道接缝处的最大变形达47mm。如图2.5、图2.6所示。图2.5接头管顶张开量（包络）73 Fig2.5Theopeningofjoints图2.6接头管底张开量（包络）管节、节段接头处的变形会引起路面产生拉裂破坏，无论是钢纤维混凝土基层还是沥青混凝土基层依靠本身的抗裂性能均无法适应如此大的变形量。因此，港珠澳隧道路面初拟方案中，在路面接缝处设置了伸缩装置，以适应管节及接头的伸缩变形。路用伸缩装置通常设置于道路表面，这会不可避免地会引发行驶车辆的颠簸。为了满足对于行车舒适性的要求，港珠澳隧道路面初拟方案中将各类伸缩装置分别设置于路面的基层或下面层，而上面层则采用连续铺筑的方式，以保证路面的平顺。节段及管节接头处路面结构初拟方案具体如下：钢纤维混凝土基层和SMA-20下面层在节段接头处切缝，并在下面层填筑TST弹塑性材料，SMA-13上面层连续铺筑，如图2.7所示。图2.7节段接头处路面结构Fig2.7Thepavementstructureofjointonsegment钢纤维混凝土基层在管节接头处设置切缝并设置型钢毛勒伸缩缝，SMA-20下面层也在管节接头处切缝并填充TST弹塑性体材料，SMA-13上面层连续铺筑，如图2.8所示。73 图2.8管节接头处路面结构Fig2.7Thepavementstructureofjointonpipejoint2.2.3沉管隧道节段式路面结构与普通隧道路面结构的对比综上所述，港珠澳隧道路面结构与普通隧道路面结构的相似之处在于路面主体部分采用了近年来国内隧道路面较多采用的复合式路面结构形式，主要区别在于：在刚性基层与沥青混凝土面层之间增设了高弹高粘改性沥青混合料应力吸收层；为了保证路面能够适应较大位移的变形，在管节及节段接头处路面设置了TST伸缩缝、型钢毛勒伸缩缝；与普通路面将伸缩装置设于路表不同，港珠澳隧道路面伸缩装置设置于路面基层、下面层，埋置于路面上面层之下。2.3港珠澳隧道路面施工组织评价指标体系的建立2.3.1港珠澳隧道路面施工组织的特点（1）施工工序具有复杂性根据上节介绍，港珠澳隧道路面相比普通隧道路面增设了型钢毛勒伸缩缝、TST伸缩缝以及高弹高粘改性沥青混合料应力吸收层等结构，这无疑增加了路面工程的是施工工序。与此同时，港珠澳隧道路面施工也不能完全采用普通隧道路面逐层连续铺筑的方式，对路面每一部分的施工过程中，都需考虑与相邻工序间的衔接工作，以符合各部分路面施工工艺的要求。（2）施工工艺具有特殊性73 在隧道路面结构设计中，引入了桥梁工程中常使用的伸缩装置。目前国内外尚无采用此路面结构的先例，伸缩装置在海底隧道内的安装工艺不能完全采用其在桥梁工程中的模式，而应该根据沉管隧道的具体结构进行调整。（3）施工环境具有封闭性港珠澳节段式沉管隧道位于两海中人工岛之间，在东、西两岛两侧大桥建成之前，人工岛与外界除水运外无其它交通运输方式，因此隧道路面施工作业的过程将处于岛—隧道—岛构成的封闭环境之中[33]。（4）机械化施工与人工施工相互交叉根据隧道路面结构，经计算，港珠澳大桥节段式沉管隧道路面主要工程项目如表2.1所示[33][34]：表2.1隧道路面施工主要工程Tab2.1Theprojectquantitiesoftunnelpavement编号工程项目单位工程数量施工方法1钢纤维混凝土基层1000m330.15机械为主2应力吸收层1000m33.36机械为主3沥青混凝土面层SMA13上面层1000m36.70机械为主SMA20下面层1000m310.05机械为主4毛勒伸缩缝1000m0.82人工为主5TST伸缩缝1000m6.71人工为主在隧道路面施工过程中，路面基层、应力吸收层、面层采用机械为主的施工方式，而伸缩缝的设置则采用人工为主的施工方法。港珠澳节段式沉管隧道路面工程中，伸缩装置设置量极大，这也使得大规模的人工作业在隧道路面施工中起着重要的作用并占有较大比例。与机械化施工相比，人工作业存在着速率相对较慢，不确定性较大的特点。因此，在隧道路面施工劳动组织及时间组织的过程中，应充分考虑人工施工与机械化作业规模的相互匹配，才能保证整体施工均衡、紧凑地进行。2.3.2港珠澳隧道路面施工组织的原则73 施工组织是施工技术与施工项目管理有机结合的产物，符合工程实际情况及基本要求的施工组织是工程顺利实施的保证，所以对于不同具体项目的施工组织而言，应该有不同的符合自身要求与标准的指导性原则[35]。港珠澳隧道路面施工组织应当符合的基本原则包括：（1）施工质量第一港珠澳大桥在粤港澳地区的高速公路路网及交通运输体系中占据着重要的位置，对整个地区的经济、政治而言均具有重要的意义，因此，保证路面质量、保证道路的使用性能与使用寿命是整个工程的重中之重。在隧道路面施工组织的过程中，无论是施工工艺、施工机械的选择，还是作业组织方式、施工工期的调整，都应以不损害施工质量为前提。（2）施工工期合理隧道路面施工的最终目标是尽快完成建设任务，使路面投入使用。但是路面施工工期与施工费用以及资源供应等相互间影响，例如：要加快路面伸缩缝的安装工作，就一定需要增加专业施工队伍与相应施工机具，同时还要求增大单位时间内伸缩装置、相关配件、原材料等的供应能力，这些必然会引起工程费用的增加。因此，在施工工期计划中，应做到主次分明、统筹兼顾，根据实际情况选择合理的工程进度计划。（3）施工顺序科学港珠澳隧道路面施工顺序有其本身的规律，它既包含了施工工艺方面的规律，又包含了施工工序方面的规律，其中有些是固定不变的客观规律。例如在隧道内进行沥青混凝土路面的铺筑，其工艺顺序是拌和、运输、摊铺、碾压等，其中任何工序都不能颠倒或省略，这是施工工艺要求的客观结果。再比如，在隧道路面施工中，基层、面层、应力吸收层、伸缩缝等分项工程的施工流程也是基本固定的，这是路面结构设计的客观结果。这些规律是技术、质量保证的必然前提，是在施工中必须遵守的。但是，路面施工在时间和空间上的顺序可以进行调整，通过科学的安排，就能充分利用各项资源保证最佳的施工节奏，使生产能力得到充分的发挥，继而提高生产效益。（4）施工手段先进先进的施工技术是提高劳动生产率、保证工程质量、加快施工速度的重要基础，也是高水平工程的表现。73 在港珠澳隧道路面施工中，应重视采用先进的施工工艺，在各个环节的施工过程中，在结合自身的要求的前提下，广泛地吸收采纳国内外先进的、成熟的施工工艺，以提高路面施工的质量与效率。施工组织要采用科学的组织管理方法，流水作业是比较先进的一种作业方法，要求工程组织紧凑，是现代化工业产品生产的基本组织形式。在隧道路面施工中，提高流水化程度有利于施工的专业化、生产的连续性、均衡性与节奏性。在组织施工时，还应充分利用机械设备，制定机械化施工方案、尽量扩大机械施工范围，保证路面质量、加快施工速度。（5）适应项目特性港珠澳隧道路面施工组织应充分考虑路面结构的特殊性。目前，国内尚未有高速公路路面采用与港珠澳沉管隧道路面结构相同的设计方案。因此，应该针对性组织施工方案、调整其施工工艺以适应这一特殊构造。港珠澳隧道路面施工组织应充分考虑项目地理位置的特殊性。节段式沉管隧道位于海中两人工岛之间，施工地点较为孤立、封闭，这会对施工带来影响，比如，在路面施工运输机械的选择以及混凝土拌和厂址的选择上都应充分的考虑此因素。另外，隧道位于主体工程中部，这决定隧道路面工程不可避免的与主体工程其它工程之间的交互影响，例如：隧道路面施工可能与大桥桥面铺装之间产生资源分配与共享的关系，隧道路面铺筑与隧道内其余工程之间可能存在时间上的相互干扰，在施工组织中，应尽量利用积极的影响，避免不利的干扰。2.3.3港珠澳隧道路面施工组织评价指标体系的建立施工组织设计在项目管理中有着举足轻重的地位，它涉及到的施工中的方方面面，在施工组织方案比选过程中，对方案的评价非常重要，评价的合理性直接会左右比选的结果。因此，有必要结合实际，有针对性的构建港珠澳隧道路面施工组织评价体系。结合工程特点及港珠澳隧道路面施工组织原则，现构建如下评价指标体系：73 图2.9隧道路面施工组织评价体系Fig2.9Theevaluationsystemofconstructionorganizationfortunnelpavement需要指出的是，此指标体系不仅可以应用到施工组织方案的总体评价中，也可以在施工组织设计中的部分环节得以应用，如施工机械配置方案评价、施工平面图的布置方案的评价等。2.4本章小结（1）施工组织研究的重点对象概况起来主要包括：施工方法的确定，施工机械的合理配置，施工过程的时间组织与空间组织。（2）港珠澳隧道路面具有特殊的路面结构，港珠澳隧道路面施工组织的主要特点在于：施工工序复杂、施工工艺特殊、施工环境封闭以及机械化施工与人工施工相互交叉。（3）港珠澳隧道路面施工组织应遵循施工质量第一、施工工期合理、施工顺序科学、施工手段先进、适应项目特性的基本原则。（4）港珠澳隧道路面施工组织评价体系主要包括：质量、工期、安全、费用、施工先进性、资源供应程度、与其它工程相互影响程度等指标。73 第三章沉管隧道节段式路面施工方案的确定施工方法是路面施工方案的核心，是施工机械选型的依据，也是施工时间组织的前提。施工方法的确定应是路面施工组织设计中需要解决的首要问题。针对港珠澳隧道路面施工方法的研究主要包括隧道路面技术说明、沉管隧道路面的施工重点以及路面各部分施工工艺的介绍三个方面。3.1港珠澳隧道路面的技术说明3.1.1港珠澳大桥主体工程的主要技术标准主体工程采用六车道高速公路标准，同时满足内地及香港规范要求，主要技术标准为[33]： 1. 公路等级：高速公路； 2. 设计速度：海中桥梁、隧道设计速度为100km/h；进口岸前逐步限速。珠澳口岸人工岛互通设计速度采用40km/h； 东、西隧道人工岛岛上匝道设计速度采用30km/h； 3. 行车道数：双向六车道；4. 设计寿命：120年； 5. 建筑限界：路面总宽度：33.10m； 6. 最大纵坡：≤ 3%； 7. 路面横坡：桥面横坡：2.5%；隧道路面横坡：1.5%； 8. 设计荷载：汽车荷载采用公路-I级。同时满足香港《Structure design manual for  highways and railways》中规定的活载要求； 9. 设计最高通航水位：3.52m（1985国家高程基准）；10. 设计最高水位：3.82m（1985国家高程基准）；3.1.2港珠澳大桥隧道路面的方案说明1.隧道方案特点[33]：（1）全长5990m（不含桥隧过渡段，沉管段长5664m，现浇暗埋段长各163m），建成后为世界最长的沉管隧道；（2）为综合技术难度非常高的隧道工程，表现在：73 ①长度近6km、管底最大埋深达45m；对安全运营系统及结构带来难度；②横截面宽近38m；管顶覆盖层受荷过程复杂，为不均匀回淤；③地质不均匀，表层软土性能差；沉管隧道不均匀沉降控制是关键；④海洋环境；与新填人工岛连接；岛隧结合部完好连接并协调是关键。⒉隧道横截面设计结合通风方式，拟推荐两孔一管廊横断面，两侧为行车道孔，中间为综合管廊，管廊内分为三层，上层为专用排烟通道，中层为横向安全通道，下层为电缆沟和海底泵房。隧道中隔墙上每间隔90m设置一处逃生安全门，连通两行车道孔及横向安全通道。中间管廊则根据排烟道面积、安全通道高度以及给排水管道高度等综合需求确定。隧道段主体结构路拱横坡采用1.5%。如图3.1所示图3.1隧道断面Fig3.1Thetunnelsection3．纵断面设计隧道纵面形式直接关系到隧道最大埋深、水下作业难度以及基槽开挖量的大小等。根据隧道区航道布置情况，本项目沉管隧道纵断面可采用V形或W形，为了尽可能提高隧道设计高程、减少基槽开挖量，并满足隧道内最小排水纵坡0.3%的需要，在伶仃西及铜鼓（预留）两主航道间的K8+135～K10+945段采用坦W形断面，两航道中间设高点，最低点设两处，分别位于靠近主航道的下方，便于运营期废水的排放。73 图3.2沉管隧道纵断面图Fig3.2Thelongitudinalprofileofimmersedtubetunnel4．