《公路沉管隧道設計規範》解讀

近日，交通運輸部發佈了《公路沉管隧道設計規範》（JTG/T 3371-01－2022，以下簡稱《規範》），作為公路工程行業推薦性標準，自2022年11月1日起施行。為便於理解《規範》制定的背景、定位、技術特點及主要內容，切實做好貫徹實施工作，現將《規範》解讀如下：

一、背景與作用

我國于20世紀80年代開始沉管隧道建設，進入21世紀發展勢頭加快，在2018年建成港珠澳大橋海底隧道，目前正在建設深中通道沉管隧道、大連灣海底隧道等重大工程。沉管隧道具有橫斷面利用率高、埋深淺與兩岸連接靈活、易於保證施工品質等特點，已成為現階段跨江（河）越海通道的重要建設方案之一。為應對超大規模、厚軟基、高水壓、大回淤等技術挑戰，近年來我國沉管隧道在理論方法、關鍵構造、施工工藝與裝備、防災救援等方面取得了豐富成果和寶貴經驗。

為及時總結我國在沉管隧道建設的實踐經驗，將重大工程的技術成果向行業標準轉化，我部近期發佈了《公路沉管隧道設計規範》（以下簡稱《規範》）。《規範》的發佈對促進我國公路沉管隧道的設計品質提升與建設技術發展具有重要作用。

二、國內外技術現狀

目前國內外尚未形成涵蓋沉管隧道勘察設計全過程、全要素的專項規範。

國際隧道協會（ITA）于20世紀90年代出版了《沉管隧道和懸浮隧道的技術調研報告》，規定了沉管結構及接頭的設計要求，但在構造細節和系數取值等方面未能全面覆蓋。美國聯邦公路署（FHWA）于2009年修訂了《公路隧道設計與施工技術手冊》，概要性規定了沉管隧道的技術要求。日本于2002年發佈了《沉管法隧道技術指南》，規定了沉管隧道土建工程的技術要求。

我國國家標準《沉管法隧道設計標準》（GB/T 51318-2019）僅規定了鋼筋混凝土管節的設計要求，缺少排水系統、交通工程與附屬設施等內容。公路工程行業標準《公路水下隧道設計規範》（JTG/T 3371-2022）規定了鑽爆法、盾構法、沉管法與堰築法四類水下隧道的設計要求，定位於水下隧道綜合性規範，概要性規定了沉管隧道的技術要求。

通過30多年工程建設的經驗積累和技術研究，我國沉管隧道在設計流程方面，已涵蓋調查與勘測、總體設計、專項設計、施工要求、監測與風險分析的全過程；在設計理論方面，已基本採用工程結構可靠性設計統一理論；在結構安全與耐久、防水、防火等設計方面，已形成技術標準、技術措施、關鍵構造等成熟先進的成果。這些經驗和成果為《規範》編制提供了案例與技術的支撐。

三、定位與技術特點

《規範》適用於以沉管法施工的新建公路水下隧道，對沉管隧道規劃及勘察設計中方法、指標、措施的應用，提出了統一系統的技術要求。《規範》按專項設計規範的定位，在《公路水下隧道設計規範》（JTG/T 3371—2022）基礎上，進一步細化了沉管隧道的基本規定、調查與勘測、材料、總體設計、管節結構、基槽、地基與基礎、回填、銜接段、分析計算、耐久性設計、管節舾裝設施、路面與排水系統、附屬構造、交通工程與附屬設施、結構監測、風險分析等內容。

《規範》編制過程中進行了充分調研和資料收集，全面總結了國內外沉管隧道的技術成果及實踐經驗，借鑒了相關規範，統籌了技術的成熟性和先進性，具有以下技術特點：

（一）設計理念先進。《規範》貫徹了精細化設計、高品質發展等政策要求與安全、耐久、適用、經濟、節能、環保的理念，通過參照引用、擴充細化、總結提升、防控示範，綜合確定技術指標與方法措施，注重可操作性，體現了現階段沉管隧道設計的總體技術水準。

（二）與國際接軌，引領了國內沉管隧道的發展。在建設理念、設計理論、技術發展等方面，與現階段的沉管隧道國際總體水準和主流趨勢接軌。結構設計採用以分項系數表達的極限狀態設計法；體現建養一體化的理念，提出結構監測要求，注重運營期設施配置，在設計階段開展風險分析、輔助方案決策；鋼殼混凝土管節、節段式管節、接頭關鍵構造、最終接頭構造型式及其工法、複合地基與基礎沉降控制等關鍵技術在國際同類成果基礎上，結合我國工程建設實踐進行了創新性轉化和吸收，總體達到了國際領先水準。

（三）內容系統全面。《規範》採用“總體性能要求+專項技術要求”的結構框架，內容涵蓋勘察設計的全過程，以及土建工程、交通工程與附屬設施等全要素，重視防災救援與運營舒適等功能要求。