管节结构、接头与防水推荐采用节段式管节，其优点在于：对地层及回淤荷载适应性强；利于施工过程管理；全线共33个管节，每节长180m，由8×22.5m管段组成，管节间接头采用传统的：GINA+OMEGA+剪切键，节段接头采用“可注浆式止水带+OMEGA密封条+剪力键”方案。按水密性混凝土浇注管段混凝土结构，不考虑外包防水。浮运沉放管节长180米，宽37.95m，高11.5米m，每节排水量近8万吨，沉管最大埋深45m。3.2沉管隧道路面的施工重点3.2.1隧道钢纤维混凝土基层实践已经证明，采用人工和小型机具施工的高速公路、一级公路水泥混凝土路面适应不了目前的超大交通流量、高运行车速及超轴载现状。我国现行规范要求，高速公路水泥混凝土路面宜采用滑模摊铺或轨道摊铺的方式，避免采用小型机具施工。隧道内水泥混凝土路面的滑模摊铺技术在我国已有较成熟的实例[36]。港珠澳项目建设宜具备大型成套摊铺装备，以保证路面的内在质量、行驶功能和耐久性技术指标的要求。港珠澳隧道路面钢纤维混凝土基层施工除了要满足普通混凝土路面的施工要求之外，还应该结合钢纤维混凝土材料自身的特点以及路面基层在管节、节段接头处的特殊处置方式，解决由此带来的各种技术问题，做好与前后工序的衔接工作。73 3.2.2毛勒伸缩缝毛勒伸缩缝是一种型钢橡胶组合型伸缩装置，它具备较强的适应路面轴向位移的能力且主要结构材料均具有较好的耐磨、耐腐蚀和抗老化性能。我们通常所说的毛勒伸缩缝是指德国毛勒公司一直以专业生产桥梁伸缩缝和橡胶支座的著称。毛勒公司与权威科研机构密切合作，坚持深入研究，形成了其伸缩缝的设计基础。毛勒公司以其精湛的桥梁伸缩缝生产工艺在世界建筑行业中一直占据领先地位。毛勒伸缩缝的主要受力结构包括中梁、边梁、支撑横梁等结构，通过其构造，可有效地将伸缩缝所承受车辆荷载传递递到路面下部的结构实体。毛勒伸缩缝机械密封、弹性支承、刚性连接、钢梁之间填充柔性橡胶条的构造与特点，使其具有防水性能优良、减震消音、传力可靠、伸缩自如的优势。图3.3毛勒伸缩缝外观Fig3.3MaoLeexpansionjoints毛勒伸缩缝被广泛的应用于我国的大中型桥梁之中。如我国沪宁高速公路江苏段共有桥梁431座，其中，总跨长在40m以上的大、中桥有126座。这126座桥梁采用的伸缩缝均为毛勒伸缩缝。此外，青岛海湾大桥中也有多处采用了毛勒伸缩缝[37]。一般来说，桥梁毛勒伸缩缝的施工主要包括预埋钢筋，切缝，开槽，型钢安装，混凝土安装，养生等几大环节[38-40]。其施工流程具体如图3.4：预埋钢筋预留槽口混凝土铺装切缝填塞槽口清理槽口毛勒装置安装校正钢筋73 毛勒装置运输定位焊接填塞泡沫板养生现浇混凝土冲洗开放交通图3.4毛勒伸缩缝一般施工流程Theconstructionprocessofexpansionjoints3.2.3应力吸收层港珠澳隧道路面中所采用的应力吸收层是一种采用特种改性沥青制备，沥青含量高达9%左右，形成富沥青砂粒式的沥青混合料，设置于钢纤维混凝土基层与SMA面层之间。该混合料的抗裂抗渗功能主要通过特种改性沥青高弹、超柔韧性以及高含量沥青混合料的自愈合能力和能量消散作用实现。对于改性沥青混合料应力吸收层的施工质量控制，应从施工准备、原材料要求、配合比设计与评价、混合料的生产、施工摊铺碾压以及质量检测控制等方面进行系统控制才能确保应力吸收层的实际效果。3.2.4隧道路面结构根据相关设计文件[33][34]可知港珠澳隧道路面适宜采用阻燃温拌技术，其沥青混凝土面层包括SMA-13上面层与SMA-20下面层，上下面层施工流程基本一致，如图3.5所示，且两层路面施工之间需进行TST伸缩缝的施工。73 复压初压混合料运输下层处理测量放样厂拌沥青混和料终压下一道工序原材料进场原材料试验温度控制摊铺厚度控制接缝处理配合比设计混合料摊铺图3.5SMA路面面层施工流程Fig3.5Theconstructionprocessofpavementsurface（1）温拌技术隧道属于半封闭空间，在隧道内部施工，高温的沥青混合料产生释放的热量、CO2、烟尘和有害气体不能及时从隧道内部排放出，导致隧道内部温度升高、有害烟气弥漫。使HMA的施工环境较隧道外部更加恶劣，严重危害了施工人员的身体健康。国内道路建设的沥青路面基本采用的是热拌沥青混合料即HMA，这种这沥青混合料的石料加热温度通常都在150℃-180℃，摊铺碾压温度一般不低于120℃。将沥青和矿料加热到如此高的温度要耗费大量的能源。资料显示：生产沥青混合料过程中，温度升高10℃，1t沥青混合料多产生0.9kg的CO2，将拌和温度降低30℃时即采用温拌沥青混合料（WMA），改性沥青混合料CO2排量减少13%，普通沥青混合料减少14%。见表3.1所示[41]。表3.1混合料温度与CO2排放量关系图Tab3.1Therelationofcarbondioxideemissionsandthemixturetemperature混合料拌合温度oC13014015016017018073 二氧化碳排放量（kg/t）15.916.717.618.519.420.3要实现HMA的节能减排，降低拌和温度是最直接的方式。温拌技术通过一定的措施降低沥青混合料生产过程中沥青的粘度，提高沥青混合料的可操作性，使混合料能在相对较低的温度环境下完成拌和、摊铺与压实，从而达到节约能源、减少烟尘排放的目的。WMA的使用效用与HMA一样，又能充分节约能源，保护环境[42]。与HMA相比，WMA的拌和温度可降低15~30℃，其CO2排放量可以减少20%左右，其它烟尘等气体的排放量也可减少40%左右，节约30%的能耗，还可以延长生产施工设备的使用寿命。WMA摊铺与压实温度较低，碾压完成后可以快速地开放交通，减少混合料生产过程中沥青的老化，改善路面的使用性能。因此，采用WMA代替HMA具有巨大的经济和社会效益[43]。港珠澳海底隧道采用沥青混凝土路面，隧道路面施工中因环境狭窄，而且空间相对封闭，在高温环境下极易产生浓烟与臭味，不利于路面施工，因此采取适当的温拌技术十分必要。（2）阻燃技术随着公路隧道的不断涌现和隧道交通量的增大，隧道火灾发生的频率也逐渐增大。据国外统计，公路火灾发生频率约为0.71107veh/km，隧道内火灾发生频率约为0.331107veh/km。隧道中的火灾是一个国际性难题，在世界上许多国家均发生过非常严重的隧道火灾事故。隧道火灾造成隧道设施和隧道整体结构的严重毁坏，引起短则数小时，长则几天甚至更长时间的道路交通中断，并严重威胁人们的生命和财产安全，造成无法估计的经济损失。当隧道内发生火灾时，大量的烟、热不易排除去，洞内烟雾弥漫，照明也遭到破坏，能见度下降；同时伴有高温和毒气，给安全疏散和救援工作带来很大困难；隧道火灾同时也给路面带来很大的破坏。港珠澳隧道耐火等级按一类隧道设计，耐火极限不小2h。火灾来临时隧道路面首当其冲，不良的沥青路面结构可能对火灾的蔓延起到推波助澜的作用。针对港珠澳海底隧道地处于三角洲地区，夏季高温多雨，其中澳门地区夏季最高气温有过38.9℃73 的高温记录。高温条件加之隧道内部通风不良等原因更易发生隧道起火事故，故对隧道路面阻燃性提出更高要求。因此，为提高路面使用的安全性，在港珠澳海底隧道沥青路面上面层宜加入环保、抑烟型阻燃剂增加沥青路面的阻燃性能，降低沥青燃烧的可能性，减少其燃烧时产生的有毒烟雾。添加阻燃剂抑制沥青燃烧是国内外沥青路面阻燃技术的主流研究方案。沥青材料的阻燃起源于沥青毛毡与沥青涂层领域，其主要技术思路是通过在沥青材料中添加有机阻燃剂材料，改善材料燃烧特性，使沥青变为难燃材料[44]。路面阻燃领域，主要技术路线是在沥青中添加溴系等有机阻燃剂制备阻燃沥青，配制阻燃沥青混合料。如：原重庆交通科研设计院的陈仕周、辽宁石油化工大学的廖克俭和武汉理工大学的余剑英、吴少鹏等。陈仕周在渝合高速公路的北暗隧道和西山坪隧道铺设了总长度为6.2km的阻燃沥青路面，方案是在沥青中掺加十溴联苯醚，使沥青的氧指数达到23%以上[45][46][47]。3.2.5TST伸缩缝TST碎石弹性伸缩缝装置，是一种沥青填充式无缝伸缩缝，这种产品最初是七十年代由英国开发的一种桥梁伸缩缝产品。将特制的弹塑性材料TST加热熔化后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝。伸缩缝装置中碎石用以支持车辆荷载。TST弹塑性体在一定温度范围之内能够满足伸缩量的要求，这种高弹性特种混合物可以吸收由于温度和交通负荷作用产生的面板位移，而保证路面表层不会开裂损坏。TST弹塑性体伸缩缝能够同时兼顾高温和低温、渗透和粘性这些的性能要求，其低温柔性和高温稳定性优良，在-40℃时不会变脆，在80℃时不会流动。高温粘附性好，施工时可与现有路面牢固粘结，且在常温不粘，所以冷却后又不会被粘带走。TST碎石弹性伸缩缝具有弹性恢复力非常强，可以适应不断重复的温度和荷载位移[48][49][50]。TST弹性伸缩缝相对于其他伸缩缝的优点主要有如下几点：①TST碎石直接铺在接缝处，与前后路面铺装形成连续体，可以保证海底长隧道路面下面层的平整，继而保证隧道路面行车平稳、舒适、无噪音；②造价低、养护费用低、使用寿命长。严格按照工艺要求安装的无缝伸缩缝，其寿命是一般改性沥青路面的两倍左右；③构造简单，不需装设专门的伸缩构件和预埋锚固钢筋；④施工快速，TST伸缩缝施工一般以10人为一小组，平均每天可完成50~60延米工作任务。73 无缝伸缩缝安装后两个小时即可开放交通，若喷水加速冷却，一小时后即可开放交通；⑤密封防水性好，耐酸碱腐蚀。TST弹性伸缩缝的适用条件：TST碎石伸缩缝比较适合于温度为-30oC-60oC的地区，一般要求公路桥梁、城市立交桥及高架桥的伸缩量在50mm以内。按桥梁纵坡坡度，TST碎石伸缩缝的结构型式可分为A型和B型。A型适合于纵坡小于2%的桥梁伸缩缝，B型适用于纵坡大于等于2%的桥梁接缝，同时需设置膨胀螺栓和钢筋，如图3.6所示：（a）A型（b）B型图3.6TST碎石伸缩缝的结构型式Fig3.6ThestructuralstyleofTSTgravelexpansionjoints3.3隧道路面毛勒伸缩缝施工工艺隧道管节接头处路面毛勒伸缩缝装置总体上可以按照桥面毛勒伸缩缝安装的方式进行，但是结合节段式沉管隧道的特殊结构特性，在施工过程中还应当对其做出相应地调整，具体如下：（1）槽口准备结合节段式沉管隧道路面伸缩量要求[33]，隧道路面中宜采用D60型毛勒伸缩缝如图3.7所示。通过向衡水力丰橡胶制品有限公司咨询，建议预留槽的宽度最大在80cm以内，即单侧预留宽度在40cm以内。73 图3.7D60型毛勒伸缩缝Fig3.7MaoLeexpansionjointswithD60（2）运输毛勒伸缩装置宜采用尺寸与之适宜的平板车进行运输。港珠澳节段式沉管隧道路面毛勒伸缩缝需求量较大，且隧道内毛勒伸缩缝的吊装不便，所以应尽量采用集中运输的手段，先行将毛勒伸缩缝装置置于管节接头附近，以便于毛勒伸缩缝安装工作的平行作业与施工控制。（3）清理槽口将槽口内填料清除干净，并将槽口表面混凝土凿毛，清净杂物，用高压水枪将剩余残渣冲洗干净。（4）校正钢筋由于受到基层钢纤维混凝土施工过程中各类机械及运输车辆的反复碾压，部分压重混凝土内的预埋钢筋会不可避免的发生变形甚至破坏，所以在型钢正式安装前应该对预埋钢筋进行校正或补焊，并进行除锈处理，以满足其预埋尺寸要求以及型钢毛勒伸缩缝的安装要求，每侧间隔lm范围内均需有至少一处与预埋筋牢固焊接。（5）型钢安装可以采用4点吊装的方法将毛勒伸缩缝平行、轻缓地置入预留槽内，并保证预留缝中心线与伸缩装置的中心线相互重合，同时使毛勒伸缩缝边梁内侧保持垂直，并调整标高与纵横坡。73 在整个安装过程中，应该对型钢的平整度及顺直度进行控制，具体如下：表3.2型钢施工质量控制Tab3.2Steelconstructionqualitycontrol平整度顺直度与基层顶面高差≤2mm≤3mm≤2mm采用分段点焊加固的方法对型钢进行逐条焊接，焊接应采用先顶面、再侧面底面的焊接次序，应保证焊缝饱满，表面平整。（6）钢纤维混凝土浇筑型钢定位焊接锚固后，为了防止漏浆，应将管节接头处两侧压重混凝土之间的缝隙塞严，塞缝宽度要保证伸缩缝设计的最小宽度。再次冲洗预留槽之后浇筑钢纤维混凝土，浇筑应当一次成型并采用两侧同步振捣的方法进行振捣。浇筑后的钢纤维混凝土必须保证密实、平整无蜂窝，平整度在0~2mm范围内，混凝土表面与伸缩缝装置的顶面平齐，以保证隧道路面钢纤维混凝土基层的平整性。（7）养生毛勒伸缩缝钢纤维混凝土的强度形成时间随温度、湿度等外界环境的变化而又较大不同，通常而言，其养护时间不小于7d~15d。钢纤维混凝土初凝后应在其表面洒水并覆盖土工布，由专人负责养生期间的交通管制，做好封闭或半封闭措施，确保毛勒伸缩缝安装质量。在上部应力吸收层施工前，应在毛勒伸缩缝上部搭接钢盖板，以保证沥青混合料没有渗入伸缩缝间隙内而影响伸缩装置使用性能。3.4应力吸收层施工工艺3.4.1底层准备改性沥青混合料应力吸收层混合料施工前，应对钢纤维混凝土路面基层进行清扫。清扫时可采用清水清洗，同时应保证路面完全干燥并晾晒至少24小时后方可施工下道工序。最好洒布SBS或SBR改性乳化沥青粘层，改性乳化沥青不得稀释，必须采用洒布车机械洒布，洒布量为0.2~0.3kg/m2左右，实际洒布量可根据路面表面状况和清洁程度进行调整。73 3.4.2混合料的拌和原则上改性沥青混合料应力吸收层拌和与普通沥青混合料基本相同，主要是该应力吸收层特种沥青黏度高，必须采取针对性措施，如：a.在沥青混合料拌和时间上，应根据具体情况经试拌确定，以沥青均匀裹覆集料为度。通常，间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于50～60s(其中干拌时间不少于5～10s)。b.间隙式拌和机宜备有保温性能好的成品储料仓，贮存过程中混合料温降不得大于10℃，且不能有沥青滴漏，特种改性沥青混合料宜随伴随用，贮存时间不宜超过12h。c.使用特种改性沥青时应随时检查沥青泵、管道、计量器是否受堵，堵塞时应及时清洗。d.改性沥青混合料应力吸收层混合料的拌和温度应按表3.3执行。表3.3混合料的拌和温度参数Tab3.3Themixingtemperatureofmixture施工阶段温度控制沥青加热温度170℃～180℃矿料加热温度185℃～195℃拌和温度170℃～180℃混合料出厂温度170℃～180℃混合料运输到现场温度不低于155～165℃由于改性沥青混合料应力吸收层混合料的特殊性，主要使用的矿料都是细集料，因此在拌和施工中尤其要注意下面几点：a.应严格保证细集料的堆放质量，避免料与料之间的混杂，防治料受潮，必要时应加盖料棚，因为湿的细集料在生产过程中，冷料仓下料困难，不利于准确控制下料比例，引起混合料级配偏差较大。同时，过湿的细集料会影响拌和楼的产量，增大燃料的用量等；b.由于改性沥青混合料应力吸收层沥青结合料粘度高，沥青用量大，因而必须严格控制沥青的加热温度和计量泵的计量准确性，确保沥青用量准确。3.4.3混合料的运输应力吸收层混合料的运输同面层SMA的运输方式一致，具体如下节所述。73 3.4.4混合料的摊铺隧道路面为单向横坡，应力吸收层摊铺可采用全幅一次成型摊铺。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在1m/min～3m/min的范围内。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。摊铺机应采用自动找平方式，基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式，铺筑改性沥青混合料应力吸收层混合料宜采用非接触式平衡梁。改性沥青混合料应力吸收层混合料的摊铺温度为160℃～170℃。每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。改性沥青混合料应力吸收层混合料的松铺系数应通过试验路段的试铺、试压确，一般为1.15～1.20。3.4.5混合料的压实改性沥青混合料应力吸收层路面施工应配备足够数量的压路机，初压、复压、终压均应采用压实功较小的双钢轮压路机静压。压路机的碾压速度应符合表3.4的规定。压路机的碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料推移。碾压区的长度应大体稳定，两端的折返位置应随摊铺机前进而推进，横向不得在相同的断面上。表3.4压路机碾压速度(km/h)Tab3.4rollingspeedofroadroller压路机类型初压复压终压适宜最大适宜最大适宜最大钢筒式压路机1.5～232.5～342～34改性沥青混合料应力吸收层混合料碾压温度应符合表3.5的规定。表3.5压路机碾压温度Tab3.5Rollingtemperatureofroadroller初压温度135℃～155℃复压温度125℃～145℃终压温度115℃～135℃改性沥青混合料73 应力吸收层混合料的初压应符合下列要求：初压应在紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的初压区长度，以尽快使表面压实，减少热量散失。初压后应检查平整度、路拱，有严重缺陷时进行修整乃至返工。复压应紧跟在初压后进行，且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短，通常不超过50m。采用不同型号的压路机组合碾压时宜安排每一台压路机作全幅碾压。防止不同部位的压实度不均匀。终压应紧接在复压后进行，如经复压后已无明显轮迹时可免去终压。混合料施工结束后应尽快在改性沥青混合料应力吸收层上铺筑罩面层，亦可在冷却到60℃以下开放交通或罩铺表面层。改性沥青混合料应力吸收层已开放交通路段，铺筑罩面层前则需按0.1~0.2kg/m2洒布乳化沥青（洒布量可根据污染程度适当调整）。3.5港珠澳隧道SMA面层施工工艺3.5.1温拌阻燃技术在隧道路面中的应用隧道温拌阻燃技术即可发挥温拌技术降粘及降温的作用，又可有效的抑制隧道内火灾的发生，近年来得到了我国学者们的青睐。张毅[51]针对隧道路面铺装特点，开发一种拌和温度低、阻燃效果好的温拌阻燃沥青混合料。进行室内试验和试验路铺筑、检测，结果表明，温拌阻燃沥青混合料完全可以达到热拌沥青混合料的性能。王春[52]进行了隧道温拌阻燃沥青混合料技术性能研究，结合隧道沥青路面的特点，针对不同类型的温拌材料，研究了温拌沥青混合料的配合比设计方法，同时针对不同的温拌添加剂与级配进行了水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性能研究，并与添加阻燃剂后的温拌沥青混合料的路用性能进行了对比分析，结果表明温拌沥青混合料完全可以满足隧道路面使用性能要求。徐世国[53]通过试验研究考察了FRMAXTM沥青阻燃剂与EC120EC-120温拌沥青改性剂制备阻燃温拌沥青与制备阻燃温拌沥青混合料技术集成的可行性。试验结果表明：其中采用阻燃剂和温拌剂复合干法改性生产的阻燃温拌沥青混合料在路用性能和阻燃性能得以改善的同时，混合料的拌合施工温度可明显降低，有着显著的节能减排和改善施工环境的功效，在未来的隧道沥青铺面施工中大有可为。（1）阻燃沥青的现场制备阻燃剂依据应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂（有机氯化物和有机溴化物）、磷系阻燃剂73 （赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等）和氮系阻燃剂等。反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。此外，具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。阻燃沥青的现场制备工艺一般有两种方案[54]：A.方案一a.对沥青储存罐里的沥青进行循环加热至130℃，保持恒温30钟左右脱水处理，而后持续升温至150—160℃并持续恒温；b.往该储存罐添加沥青阻燃剂并持续搅拌25分钟左右；c.借助沥青传送管将该罐阻燃沥青输送至其他普通沥青罐中；d.再次将阻燃改性沥青导入搅拌罐中并不间断搅拌15分钟，反复过程即成阻燃改性沥青。值得注意的是，由于现场制备没有经过研磨，如果储存时间太长则会产生引离析现象，故建议制备与使用最好同时进行。B.方案二与改性沥青同步改性。本研究以橡胶沥青为例，其流程如下：a.采用湿法将胶粉加入沥青罐待其混合15分钟以后，采用同样的掺加工艺将阻燃剂添加至沥青罐。b.将胶粉，沥青和阻燃剂持续拌合6分钟后，采用胶体磨对其进行剪切处理。c.其余步骤同方案一此外，为了避免阻燃改性沥青产生离析，建议尽可能的缩短运输距离和运输时间，并在48小时内将其用尽。通过查阅相关文献[54]并进行分析可知，由方案一制备的阻燃改性沥青，其针入度与普通改性沥青相比无明显变化，但软化点、延度以及弹性恢复与普通改性沥青相比有所降低，但满足现行规范要求；通过方案二制备的阻燃改性沥青，其针入度与普通改性沥青相比明显下降，而其软化点、延度以及弹性恢复性能则变化不大。相对方案二来说，方案一仅仅是将阻燃剂简单的撒入在改性沥青中，而方案二中的阻燃剂经胶体磨处理之后，会变细且均匀的渗入改性沥青体系的内部与其发生作用。故一般情况下建议使用方案二制备阻燃改性沥青。(2)温拌剂73 随着温拌沥青混合料技术的广泛关注，新的温拌添加剂也层出不穷。目前，世界上研发出的温拌添加剂已有几十种[55]，已成功推广的就有十几种。总体来讲，国内外温拌沥青混合料制备技术主要有以下5种：①沥青降粘剂法:固体石蜡技术（Sasobit）和褐煤蜡技术（AsphaltanB）②E降粘技术(Aspha-Min)③泡沫沥青温拌技术（WMA-Foam）④乳化沥青温拌技术⑤低能量沥青技术（LowEnergyAsphalt）综合分析四种温拌技术，泡沫沥青温拌技术需要特殊的设备，路面生产成本高，不利于港珠澳海底隧道阻燃、降噪多功能沥青路面的使用。沸石技术和乳化沥青类似，均需要在沥青中引入水分，可能会引起路面水稳定性能，抗剥落性能不良的问题，引入水分将损害本研究设计的阻燃、降噪隧道路面的路用使用性能。采用沥青降粘技术，沥青降粘剂仅作为一种外加剂加入，使用方便，在国内使用技术成熟。故本研究建议采用Sasobit温拌剂作为港珠澳海底隧道试验材料。Sasobit温拌改性剂，其融点为102℃，在温度超过120℃时可完全熔融于沥青中。直接将Sasobit掺入热沥青结合料中，经过简单的机械搅拌即可使用，并不需要高速剪切拌和，Sasobit即可与沥青均匀混合而不产生离析。与传统的HMA相比，SasobitWMA的成型方法基本相同，多一步添加Sasobit温拌改性剂的过程，混合料制备期间不需要耗费太多的能源，也不需要增添额外的设备，这也是其便于应用的优势之一。3.5.2SMA的拌和（1）拌和时间拌和时间根据具体情况经试拌确定，以混合料拌和均匀，所有颗粒全部裹覆沥青结合料为宜。改性沥青SMA-13拌和时间及加料次序如下：先加集料、纤维干拌约10s，然后再加矿粉、沥青湿拌约40s，总生产时间约60~70s，雨后粗集料的干拌时间要增加1~2秒。（2）拌和温度SMA路面宜严格掌握沥青和集料的加热温度以及改性沥青混合料的出厂温度。73 海底长隧道沥青路面施工采用温拌技术，温拌剂需要用专门的添加设备。混合料的拌和温度较平时较低。拌和温度不得过高，否则不但失去了温拌的意义，还有可能破坏温拌沥青结构，反而达不到很好的使用效果。SMA-13上面层施工温度范围可按照表3.6规定的范围选择，但经过试验段施工发现下表所述不符合实际情况时，容许做出适当调整。表3.6温拌改性沥青SMA的施工温度(℃)Tab3.6TheconstructiontemperatureofSMAwithwarmmixing沥青加热温度165~175℃集料温度140~170℃混合料出厂温度140~160℃运到现场温度150℃摊铺温度140℃初压温度130℃复压温度120℃终压温度100℃3.5.3SMA的运输沥青混合料在隧道内运输时，应重视施工质量保证与安全保证两方面的措施。