（四）完善了標準體系。與現行《公路工程技術標準》《公路工程結構可靠性設計統一標準》《地下工程防水技術規範》等國家或行業標准保持有效銜接。與《公路水下隧道設計規範》《公路隧道抗震設計規範》等一併構建層次分明的標準體系。

（五）支援重大工程建設。《規範》按“補短板、重引領”的要求，補充公路交通基礎設施重點領域的標準，及時將港珠澳大橋等重大工程的研究成果和建設經驗轉化為行業標準，充分發揮行業標準對重大工程的技術支撐與引領作用。

四、主要內容

《規範》的內容分為17章和1個附錄，概況為以下幾個要點：

（一）與公路工程標準體系協調銜接一致，提出總體性能要求

依據《公路工程技術標準》《公路工程結構可靠性設計統一標準》《公路隧道抗震設計規範》《公路水下隧道設計規範》，主體結構的設計使用年限不低於100年，其結構安全等級和抗震設防類別分別取一級、A類，防水等級不低於二級，交通工程與附屬設施分級劃分為A+、A、B、C、D。

（二）體現我國沉管隧道建設的最新技術水準，提出管節結構、管節接頭、地基基礎的專項技術要求

在管節結構上，提出了基本設計流程，按結構類型規定了鋼筋混凝土管節和鋼殼混凝土管節的選用原則和基本構造，按整體式、節段式、半剛性管節規定了縱向結構型式的選用原則、構造要求；在管節接頭上，規定了剪力鍵、鋼端殼、防水措施，提出了岸上最終接頭與水中最終接頭的設計要求。

在基槽與回填上、提出了基槽的設計尺寸和邊坡穩定性要求、回填的材料和防護的設置原則；在地基與基礎上，按先鋪法和後填法規定了墊層的構造、材料等要求，提出了特殊條件下地基處理和樁基礎的類型選用、構造等要求。

（三）貫徹精細化、高品質的設計理念，提出沉管隧道調查勘測、分析計算、結構耐久性設計的專項技術要求

在調查與勘測上，按設計階段提出了主要內容及手段，規定了水下與陸域的地形測量、水文氣象觀測、地質調繪、物探、勘探等的工作範圍、精度以及試驗方法。

在分析計算上，提出了沉管隧道永久作用、可變作用、偶然作用和地震作用的取值方法，按持久狀況、短暫狀況、偶然狀況和地震狀況規定了驗算內容、作用組合、分析模型、計算方法與參數。

在結構耐久性設計上，按一般環境、凍融環境、海洋氯化物環境、除冰鹽環境，規定了混凝土結構與鋼結構的材料耐久性指標、減輕環境作用效應的結構構造措施、防腐蝕附加措施。

（四）重視防災救援與運營快捷舒適等功能要求，提出結構防火、逃生通道、通風排煙的專項技術要求

以沉管隧道主體結構在火災後保持穩定為基本原則，按A+、A、B、C、D的分級規定了隧道承載結構體的耐火極限，並提出防火構造要求。對逃生通道及逃生口，規定了限界、間距等要求。在通風排煙上，規定了機械防煙與排煙系統的選用原則與風壓、風速、排煙長度等要求。

（五）遵循設計、施工、運營一體化的建設原則，提出管節舾裝設施、結構監測、風險分析的專項技術要求

管節舾裝設施充分考慮與施工的銜接，規定了端封墻、壓載水裝置、係纜柱、吊點、測量塔、導向裝置、拉合裝置、人孔8類設施的設計要求。

結構監測按施工期和運營期開展工作，提出了結構監測的項目與方式、斷面及位置、頻率與精度等要求；設計階段的風險分析按工程可行性研究、初步設計、施工圖設計三個階段提出了風險側重點、風險分析方法、典型風險源及風險事態等要求。

五、實施注意事項

（一）與相關規範配套使用。與《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）、《公路工程結構可靠性設計統一標準》（JTG 2120—2020）、《公路水下隧道設計規範》（JTG/T 3371—2022）、《公路隧道抗震設計規範》（JTG 2232—2019）、《地下工程防水技術規範》（GB 50108—2001）等相關標準規範配套使用。

（二）精心組織宣貫培訓。《規範》服務對象廣、涉及專業多、技術要求高，要結合工作實際精心組織宣貫培訓，讓技術人員準確理解、正確使用《規範》。

（三）持續跟蹤《規範》施行效果。關注《規範》與沉管隧道建設實際的適應性和協調性，加強“四新”技術應用的反饋和分析，及時總結工程應用經驗，進一步收集相關工作意見，便於後期對《規範》進行優化和完善。

相關文件：關於發佈《公路沉管隧道設計規範》的公告