（1）质量保证运料车辆应该加强保温措施，要有良好的篷布覆盖设施，且在前车倒料完成前，不撤离篷布。保证运输过程中温度损失最小。装料时汽车应按前、中、后的顺序来回移动，避免混合料离析；运料汽车应在摊铺机前10-30cm处停住，自卸车在卸料过程中应挂空挡，依靠摊铺机推动前进，以确保摊铺层的平整度。（2）安全保证起斗倒料时在有顶格板的位置要注意起斗高度，防止碰撞隧道顶板。运输车辆要在车辆的前后都贴上反光膜，前灯、后倒车灯要保证完好，倒车时前大灯要关闭，到达位置等待时应打开双闪灯。隧道内汽车和行走机具不准高速行驶（小于20km/h），以保证施工安全，禁鸣高音汽笛，以减少噪声。施工时设立车辆掉头点，料车需在洞内掉头后倒车驶至摊铺机前。73 3.5.4SMA的摊铺（1）摊铺方式的选择隧道内沥青路面摊铺方式，主要考虑全幅摊铺与联合摊铺两种方法。按隧道路面设计要求，沥青混凝土路面宽度为12.75m，而目前见到的摊铺机其熨平板最大加宽达16m，所以隧道路面施工中由单个摊铺机进行全幅摊铺仅仅从宽度上来讲是可行的。尽管在一定程度上全幅摊铺可以满足工程对平整度的要求，但是全幅摊铺存在一大弊端，即粗集料容易产生离析，尤其对于项目中使用的SMA混合料，全幅摊铺使得离析无法避免，各个部位的温度也不均匀，这就相当于压实度不均匀，易于引发路面的早期破坏。故对单次摊铺宽度还是应该有所限制。目前在双向六车道隧道沥青路面摊铺中较多采用两台摊铺机联合摊铺的方法，实践证明两台摊铺机摊铺不仅可以提高隧道路面的压实度，对平整度的提高也很明显，是一种效果很好的摊铺方式。综上，港珠澳海底隧道路面摊铺宜采用两台摊铺机联合作业实施摊铺。相邻两台摊铺机应具有相同的压实能力。前摊铺机过后，后面的摊铺机应跨缝5～10cm摊铺。两台摊铺机前后间距保持10～20m，保证纵向接缝为热接缝。（2）摊铺工艺通风换气系统应该在海底隧道内沥青混合料摊铺作业开始前启动，保证施工期间隧道内形成有效的循环气流，利于有害气体的排除。同时应该利用移动风扇尽量保证摊铺方向为逆风向，可以减少隧道中沥青烟尘和机械废气对工作人员的毒害。港珠澳隧道路面结构初拟方案中，在SMA面层与钢纤维混凝土基层间设置高弹高粘改性沥青混合料应力吸收层。在改性沥青混合料应力吸收层施工结束后应尽快铺筑路面SMA-20下面层，改性沥青混合料应力吸收层已开放交通路段，铺筑罩面层前则需按0.1~0.2kg/m2洒布乳化沥青（洒布量可根据污染程度适当调整）。在隧道内进行摊铺，作业环境较差，所以需要适当降低摊铺速度，以提高摊铺密实度，应该控制在1~3m/min范围内，并保证摊铺的连续性和匀速性，避免摊铺机不必要的停顿和变速摊铺。73 隧道内在无法采用摊铺机铺筑的局部区域，可以考虑人工摊铺沥青混合料。3.5.5SMA的碾压改性沥青SMA的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压，碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。在初压和复压过程中，宜采用同类压路机并列成梯队压实，不宜采用首尾相接的纵列方式。采用振动压路机压实改性沥青SMA路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm，当采用静载压路机时，压路机的轮迹应重叠l/3~l/4碾压宽度。压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上。碾压段的长度控制在20m~30m为宜。压路机应以均匀速度碾压。压路机适宜的碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，可参照下表通过试铺确定。表3.7压路机碾压速度(Km/h)Tab3.7Rollerrollingspeed(Km/h)压路机类型初压复压终压静载钢轮压路机2~32.5~52.5~5钢轮振动压路机2~44~5——混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状态下开始碾压，不得等候。不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角、压碎石料，破坏石料嵌挤。碾压温度符合表3.6的规定。对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青SMA路面应严格控制碾压遍数，在压实度达到马歇尔密度的98%以上，或者路面现场空隙率不大于6%后，不再作过度碾压。如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，应停止碾压。不得向压路机轮表面喷涂油类或油水混合液，需要时可喷涂清水或含有隔离剂的水溶液。喷洒应呈雾状，以不粘轮为度。隧道大纵坡段混合料碾压在隧道区K8+135～K10+945平缓段外，隧道两侧73 以2.98%快速起坡，在此两段纵坡碾压时，压路机的很大部分作用力将向下坡方向，因而增加了混合料顺坡下移的趋势。为了抵消这种趋势，在压实时应该注意先采用轻型压路机预压。无论上坡或下坡，压路机的从动轮应该始终朝着摊铺方向。若采用振动压路机，则应该先静碾，待混合料达到稳定后，再采用低振幅的振动碾压。在两段纵坡较大的路面碾压过程中，压路机的起动、停止、变速要更加平稳，混合料温度也应该较中间段略低。路面压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。3.5.6施工缝A.横缝：SMA混合料的铺筑应避免产生纵向冷接缝，横向施工缝应采用平接缝。平接缝切缝应在混合料尚未完全冷却前进行。隧道路面中的两层SMA沥青面层接缝要采用层与层之间错开1m以上的台阶式衔接方法，不允许两层在一个断面相接，以保证接缝处有足够的厚度和强度。B.纵缝：施工中采用两台摊铺机成并列梯队联合施工方式进行摊铺作业，使纵向接缝为热接缝。在前部已摊铺的混合料部分留下10~20cm宽暂时先不碾压，作为后部摊铺机的高程基准面，并有5~10cm左右的摊铺层重叠，然后做跨缝碾压以消除缝迹。3.5.7隧道沥青路面施工通风控制隧道内部通道狭长且通风不畅，沥青混合料面层施工过程中，沥青混合料的热量加上机械产生的热量难以有效散失，隧道中的温度将会保持在高位，各类机械设备可能因为高温而无法正常工作。与此同时，隧道中进行沥青施工时产生的烟尘、废气等若集中于拱顶无法迅速排出，这将使得有害气体在隧道内积聚，可能会对施工人员的身体健康带来威胁。为了更换和净化隧道内的空气，供给洞内足够的新鲜空气，稀释、冲淡和排除有害气体和降低粉尘浓度，以改善劳动条件、保障施工作业人员身体健康、保证正常的安全生产并提高施工效率，有必要重视路面施工期的通风保障。（1）隧道路面施工的主要污染及通风控制标准正在施工的隧道空气中常见的有害成分包括一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO273 )、柴油机废气以及粉尘等。这些有害成分的来源主要是:沥青混合料运输、卸料、摊铺时产生的烟尘，路面施工机械所产生的废气等。柴油机工作所产生的有害气体的主要成分有：氧化氮、一氧化碳、醛类和油烟等[56]。隧道路面施工场地空气质量应按如下标准进行控制（按体积计）：氧气（O2）不得低于20%；二氧化碳（CO2）不得超过0.5%；洞内每立方米空气中，粉尘最高容许浓度：含10%以上游离二氧化硅（SiO2）的粉尘为2mg，含10%以下游离二氧化硅的粉尘为10mg，含10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；洞内有害气体最高容许浓度：一氧化碳不超过30mg/m³，氮氧化物换算二氧化氮不超过5mg/m³。（2）风量计算对于港珠澳隧道路面施工，可以通过风量计算的方式，确定路面施工所需风量[56]。隧道内沥青路面施工环节对施工风量提出要求的因素主要包括隧道人员风量需要，内燃机废气稀释所需风量，沥青烟尘稀释所需风量，隧道施工最低允许风速等因素。路面施工中所需风量具体可按下式计算：Q=Q1+Qmax(3.1)式中：Q——沥青混合料施工中所需风量，m3/min；Q1——隧道施工人员风量需求，m3/min；Qmax——如下三种风量需求中最大值：稀释混合料烟尘所需风量、稀释施工机械废气所需风量、保证隧道施工最低风速所需，m3/min。对于各类类因素，需进行相应分风量计算，具体如下：①隧道内人员所需风量的计算：Q1=qmk(3.2)式中：q——每分钟每人所需空气量，取3m3/min；m——为同时工作人数；k——风量备用系数，取1.15。②按稀释内燃设备废气计算工作面风量Q2=q1K1K2ΣN(3.3)式中：q1——内燃机每千瓦废气稀释需要风量，取3m3/min；73 K1——内燃机功率使用有效系数，取0.6；K2——内燃机功率工作系数，取0.8；ΣN——沥青路面施工期间隧道内所有内燃机功率之和。③稀释隧道内沥青烟尘所需风量可以根据沥青站沥青烟尘回收设备提供的数据，确定沥青混凝土在装车时候散发的沥青烟尘q，参考该数值，自卸车向摊铺机料斗倾倒沥青混凝土产生的沥青烟尘可以再加1.5的系数，这样即可确定每分钟产生的沥青烟尘，稀释每立方米烟尘保守取值10m3风量，最终确定稀释隧道沥青烟尘所需风量Q3。Q3=10*1.5qm/t（3.4）式中：q——沥青站烟尘回收设备提供数据，m3/t；m——每车自卸车运输沥青混合料质量，t；t——摊铺每车混合料所需时间，min。④隧道施工允许最小风速所需风量Q4=60SVmin（3.5）式中：S——隧道横断面面积Vmin——隧道施工允许的最小风速，m3/s。（3）通风保障施工期间通风方式按照通风的动力划分，可分为自然通风和机械通风。通过将混合料施工期风量需求计算结果与隧道内自然风产生的风量进行对比，根据风量缺口以确定机械通风设备的功率类型。施工期间，最好能够利用隧道风机进行通风，即隧道路面施工在通风设备安装完善后开展。如果隧道风机满足上述计算要求，则不需添加设备；如果隧道固有风机尚未安装完善或者不能满足施工期通风要求，还需要根据计算结果配置相应的施工通风设备。摊铺期间可以在摊铺机前端架设大型移动风扇送风，摊铺机后部采用2个大型移动风扇抽风。在两方向隧道路面施工不同时进行的前提下，可以通过摊铺机后部的安全通道向另一侧隧道排送废气，从而形成流动风。施工期间应随时检测隧道内空气质量。73 3.6沉管隧道路面TST伸缩缝施工工艺3.6.1桥面TST伸缩缝的安装流程TST伸缩缝一般使用在伸缩变形在50mm以下的中小型桥梁工程中，其施工主要包括切缝开槽，设置海绵体及接缝板，涂布粘合剂，制作接缝等几大环节。TST伸缩缝的施工流程如图3.9。图3.9TST伸缩缝施工流程Fig3.9ConstructionprocessofTSTexpansionjoint3.6.2沉管隧道节段式路面TST伸缩缝施工工艺同毛勒伸缩缝，隧道管节接头处路面TST缩缝装置总体上可以按照桥面TST伸缩缝安装的方式进行，但是结合节段式沉管隧道的特殊结构特性，还应当做出相应地调整。在港珠澳项目中，大管节接缝处TST伸缩缝位于毛勒伸缩缝上方。根据相关文献[33][34]应力吸收层施工前应在毛勒伸缩缝上部搭接钢板，所以此处TST伸缩缝开槽后不需要额外准备泡沫板或钢盖板即可施工。（1）材料及机具准备A.施工机具TST熔化炉、石料加热机、火焰喷射器、切割机、空压机、平板振捣器、运输车辆。B.材料要求a.TST弹塑体要求在使用时加热到190℃~210℃73 成为流体，灌入已加热的石料中，TST材料能够完全裹覆于石料表面。TST弹塑体应该具有较好的强度、粘结性能、高低温稳定性能、弹缩性变形性能、耐老化性能。TST弹塑体的性能主要取决于TST、石料及其它添加材料的技术性能。TST弹塑体的技术指标如下表:表3.9TST弹塑性体技术指标Tab3.9ThetechnicalindexofTST项目单位指标扯断强度Mp3+0.20-0.30密度g/cm31.20-1.25扯断深长率%≥800扯断永久变形%40-60针入度0.1mm55-65软化点（环球法）℃≥100闪点（COC法）℃≥240脆点（弗拉丝法）℃≤40b.石料要求[48]TST碎石一般可分上、下两层。下层为主层，直接承受车轮荷载、传递荷载和具有适应上部构造变形的能力，故骨料级配偏粗；上层为表层，与底层紧密结合在一起，起防水层作用，故骨料级配偏细，且平整度要求良好。TST弹塑体所用石料应采用有梭角，嵌挤性好的坚硬石灰岩碎石，要求压碎值不大于30%，扁平及细长石料含量少于15%~20%。石料规格应满足表3.10，3.11要求。石子必须清洗、加热，加热温度为100℃。表3.10TST伸缩缝主层石料要求Tab3.10ThestonerequirementsofTSTpianonobile规格石料粒径mm通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量分数5337.526.513.5S520~4010090~1000~150~5表3.11TST伸缩缝表层石料要求Tab3.11ThestonerequirementsofTSTsurface规格通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量分数73 石料粒径mm13.29.54.752.36S125~1010095~1000~100~5c.TST专用粘合剂要求TST专用粘合剂为弹性体材料，其固体含量不小于40%，粘合强度不小于0.25MPa,剪切强度不小于0.18MPa;（2）隧道路面TST伸缩缝施工工艺A.切缝开槽管节接头处路面开槽方式：在下面层铺筑成型后即可开槽。槽口宽宜取为400mm左右，槽深6cm。节段接头处路面槽口处理方式：作为伸缩缝保护带的混凝土基层摊铺后即进行开槽，槽口宽取400mm，若要铺筑应力吸收层，则在铺筑前要采用填充物将槽口填实，并在道路两侧进行标记。下面层铺筑成型后按标记再次开槽。B.槽口处理用水（最好使用高压水枪）清洗槽口，清除槽口内的浮土、灰尘和杂物。然后用火焰喷射器烘干槽口。槽口表面以及槽口两侧面均匀涂刷TST专用粘合剂，厚度为2mm左右，用量约为0.25kg/m2。C.TST弹塑体浇筑TST伸缩缝弹塑性体浇筑的方法有两种，一种是层铺法，一种是拌和法。将加热的石料摊铺在槽口中，马上用熔融的TST材料浇注在石料上，使TST材料不再下沉，石料表面无露白，之后可进行下段施工。当整个底层施工完毕后，进行表层施工。表层施工可采用拌合法，将加热过的石料和TST材料在规定的温度下快速进行拌和，当TST材料全部裹附于石料表面，而石料表面无露白时，马上进行摊铺，在摊铺过程中，应随摊铺随整形。D.压实紧随表层摊铺进行压实，并对填实不足处及时补料。E.表面修整73 压实完毕后，在伸缩缝上均匀地洒一层加热的TST材料，然后用刮板迅速刮平，对于用刮板刮平有痕迹的部位，可用火焰喷射器烘烤，熔化后再进行整平，直至表面平整达到要求。TST伸缩缝压实整平后，进行沥青混合料上面层铺筑。节段接头处伸缩缝可在基层槽口底部，两压重混凝土缝隙顶端设置钢盖板。其余与上述相同。（3）隧道大纵坡段TST伸缩缝的处理沉管隧道路段两侧以2.98%纵坡快速起坡，在此区域内安装TST伸缩缝,需在槽内设置规格为M12×80(mm)的膨胀螺栓，间距为1m；并采用φ12钢筋与其焊接，钢筋长度为伸缩缝长。（4）施工检验标准a.平整度符合要求；b.TST弹塑性体厚度不超过填充碎石面2mm；c.表面允许有间断凹陷，直径小于35mm，深度小于3mm。3.7本章小结本章针对港珠澳隧道路面施工方法的研究主要包括隧道路面技术说明、沉管隧道路面的施工重点以及路面各部分施工工艺的介绍三个方面，主要结论如下：（1）对于采用沥青混凝土铺筑的隧道路面，在施工中因环境狭窄，而且空间相对封闭，在高温环境下极易产生浓烟与臭味，且容易发生火灾，不利于路面施工，因此采取适当的温拌阻燃技术十分必要。（2）综合分析四种温拌技术，泡沫沥青温拌技术需要特殊的设备，路面生产成本高，不利于港珠澳海底隧道阻燃、降噪多功能沥青路面的使用。沸石技术和乳化沥青类似，均需要在沥青中引入水分，可能会引起路面水稳定性能，抗剥落性能不良的问题，引入水分将损害本研究设计的阻燃、降噪隧道路面的路用使用性能。采用沥青降粘技术，沥青降粘剂仅作为一种外加剂加入，使用方便，在国内使用技术成熟。本研究建议采用Sasobit温拌剂作为港珠澳海底隧道试验材料。（3）隧道路面基层、面层、应力吸收层分别采用全幅滑模摊铺、两幅梯队联合摊铺、全幅一次成型摊铺的施工方法，其施工工艺除需满足普通高等级路面施工要求外，还应适应隧道路面结构、路面材料和施工环境的特殊性，并解决由此带来的技术难题。73 （4）隧道路面毛勒伸缩缝、TST伸缩缝的施工在借鉴桥梁伸缩装置的安装工艺的基础上，依据港珠澳隧道路面实际进行调整。73 第四章沉管隧道节段式路面施工机械机械选型及配置是施工组织设计中不可缺少的部分。由于工程机械成本高，需要固定的占地设施与高技术的操作人员，且机械在施工过程中受外界的影响较大，其施工组织计划与人工、材料相比具有明显的特殊性，所以应该在施工组织研究中给予特别的考虑。在港珠澳隧道路面机械化施工的过程中，主要涉及两套施工机群，即负责面层与应力吸收层施工的沥青混合料施工机群与负责基层施工的钢纤维混凝土施工机群[33][34]施工机械的选型、配置应该与工程的现场情况相适应。隧道路面所选用的施工机械一方面其类型要适合施工工地的场地大小、经济运距、工程质量要求等，另一方面，施工机械的工作装置容量要和工程进度及工程量相符合，同一系统内施工机械生产能力应互相匹配，从而做到充分发挥机械设备的作业能力，尽量避免机械工作能力不足造成延缓工期或机械能力过剩造成利用效率低下的现象。4.1港珠澳大桥隧道工程的布置概况4.1.1隧道方案及布置经对沉管工法及盾构工法进行深入比选后，为减小隧道人工岛长度，减小对水流的长期影响，降低施工风险，推荐采用沉管法，隧道纵断面布置参见第一章1.2。首节管段与暗埋段相接处管底标高确定为-12.5m，暗埋段干施工时的水头差控制在15m以内，降低工程难度及风险；同时，为尽量缩短人工岛长度，在岛隧结合部，岛头合理向岛身移动，部分管节露出海床，对此部分管节参考国际上厄勒海峡及韩国釜山隧道经验，采用特殊的大型块石及锁管石块进行覆盖锁定防护，沉管隧道两侧采取防撞措施，避免露出海床的沉管船撞风险[34]。4.1.2隧道人工岛布置为实现桥隧转换，设东、西两人工岛，东人工岛西边距铜鼓航道中心1563米，采用椭圆形布设，形似“蚝贝”，岛长625m，总面积为103161m2；西人工岛东边距伶仃西航道中心2018米，也为椭圆形岛，岛长625m，总面积为97962m2。为减少阻水效应，两岛均位于-10米等深线以外。73 4.1.3桥、岛、隧总体布置港珠澳大桥主体工程主线立面总体布置如图4.1所示，根据相关文献[34]分析可知桥、岛、隧工程总阻水比小于10%。图4.1主体工程主线立面总体布置Fig4.1Theprincipalpartoftheprojectmainoverallarrangementinside4.2港珠澳隧道路面沥青混合料施工机械设备的选择沥青混合料路面面层机械化施工机群作业系统主要包括沥青混合料拌和设备、混合料运输车、摊铺机和压实机械等。沥青面层成型的质量与沥青混凝土搅拌设备和摊铺设备的合理选配紧密相关。沥青混凝土施工机械选型及施工过程中，应以沥青混凝土搅拌设备为第一主导机械，以沥青混凝土摊铺机为第二主导机械。一、沥青混合料拌和设备选型（1）拌和设备的选型沥青混合料拌和设备是沥青混凝土路面面层施工机群作业系统中的主导机械，它的配置以路面面层施工质量要求、工程量大小和工期为依据。其基本性能必须满足公路沥青路面热拌沥青混合料的拌制质量要求，且符合国家相关规定。隧道路面沥青混合料路面施工机械中应该采用强制间歇式沥青混合料搅拌设备，以适应大负荷、大流量的运输工况。73 沥青混合料拌和设备按生产能力可以分为小型（40t/h以内）、中型（40~400t/h）和大型（400t/h以上）。国内产品技术基础较好的有三一重工的间歇式搅拌机和西安筑机厂的间歇式搅拌机等，国外有英国的PARKER，德国的BARBER一GREEN以及日本日工等公司的产品。以SMA沥青混合料为例，其采用间歇式沥青拌和机拌制，拌和楼的产量应根据工程量配置。对生产能力按如下方式进行估算或以混合料的耗损率为5%，估算搅拌设备所需生产能力：Q=（1+5%）(4.1)式中：Q——拌和机的生产能力，t/h；K——时间利用系数，取0.75-0.95；t——每日作业小时，h；V——每日需混合料数量，t。V=LBhρ(4.2)L——日平均铺筑长度，m；B——铺筑宽度，m；h——铺筑面层厚度，m；ρ——混合料压实后密度，t/m3。取时间利用系数0.85，以拌合设备每日工作10小时分别估算上、下面层平均每日铺筑1.2km，1.5km（即计划工期5天、4天）情况下拌和设备所需实际生产能力：表4.1拌和设备实际生产能力需求Tab4.1Mixingplantactualproductioncapacityrequirements计划工期实际生产能力需求上面层下面层4天220t/h330t/h5天180t/h260t/h从保证工期与节省费用的角度出发，隧道路面沥青混合料生产应采用不小于3000型的拌和设备。73 （2）拌和厂地址的选择沥青拌和站在运行时会不可避免的产生噪音、粉尘等污染，而沥青路面施工对沥青混合料的温度控制需求又较为严格。所以选址时既要考虑到拌和厂所设置地区的环境保护，又要考虑对混合料运输距离以及运输时间的要求，确保混合料的温度下降不超过一定范围，且不因为颠簸造成混合料离析。基于此，港珠澳隧道路面沥青混合料拌和站宜设置在人工岛上，原因如下：能够保证混合料快速运输，保证沥青路面施工温度。远离居民区，避免对附近居民的干扰。便于桥梁路面铺筑。搅拌厂应该包括原材料存放场地、沥青储存、熔化以及加热保温设备，搅拌设备、办公用房等，搅拌厂的占地面积应能容纳上述所有设施。港珠澳大桥东、西人工岛面积分别为约8万m2，10万m2，均可设置为沥青拌合场地。综上，从便于桥面铺装的角度考虑，选择西人工岛设置沥青混合料拌和站。二、沥青混合料运输设备选型通常来讲，SMA沥青混合料应采用大型运输车进行运输，因为这有利于混合料保温。但是港珠澳项目海底隧道内空间狭小，不利于大吨位车辆行驶、调头、起斗倒料等，且沥青混合料运距较小，运输时间很短，热量散失不严重。所以在隧道净空限制的情形下，运输SMA沥青混合料的自卸车可以选择为中小型运输车。沥青混合料运料车的数量应该稍有富余，以保证拌和站不停机，保证摊铺机的连续摊铺。混合料车辆数按下式计算：车辆数=a(4.3)式中：T——一辆车容量的沥青混合料拌和与装车所需时间（min）；——运料至铺筑现场所需时间（min）；——由铺筑现场返回拌和站所需时间（min）；——在现场卸料及等待的时间（min）；a——备用车辆系数，一般a=1.1-1.273 T=60m/Q（4.4）式中：Q——搅拌设备的生产率，t/h；m——运输车的轴载质量，t；由上式可知，港珠澳项目中混合料运输车最大运距6km，由于隧道条件限制，车辆行驶时速取为20km/h。按照自卸车在工地卸料及等待的总时间为5min，车辆备用系数取1.15若采用10t自卸车运输SMA-20沥青混合料，不同运距下所需要最小车辆数如表4.2所示。表4.210t自卸车运输下面层混合料所需最小数量表Tab4.210tdumptrucktransportlayermixturebelowtherequiredminimumnumberoftables运距（km）654321数量（辆）24201714107若采用15t自卸车运输SMA-20沥青混合料，不同运距下所需要最小车辆数如表4.3所示。表4.315t自卸车运输下面层混合料所需最小数量表Tab4.315tdumptrucktransportlayermixturebelowtherequiredminimumnumberoftables运距（km）654321数量（辆）161412975若采用10t自卸车运输SMA-13沥青混合料，不同运距下所需要最小车辆数如表4.4中所示。表4.410t自卸车运输上面层混合料所需最小数量表Tab4.410tdumptrucktransportlayermixtureabovetheminimumrequirednumberofsheets运距（km）654321数量（辆）1714121075若采用15t自卸车运输SMA-13沥青混合料，不同运距下所需要最小车辆数如表4.5所示。73 表4.515t自卸车运输上面层混合料所需最小数量表Tab4.515tdumptrucktransportlayermixtureabovetheminimumrequirednumberofsheets运距（km）654321数量（辆）12109754三、沥青混合料摊铺设备选型（1）按照行走方式的选择按照行走方式的不同，沥青混合料摊铺机可以分为自行式与拖式两种类型。其中，自行式又分为履带式和轮胎式两种。拖式摊铺机是将接料、熟料、分料等工作装置安置在一个特制的机架上，摊铺作业是靠运料自卸车牵引或顶推进行。其结构简单，制造、使用成本低、但摊铺能力小、质量低。显然无法应用在本项目中。轮胎式摊铺机靠轮胎承受整机重力，并提供附着力。轮胎式摊铺机具有便于运输、行走速度快、机动性优良、弯道铺层边缘顺滑、对路基突起物吸收能力强在施工现场可以快速移动的优点。但是此类摊铺机的附着力较小，且对对底层路面的要求较高，在摊铺宽度较大时容易打滑。履带式摊铺机的结构除行走结构与相应系统外与论坛式摊铺机相似，一般为大型摊铺机，具有良好的牵引性能，接地压强小，附着性能好，摊铺作业时平稳且无打滑现象。适于在松散路面作业，可用于斜坡的摊铺。其缺点是弯道作业是铺层边缘不够圆滑，成本较高。高等级公路沥青混凝土面层的铺筑，应优先先考虑履带式摊铺机。（2）按照摊铺宽度的选择隧道路面SMA沥青混凝土路面面层采用两台摊铺机联合作业的方式进行摊铺，所以应选择摊铺宽度至少为6.5m的摊铺机。考虑到应力吸收层铺筑可以采用全幅摊铺的方式，故最宜选择熨平板加宽后可至12.5m的摊铺机。综上，选择最大铺幅为12.5m的履带式摊铺机为港珠澳隧道路面沥青混合料摊铺设备。四、沥青混合料碾压设备选型73 SMA应避免采用轮胎式压路机，防止轮胎搓揉使玛蹄脂上浮，从而使构造深度降低或泛油，故应采用双钢轮压路机作为SMA路面面层压实机具。应力吸收层混合料中细集料为绝大多数，且采用粘度高的特种改性沥青，混合料的拌和，摊铺，压实温度较高，为了不出现粘轮或推移现象，应避免胶轮压路机；由于该结构层仅20mm厚，不宜采用振动压实。故采用压实功较小的双钢轮静力压路机作为应力吸收层混合料的碾压设备。4.2港珠澳隧道路面基层混凝土施工机械设备的选择一、基层混凝土拌和设备选型及布置由于基层混凝土中掺入钢纤维的特殊性，拌和成为保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节[34]。钢纤维混凝土拌和机必须采用计算机自动控制强制式搅拌机，设有骨料配料系统、供水系统、外加剂加入装置和水泥及粉煤灰供应系统。要添加钢纤维，可根据需要在搅拌楼皮带称前端，增加一个带闸门的漏斗型钢钎维均匀投料装置，将每立方混凝土所需钢纤维添加在漏斗型投料装置内，利用皮带称转动启动闸门完成钢纤维的投料工作。搅拌站的生产能力应保证基层混凝土摊铺均衡地、连续地进行。可按如下公式估算每一小时混合料的需要量:M=60цbhv(4.5)式中：M——搅拌楼拌和能力（m3/h）B——摊铺宽度（m）H——面板厚度（m）V——摊铺速度（m/min）Ц——搅拌楼可靠性系数，一般为1.2~1.5，与搅拌楼总体可靠性与拌和物种类有关。港珠澳项目基层混凝土采用钢纤维混凝土，宜取较高值。由上式，以摊铺速度最大为1.2m/min进行估算。对0.18m钢纤维混凝土基层进行全幅摊铺，每小时混合料需要248m3。另外，搅拌楼最小理论配套生产容量根据公路等级和路面摊铺方式有明确规定。综上，根据港珠澳项目实际情况，拌和楼最小理论配套容量不小于300m3/h。由于施工对混凝土拌合物从出料至运输结束、摊铺结束的时间有较为严格的要求，而港珠澳地区高温，大多数月份月平均气温在20℃73 以上，温度最低月份平均温度也在15℃以上。根据要求，若在该区域进行水泥混凝土机械施工，从混凝土出料至运输结束时间应控制在0.5~0.75h之内。从这一角度出发，钢纤维混凝土搅拌站同样布设在人工岛内。二、基层混凝土运输设备选型目前，钢纤维混凝土运输设备主要分为两类：即混凝土搅拌车与自卸车。自卸车用于中短距离运输普通混凝土、钢纤维混凝土和碾压混凝土。混凝土运输车可用于水泥混凝土的远距离运输。在钢纤维混凝土的运输过程中，采用混凝土搅拌车可以在一定程度上避免钢纤维下沉成团，从而保证钢纤维混凝土的均匀性。在钢纤维混凝土拌和站建立在人工岛的基础上，混凝土运输最远距离6km,远小于规范中对自卸车最远运距20km的规定，自卸车的运输时间必然满足不超过0.5~0.75h的要求。与此同时，目前施工中所使用的混凝土搅拌车高度大多在四米以上，车长至少九米左右，卸料时无法符合港珠澳海底隧道净空要求且使用费用较自卸车更高。所以在基层混凝土运输中，可以采用中小型自卸车，建议配置载重量5~15t的自卸卡车。钢纤维混凝土运输车辆的数量可按下式计算确定:N=2n(1+Srcm/vqgq)(4.6)式中：N——汽车数量（辆）N——相同产量搅拌楼台数S——单程运输距离（km）M——一台搅拌楼每小时生产能力（m3/h）rc——混凝土密度（t/m3）vq——车辆的平均运输速度（km/h）gq——汽车载重能力（t/辆）根据以上公式，考虑隧道内情况限制，取自卸车辆平均运输速度为20km/h，钢纤维混凝土拌合物运输距离最远为6km。若选择10t自卸车运输钢纤维混凝土拌合物，所需自卸车辆最小数量如表4.6所示：表4.6不同运距时10t自卸车最小数量表73 Tab4.6Differentdistanceof10tdumptruckminimumquantitytable运距（km）654321数量（辆）39332721159若选择15t自卸车运输钢纤维混凝土拌合物，所需自卸车辆最小数量如表4.7所示：表4.7不同运距时15t自卸车最小数量表Tab4.7Differentdistanceof15tdumptruckminimumquantitytable运距（km）654321数量（辆）27231915117三、钢纤维混凝土摊铺设备选型目前，我国滑模摊铺系统有两种类型：一种是主要工作由机械完成，利用小型机具和人工做辅助工作的轻型机械配置方式。该方式设配投资较少，施工速度较慢。另一种是全部工作由机械完成的重型机械配置方式。该方式设配投资较大，施工质量高，稳定性好。港珠澳海底隧道路面基层混凝土铺筑施工采用主车道全幅滑模摊铺的施工方式，故选用一次能同时摊铺三个车道的大型滑模摊铺机。滑模摊铺机的选择可参考表4.8：表4.8滑模摊铺机基本技术参数Tab4.8Slip-formpaverbasictechnicalparameters类型发动机功率（kw）摊铺厚度(cm)摊铺速度(mmin)空驶速度(mmin)行走速度(mmin)整机质量（t）大型三车道滑模摊铺机200~3000~500~30~50~1557~1354.3本章小结（1）隧道路面沥青混合料拌和厂选址在港珠澳大桥西人工岛上，采用3000型的强制间歇式搅拌设备。混合料运输采用中小型自卸车，采用10t自卸车运输上下面层混合料所需最大车辆数分别为16辆、24辆。摊铺宜采用两台铺幅6.5m73 最大摊铺宽度可至12.75m的履带式摊铺机。选择双钢轮压路机作为沥青混合料的碾压设备。（2）隧道钢纤维混凝土搅拌站也设置与人工岛上，生产能力满足300m3/h的要求。钢纤维混凝土应采用中小型自卸车运输，采用10t或15t自卸车运输是所需最大车辆数分别为39辆与27辆。摊铺采用可以一次性全幅摊铺路面主车道的大型滑模摊铺机。73 第五章沉管隧道节段式路面施工组织优化5.1隧道施工组织优化的目的与方法施工组织设计优化的目的就是通过对施工组织设计方案的组合、调整，在多个施工组织设计方案之间进行比较优选，最终得到最佳施工组织设计。通过优化，努力实现施工组织各控制要素的最佳平衡。目前，国内外常用的施工组织优化的方法有[57][58][59]：（1）定性分析法是依靠一位或多位专家的专业知识和工作经验，结合工程具体特点与施工单位的具体情况，对各类可能方案的优缺点进行分析，继而进行主观定性评判、选取最合适施工方案的方法。定性分析法的缺点在于，在影响因素繁多、备选方案之间关联复杂的情况下，做出判断的难度大大增加、难以保证判断的准确性。（2）施工方案综合评价法这种方法主要是围绕施工工艺的选择，分析方案的技术性、经济性。首先进行机械配备和流水分段作业的分析。然后综合机具配备方案和最优的流水分段作业方案，比较其成本耗费。最后采用盈亏平衡分析的方法确定各种施工方案的经济适用范围，从而确定最优方案。（3）运筹学方法运筹学是利用现代数学研究各种广义资源的运用、筹划及相关决策等问题的一门学科。其目的是根据要求，通过数学的分析和运算，做出综合性的、合理的优化安排，以便更经济、更有效益地发挥有限资源的效益。简略的说，是运用数学模型对人力物力进行合理筹划与运用，从而寻找科学决策的综合性学科。包括动态规划、线性与非线性规划、存储论、排队论、遗传算法、整数规划、图与网络方法、多目标规划等等。运筹学的方法被广泛应用于工程领域，使得管理决策、项目优化和方案优选法有了科学的、定量化的数学模型[61]。（4）模糊数学方法模糊数学是近30年来发展起来的一门新兴学科，它是用数学方法研究和处理模糊性现象的数学。模糊性是客观外界事物在人脑中反映的不确定性，它是由客观差异的中介过渡性所引起的划分的一种不确定性。模糊性作为一种基本事实而客观存在。模糊数学73 法为工程中一些带有较大模糊性、不确定性和需要全局寻优的实际问题的有效解决，提供了一种新的方法。（5）系统仿真技术系统仿真技术是以相似原理、信息技术、系统理论与工程应用领域有关专门技术为基础，以计算机和专用设备为工具、利用真实系统、真实或概念系统的模型进行动态试验研究的一门多学科综合的技术性学科，是近年发展十分迅速的新型学科，在诸多领域中得到了广泛的应用。系统仿真的三个基本活动是：系统建模、仿真建模和仿真试验，联系这三个活动的是系统仿真的三要素：系统、模型、计算机。5.2灰色层次分析法理论5.2.1基本原理层次分析法（AnalyticalHierachyProcess，简称AHP）是匹兹堡大学教授A.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种将定性与定量分析方法相结合的系统分析方法，是分析多目标、多准则的复杂系统的有力工具，最适于解决难以完全通过定量的方法进行分析的决策问题[62]。应用层次分析法解决问题的思路是：首先，根据问题的性质与要达到的目标，将问题分解为不同的组成因素，按照因素之间的相互关系构建一个有序的层次结构模型；然后根据人们对客观事物的判断给予模型中每一层次因素的相对重要性予以定量化的表示，最后利用数学方法确定各层各因素重要性的权值并以此作为方案评价的依据。层次分析法经过发展，衍生出了多种方法，如灰色层次分析法、模糊层次分析法等。层次分析法及其衍生方法已在众多领域的优化比选过程中得到了充分的应用。73 图5.1层次结构模型Fig5.1Hierarchystructuremodel灰色系统理论是20世纪80年代，由华中理工大学邓聚龙教授首先提出并创立的一门新兴学科，它是基于数学理论的系统工程学科。主要解决一些包含未知因素的特殊领域的问题，它广泛应用于农业、地质、气象等学科。灰色层次分析法将层次分析法与灰色系统理论相结合，此分析方法更加符合人的认知规律与认知特点，从而更加符合客观实际。5.2.2模型建立步骤5.2.2.1确定最优指标集设Cik（i=1,2,…,m；k=1,2,…,n）为所研究系统内第i个参评方案中第k个评价指标的原始数值，原始数据以矩阵C=表示。设C*k为所有方案的第k个指标原始数值中的最佳值，则可以确定C*={C*k}={C*1,C*2,...,C*n}为该系统内的最优指标集。5.2.2.2确定各指标权重系数权重是表征某个评价指标在整体评价体系中的相对重要程度的量值。通常而言，权重设置的主要方法有主观经验法、专家调查法、主次指标排队分类法等等。运用层次分析法计算权重的具体过程如下：（1）建立层次模型结构通过分析，确定影响目标的各因素即各项指标，构建由方案层、准则层与目标层组成的层次分析结构模型。（2）构造两两比较判断矩阵对影响目标的所有因素进行分析，对任意两个评价指标的重要程度进行两两相互比较，用aij表示Xi和Xj对目标的重要性之比，根据比较结果构成比较判断矩阵A={aij}。A=（5.1）确定矩阵aij的具体数值的方法有很多种，比如可以采用1～9尺度的方法。具体如表5.1所示：73 表5.1尺度aij的含义Tab5.1Themeaningofaijscale尺度含义1表示因素Xi和Xj同等重要3表示因素Xi相对Xj略微重要5表示因素Xi相对Xj明显重要7表示因素Xi相对Xj强烈重要9表示因素Xi相对Xj极端重要2,4,6,8表示重要程度在两相邻等级之间倒数Xj和Xi比较的判断aji=1/aij（3）层次排序根据比较判断矩阵来计算各个影响因素对上层因素的重要性次序权值。评价者完成比较矩阵A的建立以后，就可以通过该矩阵算出权向量值。权向量的常用计算方法有很多种，比如：最小平方法、特征根法、根法、和法等。权重和法计算过程如下：将各行相加，得将上式各行除以n,得权重向量：73 W=，其中（5.2）权重根法计算权重如下：权重：Wi=（5.3）（4）一致性检验：以专家打分为基础而构造的比较判断矩阵可能会存在偏差。这首先是因为评价指标的复杂性，其次是因为人的判断难免具有主观性，即不同人对同一指标重要性的认知存在差异。所以，针对判断矩阵的一致性检验是必要的。一致性检验的具体方法如下：计算最大特征向量λmax，计算公式如下：λmax=（5.4）计算度量判断矩阵偏离一致性的指标CICI=(5.5)确定平均随机一致性指标RI，由表5.2可查表5.2平均一致性指标Tab5.2Theaverageconsistencyindex1234567890.000.000.580.901.121.241.321.411.45计算随机一致性比率CR，计算公式如下CR=(5.6)通常认为，判断矩阵通过一致性检验的标准是随机一致性比率CR<0.1，若未达到标准，则需要对判断矩阵重新进行调整，直到其通过一次性检验。5.2.2.3灰色关联度计算以C*={C*k}={C*1,C*2,...,C*n}为参考数列，Cik={Ci1,Ci2,...,Cin}（i=1,2,…,m）73 为比较数列。通过灰色关联分析法可以得出最优指标与第i个被评价方案的第k个评价指标之间的关联系数，即ξik=（5.7）一般取ρ=0.5，由此得到如下判断矩阵：E=(ξi(k))m×n=（5.8）5.2.2.4计算评判结果加权平均关联系数ri=，得评判结果：R=E×W=（5.9）ri的值越大，则与之相对应的评价对象最接近，为最优方案。5.3沉管隧道路面总体施工组织方案的择优方法研究5.3.1备选方案港珠澳隧道路面工程主要包括两个方向隧道的钢纤维混凝土基层、应力吸收层、SMA-13上面层，SMA-20下面层、TST伸缩缝、毛勒伸缩缝等六部分结构的施工。如前所述，隧道路面施工组织的重点是施工方法的确定、施工机械的选择、施工的时间组织与空间组织。根据第三章、第四章的研究，港珠澳隧道路面主要施工方法与施工机械选型都已明确。在此基础上，针对隧道路面施工组织优化方法的研究应以对时间组织方式的优化研究为主。钢纤维混凝土基层、应力吸收层、SMA沥青混凝土面层采用机械化为主的施工方式，随着施工工艺及施工机具的确定，其施工工期基本会确定在一定范围之内。而毛勒伸缩缝与TST伸缩缝的施工方式则以人工为主，具有很大的弹性。根据调查，10人左右专业施工队伍每天可完成约50-60延米TST伸缩缝施工，10-12人专业施工队伍安装毛勒伸缩缝的速率约在20-30米/日。根据路面结构设计方案，毛勒伸缩缝设置在管节接头路面接缝处（180m间隔），则两侧隧道共需置64条毛勒伸缩缝，总计约800m；TST伸缩缝设置于节段接缝处（22.5m间隔），总计约6.7km。伸缩缝安装任务工程量巨大，采用单组施工队作业显然会73 影响施工的效率，降低隧道路面整体施工的速度。为了提高总体施工速度、保证施工节奏，可采用多组施工队平行作业的方式完成隧道路面伸缩缝的施工任务。但是，平行施工的施工队伍数量也不宜太多，原因包括施工作业面允许的最大工作人数有限，施工队伍数量的增加也会提高工程的成本等。因此，在劳动组织的过程中，应该确定合适的施工队伍数目。另外，从施工过程组织的角度，两方向的隧道可以选择顺序施工、平行施工、流水施工等不同方案。采用哪种过程组织方式，也是必须进行考虑的[63]。基于此，经研究，提出了三个备选的施工组织总体方案中。分别如下：（1）方案一钢纤维混凝土基层滑模摊铺由A隧道开始，摊铺结束后转而进入B隧道；A隧道钢纤维混凝土养生结束之后，组织两组施工队，进行A隧道毛勒伸缩缝安装，完全结束后再进行B隧道毛勒伸缩缝安装；A隧道毛勒伸缩缝处钢纤维养生结束后，先后开始应力吸收层、SMA-20下面层、TST伸缩缝的施工，TST伸缩缝组织六组施工队平行展开；A隧道内SMA-20下面层施工结束后，B隧道内分别开展应力吸收层、SMA-20下面层、TST伸缩缝、SMA-13上面层的施工，A隧道内SMA-13上面层施工在B隧道TST预计还有5天结束时开始。（2）方案二钢纤维混凝土基层滑模摊铺由A隧道开始，摊铺结束后转而进入B隧道；A隧道钢纤维混凝土养生结束之后，组织两组施工队，进行A隧道毛勒伸缩缝安装，完全结束后再进行B隧道毛勒伸缩缝安装。A隧道毛勒伸缩缝处混凝土养生结束后，在两隧道内由先A后B的次序，顺序进行应力吸收层、SMA-20下面层、TST伸缩缝、SMA-13上面层的铺筑，TST伸缩缝组织六组施工队平行展开；A隧道内SMA-13上面层施工在B隧道TST预计还有5天结束时开始。（3）方案三两侧隧道内施工平行展开，两类伸缩缝劳动组织方式同上述两方案，施工累计耗时约75天。5.3.2评价体系的建立及最佳指标的确定73 以上三个方案的区别主要体现在工期、成本、施工连续性、资源供应程度、以及对于其它工程的干扰程度上。所以关于施工组织方案的评价指标应由这些因素决定。三个方案的评价指标体系构成如下：图5.2比选方案评价体系Fig5.2Theevaluationsystemofmandatoryprinciple为施工组织方案评价因素设计专家评分表体系，实际工程中应组织专家根据实际情况进行判断并且评分，从而确定出每一个因素的评分值。施工组织设计方案专家评分表如表5.3所示。表5.3方案评分表Tab5.3Themarkingscheme项目优良中差100908070工期成本材料供应难度机械供应难度劳动力均衡性施工连续性对其它工程影响程度本研究中的专家评分值仅作为计算案例使用，重在突出该方法的使用，其分值并不代表实际意义，专家打分示例如表5.4所示。根据专家打分结果，整理三个方案的评价指标评分值，并确定其最优值。表5.4比选方案评价指标评分参考示例Tab5.4Thealternativeevaluationindexscorereferencesample指标工期成本劳动力施工73 评分材料供应难度机械供应难度均衡性连续性对其余工程影响方案一85879088817888方案二78889088858185方案三95737775858785最优值95889088858788得系统内最优指标值：C*={95,88,90,88,85,87,88}5.3.3各指标之间的权重分析及关联度计算为了全面了解相关各方面专家对施工组织方案评价各项指标相对权重的分配情况，在实际施工中，还应根据具体条件拟订相应的专家咨询表。表5.5一级指标相对重要性打分表Tab5.5Theindicatorsplaytablerelativeimportanceforlevel1工期B1成本B2资源供应度B3施工连续性B4对其余工程影响B5工期B11a12a13a14a15成本B21a23a24a25资源供应度B3\1a34a35施工连续性B4\1a45对其余工程影响B5\\1各项指标相对重要性采用表5.1所示1~9标度法进行比较根据专家打分结果，构建比较矩阵A。A=73 表5.6二级指标相对重要性打分表Tab5.6Tab5.5Theindicatorsplaytablerelativeimportanceforlevel2材料供应难度C1机械供应难度C2劳动力均衡性C3材料供应难度C11b12b13机械供应难度C21b23劳动力均衡性C3\1各项指标相对重要性采用表5.1所示1~9标度法进行比较根据专家打分结果，构建比较矩阵B。B=整理专家打分结果，运用公式5.3所示根法计算指标权重，并经一致性分析。得到权重判断矩阵如下：表5.7B3-C权重判断Tab5.7ThejudgmentforB3-CB3C1C2C3权重WC11130.428C21130.428C31/31/310.144表5.8A-B权重判断Tab5.8ThejudgmentforA-BAB1B2B3B4B5权重wB111/41/51/230.086B2411/2360.295B3521470.445B421/31/4140.133B51/31/61/71/410.042利用公式5.7计算各指标与最佳指标集的关联系数，进而得出评判矩阵：73 E=5.3.4最佳方案的确定由式R=E×W=[，,]T计算评判结果。结果R2>R1>R3。所以，按本文所给出的评分示例分析可得方案二最佳，方案一次之。需要指出的是，应用灰色层次分析法进行施工组织优化评选的过程中，评价指标评分值以及权重比较矩阵会直接影响到评价的结果，所以不同部门在不同情况下基于不同的侧重点，可能会得出不同的结果。随着施工的进行，对与评价指标的不断细化和定量化有助于提高施工组织优化比选的客观性与准确性。5.5本章小结1、灰色层次分析法可以应用到桥隧工程的施工组织的优化比选，灰色层次分析模型的构建主要包括确定最优指标集、指标权重计算、灰色关联度计算、评判结果计算等几个步骤。运用灰色层次法客观解决实际问题的关键是评价指标的细化与定量化。2、本文基于路面施工现状提出了沉管隧道路面施工的备选总体组织方案，运用灰色层次分析法对其进行了优化比选，提出了沉管隧道施工组织方案的评价指标体系，并总结了一套基于专家打分制的沉管隧道路面施工组织方案择优方法。73 主要研究结论及展望主要研究结论：（1）施工组织的研究应以施工方法的明确、施工机械的选择、施工过程的时间组织与空间组织为主要对象。港珠澳隧道路面具有特殊的路面结构，隧道路面施工组织的主要特点在于：施工工序复杂、施工工艺特殊、施工环境封闭以及机械化施工与人工施工相互交叉。沉管隧道节段式路面施工组织应遵循施工质量第一、施工工期合理、施工顺序科学、施工手段先进、适应项目特性的基本原则。隧道路面的施工组织评价体系应由质量、工期、安全、费用、施工先进性、资源供应程度、与其它工程相互影响程度等评价指标构建而成。（2）对于采用沥青混凝土铺筑的隧道路面，在施工中因环境狭窄，而且空间相对封闭，在高温环境下极易产生浓烟与臭味，且容易发生火灾，不利于路面施工，因此采取适当的温拌阻燃技术十分必要。（3）隧道路面沥青混合料拌和采用不小于3000型间歇式强制搅拌设备，搅拌站选址在港珠澳大桥西人工岛上。混合料运输采用中小型自卸车，采用10t自卸车运输上下面层混合料所需最大车辆数分别为16辆、24辆。隧道路面面层、应力吸收层分别采用两幅梯队联合摊铺、全幅一次成型摊铺的摊铺方法。混合料碾压过程初压、复压、终压均采用双钢轮压路机。隧道钢纤维混凝土搅拌站也设置于人工岛上，生产能力满足300m3/h的要求。钢纤维混凝土运输采用中小型自卸车，采用10t自卸车运输是所需最大车辆数为39辆。采用大型滑模摊铺机对主车道钢纤维基层进行一次性全幅摊铺。（4）沉管隧道路面毛勒伸缩缝的施工准备工作从整个路面施工前开始启动。隧道大管节接头处压重混凝土预制时即需预留毛勒伸缩缝安装槽并埋置钢筋，隧道路面基层摊铺前对槽口做填充处理。毛勒伸缩缝、TST伸缩缝的施工在借鉴桥梁伸缩装置的安装工艺的基础上，应根据港珠澳隧道路面的实际结构进行调整。（5）灰色层次分析法可以应用到公路桥梁工程的施工组织的优化比选之中，灰色层次分析模型的构建主要包括确定最优指标集、指标权重计算、灰色关联度计算、评判结果计算等几个步骤。（6）本文基于路面施工现状提出了沉管隧道路面施工的备选总体组织方案，运用灰色层次分析法对其进行了优化比选，提出了沉管隧道73 施工组织方案的评价指标体系，并总结了一套基于专家打分制的沉管隧道路面施工组织方案择优方法。展望：（1）随着工程的展开，在掌握更多工程相关资料的基础上应进一步丰富评价指标体系，提高施工组织的比选优化过程的客观性以及优化结果的准确性。（2）随着隧道路面施工主要场地的确定，进行路面施工平面布置的优化研究以及施工机械、原材料等的调配方式研究很有必要。（3）随着工程的实施，应进行跟随施工进度的港珠澳隧道路面施工组织动态优化研究。73 参考文献[1]C.J.Anumba;andA.K.DukeWei.Telepresenceinconcurrentlifecycledesignandconstruction[J].ArtificialIntelligenceinEngineering,2006,(6):221.[2]徐晋仙.建筑施工中施工组织设计的重要性[J].科技向导,2010，（26）：73.[3]陈兵.浅谈建筑施工组织设计[J].企业研究，2011，（20）：183.[4]李晶晶.  隧道工程项目施工过程的安全风险管理研究[D].上海交通大学2009[5]柳立峰.隧道施工安全管理及评价体系研究[D].重庆大学2008[6]杨育鸿.公路隧道施工质量检测及评价方法研究[D].西南交通大学2009[7]梅甫良,曾德顺.沉管隧道的进展[J].地下隧道工程与隧道,2002,(3):11~13[8]雷巨光.沉管隧道施工控制测量方法研究[D].西南交通大学,2010[9]邱峰.沉管隧道施工与管理研究[D].华南理工大学,2006[10]魏欣海.沉管隧道工程可视化进度管理的研究[D].清华大学,2007[11]杜朝伟,王秀英.水下隧道沉管法设计与施工关键技术[J].中国工程科学,2009[12]王吉云.港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道施工新技术介绍[J].地下工程与隧道.2011（01）[13]李建强.建设项目施工组织设计的集成优化研究[D].西安,西安建筑科技大学,2007.[14]HansCozijn,JinWookHeo.AnalysisofTheTunnelImmersionForTheBusan-GeojeFixedLinkProjectThroughScaleModelTestsandComputerSimulations[C].ProceedingsoftheASME28thInternationalConferenceonOcean,OffshoreandArcticEngineeringOMAE2009.Honolulu,Hawaii,2009：1-10.[15]KiyomiyaO.EarthquakeResistantDesignFeaturesofImmersedTunnelsinJapan.TunnellingandUndergroundSpaceTechnology[J],1995,10(4):463-475.[16]Dalgic,Suleyman.InfluenceofweakrocksonexcavationoftheBeykozTunnel,Turkey[J].EngineeringGeology,2000,58(2):137-148.[17]王国荣.冶石工程项目施工组织设计研究.[D].哈尔滨工程大学,2010[18]魏永辉.X项目的施工组织设计优化分析[D].华南理工大学,2012[19]Fox，Stephen.Constructabilityrules:Guidelinesforsuccessfulapplicationto73 BespoKebuildings[J].ConstructionManagementandEconomics，2002，20（8）：689-698[20]Cheng，Min-Yuan；Ko，Chien-Ho.object-orientedevolutionaryfuzzyneuralinferencesystemforConstructionmanagement.JournalofConstructionEngineering&Management，Aug2003，Vol.129Issue.11-12:671-681.[21]IKeda，Yasushi.Astudyonconstructionmethodforself-organizedarchitecture[J].InternationalJournalforHousingScienceandItsApplications,2006:257-266.[22]Pulaski,MichaelH.Organizingeonstructabilityknowledgefordesign[J].JournalofConstructionEngineeringandManagement:2005:911-919.[23]Chua,DavidK.H,YuanbinSong:ApplicationcomponentsstatusrecognitionmodelStructuralconflictsmergedconstructionscheduleadvancingengineering[M].Software.dee2003.volume.341issue11-12:671-681.[24]OnderNilufer,MukherjeeAmlan,TangPei:Constructionmanagementapplications:Challengesindevelopingexecutioncontrolplans[J].Proceedingsofthe20thInternationalConferenceonAutomatedPlanningandScheduling:2010,5(16):263-266.[25]沈宏,梁海涛.施工组织设计在施工活动中的作用[J].黑龙江交通科技,2011,209(7):261-261.[26]杨光煦.水利水电工程施工组织设计发展[J].人民长江.2011,(10):1-3.[27]严守德,雷中英.建设工程项目施工组织设计评价方法研究[J].工程项目管理.2010,(06):98-101.[28]黄玉刚.层次分析法在施工组织设计方案比选中的应用[J].铁路工程造价管理,2012,27(1):24-27.[29]安文杰.基于模糊层次分析法的隧道施工组织[D].西南交通大学,2012[30]沈其明,万先进.具有隧道群的高速公路施工难点分析[J].重庆交通大学学报2010,(08):533-535[31]杨亚文.基于AHP与GRAY的综合评判之公路工程施工方案评价[J].交通信息,2011,(03):598-599.[32]张锐,黄晓明,赵永利.隧道路面使用状况调查与分析[J].公路隧道.2007(01)73 [33]港珠澳大桥设计技术规范使用指南0803-1.中交公路规划设计院有限公司.2007[34]港珠澳大桥主体工程岛隧工程—隧道篇.中交公路规划设计院有限公司.2012年4月[35]葛春奇,刘占秋.施工组织设计发展探讨[J].石家庄铁路职业技术学院学报:2006,(S1):102-103.[36]李连生,傅智,杨东来.京珠北高速公路隧道钢纤维混凝土路面滑模施工[J].广西交通科技,2003(2):6-10[37]曲立清，宋夫才.青岛海湾大桥的总体设计及重点工程[A].中国交通土建工程学术论文集（2006）[38]吴殿月.毛勒伸缩缝工作原理及安装工艺[J].交通科技与经济,2006(6):34-36[39]王迎萍.毛勒伸缩缝施工技术[J].工程地质学报,2004(12):394-397[40]巩文远.浅谈毛勒型钢伸缩缝的施工工艺和施工控制措施[J].科学之友,2011(7):73-74[41]李祝龙.沥青混合料应用中的环境保护[J].交通运输工程学报.2004,4:24-28[42]徐世法.高节能低排放型温拌沥青混合料的技术现状与应用前景[J].公路.2005.7:5-7[43]BrainD.Prowell,P.E.GrahamC.Hurley.EvaluationofWarmAsphaltTechnologies[J].NCATPPTReports.2010(2):18-21[44]李祖伟,陈辉强等.沥青阻燃改性技术研究及其阻燃机理[J].长沙交通学院学报,200218(12):44-47.[45]陈辉强,陈仕周.沥青阻燃改性技术研究[J].公路交通技术,2003(2):19-39.[46]罗小锋,余剑英等.阻燃沥青的制备与性能研究[J]石油沥青,2005(4):11-13.[47]张锐,黄晓明.新型无卤阻燃沥青的开发与性能试验[J].公路交通科技,2007,24(11):40-43[48]李晋文,钱俊.TST碎石桥梁弹性接缝设计与施工技术[J].山西交通科技2001(4):34-36[49]郝晓彬,李俊远.TST弹塑性体桥梁伸缩缝性能及使用情况分析[J].辽宁省高等专科学校学报,2000(4):42-44[50]马文胜,张建,姜云花.TST弹性体伸缩缝的设计与施工[J].73 内蒙古公路与运输2007(5):50-52[51]张毅，梁乃兴，李凌等．温拌阻燃沥青混合料在隧道路面中的应用技术研究J.公路交通技术,2009,4:111~114.[52]王春，隧道温拌阻燃沥青混合料技术性能研究D.西安:长安大学，2010.[53]徐世国.隧道沥青铺面阻燃温拌施工技术的试验研究.隧道建设，2010，4[54]宿秀丽.隧道沥青混合料温拌阻燃技术研究[D].长安大学，2012.[55]严世祥．温拌沥青混合料的应用技术研究D.重庆大学，2007.[56]全凤玉.阻燃粘胶纤维的研究及其进展[J].纺织学报,2004.25(1):121[57]郭金玉,张忠彬,孙庆云.层次分析法的应用于研究[J].中国安全科学学报,2008,18(5):148-153[58]JianliangPeng.SelectionofLogisticsOutsourcingServiceSuppliersBasedonAHP.[J].EnergyProcedia,2012,17:595-601[59]常志航.公路工程施工组织设计研究及在甘旗卡至库伦一级公路中的应用[D].吉林大学，2012[60]BojanSrdjevic.Bi-criteriaevolutionstrategyinestimatingweightsfromtheAHPratio-scalematrices.[J].AppliedMathematicsandComputation,2011,218(4):1254-1266[61]徐玖平,胡知能.运筹学[M].北京,科学出版社,2004[62]Yu-JingChiu.UsingAHPinpatentvaluation.[J].MathematicalandComputerModelling,2007,46(7)：1054-1062[63]王首绪,杨玉胜.公路施工组织及概预算[M].北京.人民交通出版社,200773'