图3. 东人工岛最后一个钢圆筒的打设。
上述建岛方法可以大大加快成岛速度：
①岛体施工快——围岛的钢圆筒和副格的尺寸越大，所需要的数量就越少，海上施工的时间就越短。实际施工做到了1日3筒。所以，工程的控制性工序成了钢圆筒与副格的制造和运输。
②基础施工快——钢圆筒与副格形成了不透水的临时岛壁，进而可以通过在岛内填砂和打设塑料排水板，来实现大超载比的堆载预压，从而取消大量的水上基础处理作业。
③简化了岛上的工作——隧道现浇段的施工需要在人工岛上开挖18 m深的基坑，钢圆筒可以兼做基坑和围护。
采用这个方法以后，人工岛的成岛时间从3年缩短到7个月。海上作业时间的缩短降低了对中华白海豚种群的生存环境，以及该区域繁忙的海上交通的影响。值得一提的是，深插钢圆筒与副格的研发和实施并没有令人工岛部分的建设费用超出预算，原因是工期缩短使海上作业大幅度减少了。
四、沉管隧道
沉管隧道由33个管节和一个最终接头组成。典型管节长180 m，宽37.95 m，高11.4 m，重7.6×104 t。
（一）组合基床及其施工装备研发
早期方案是从两端的支撑桩过渡到减沉桩，再过渡到中间段的天然地基[图4（a）]。该方案当时已进行到了施工的筹备阶段，在一次桩顶与碎石垫层的设计参数的取值试验中，发现沉降规律复杂，而且沉降随着荷载级度的增加不收敛。因此，实际方案是：组合基床、水下堆载预压与挤密砂桩为主的改良地基[图4（b）]。组合基床为隧道结构提供了一层硬底；水下堆载预压确保了沉降在空间上的分布均匀；挤密砂桩保证了地基的承载力。
图4. 隧道基础处理。（a）早期方案；（b）实施方案。PHC：预应力高强混凝土管桩；SCP：挤密砂桩。
为确保水下基础施工质量，开发了多种专用设施。改造了带有平挖功能的抓斗船，以降低挖泥作业对原状土体的扰动，将隧道基槽底部的竖向开挖精度控制在±50 cm。改造了“盖章式”清淤船，用于在碎石垫层铺设前清除隧道基槽底部的局部淤泥。研发了抛石夯平船，用来实施组合基床的块石层，该船可一边用两个溜管在水下抛填块石，一边用一台水下液压振动锤在块石层的表面进行强夯。开发了清淤专用的吸头，安置在碎石整平船上。该吸头能够在碎石垫层上直接清除局部的淤泥，而不扰动已经铺好的碎石垫层。
（二）鲁棒的半刚性管节
沉管隧道在运营期会被厚度大于20 m的回淤所覆盖。部分回淤在未来航道变更时可能被再次挖除。已有的节段式和整体式管节结构在纵向上都无法承受深埋带来的高荷载。为解决该问题，曾提出两个减轻隧道上方荷载的方案，一个是在未来120年的隧道运营期间不断地疏浚，移除隧道上方的回淤；另一个是在隧道上方预先填满轻质材料。这两个方案都投入巨大，而改变环境，不如改变隧道结构自身，采用半刚性管节可增强沉管隧道管节纵向结构的鲁棒性。如果将整体式管节比作结实的人，将节段式管节比作柔韧的人，半刚性管节就是既结实又柔韧的人。该结构的实施消除了大量的海上作业。半刚性管节的构造与原先的节段式的变化是在管节安装后不解除沉管隧道的纵向临时预应力，而将其永久地使用。
（三）智能记忆支座
半刚性管节保证了管节结构自身的安全，但是管节与管节之间的接头是一个薄弱环节。管节接头竖向锁定采用后安装的钢剪力键。通过推迟锁定的时间能够降低竖向剪力键的受力，但是在运营期隧道顶部会逐渐累积厚度超过20 m的淤积土荷载，钢剪力键及其连接部位的混凝土墙体仍然将受到较大的荷载，特别是临海侧的混凝土结构，一旦开裂会带来诸如钢筋锈蚀的耐久性问题。因此，记忆支座被开发，用于保护管节接头。记忆支座通过合理地引导力走向来保护结构。例如图5中该支座通过“记住”剪力键的竖向承载力，一旦该力被超过，就将超出的部分导入沉船正下方的管节的地基（图5中的R1 ）而不再导入相邻管节的地基（图5中的R2 ）。通过这种方式，记忆支座能够允许结构发挥其最大效用，而不危及自身。记忆支座的这种受力-压缩特性可以通过特定材料的切削与断裂试验来获得。
图5. 记忆支座原理示例。δ：在没有旋转的情况下，支座的压缩等于两个管节的垂直偏移量；G：沉船的水下重量；F：记忆支座传递的力；h：记忆支座高度。
地质信息的不确定性的风险通常可以通过结构的加强来补偿。但是沉管隧道的结构往往受制于墙体的尺寸，管节接头的结构安全度有可能不足。记忆支座同时起到了补偿地质信息不确定性风险的作用，将不确定性转变成了确定的结构安全冗余量。
（四）整体式主动止水最终接头
最终接头位于E29与E30之间，底板水深27.9 m，安装作业受到波浪与海流的影响。沉管隧道已有的最终接头施工方法包括围堰法、止水板法、终端块法、V形块法以及Key管节法。这些工法对于止水和连接，都是通过利用静水压力或灌浆实现的，属于被动的方式。我们开发了主动止水最终接头技术。把最终接头做成一个整体，运输与沉放时，其纵向尺寸小于其最终状态的尺寸；对接时，其自身能沿纵向展开并接触相邻管节。用这种方式，将该工程的海上作业时间从6个多月缩短至3 d。
（五）管节预制的工厂化体系
预制工厂选址对缩短工期、节省投资极为重要，我们比较了周边的6处地址，最终选择了桂山岛上的废弃采石场，其距离隧址最近。采用了工厂法来预制33个沉管管节。工厂被划分为生产区（图6）、管理区、生活区，总占地面积为5.6×105 m2 ，员工为1200名。
图6. 预制厂生产区平面示意。
管节预制速度需要与管节安装速度匹配。前者由天气海况决定，平均每月1节，后者通过设置2条生产线平行作业，每2个月生产2个管节。生产线上的关键线路是钢筋绑扎、模板安装与混凝土浇筑。其中，钢筋绑扎工序是控制程序，因此将它拆分为底板、侧墙、顶板3个单元以实现流水作业。
沉管管节壁厚1.5 m，单节段一次浇筑方量为3400 m3 ，采用全断面同时浇筑。并且采用了标准化的自然控裂方案，实现了在不采用冷却水管条件下，近百万方混凝土浇筑无裂缝。
（六）精准的管节安装技术
管节拖运在水深受限的航道中进行，一旦失控，不但损失巨大，而且将成为航道障碍物。为降低风险，管节的拖运采用10多艘海事艇护航和12艘拖轮（图7）。其中4艘拖轮与管节直接连接，前后各2艘；额外的8艘拖轮随航，在出现较大的横流时通过顶推管节上的安装船来控制管节的姿态。为了保证拖运安全，我们还开发了浮运导航系统，在拖运过程中实时地监测管节及所有拖轮的位置，并且将数据显示在安装船的拖运指挥室及所有的拖轮上。指挥室主船长的命令可以准确、实时地传递给各个拖轮的船长。值得指出，同时控制12艘船操控7.6×104 t的管节，对于有丰富外海大船拖航经验的船长仍然是一个挑战，因此我们在正式拖航前进行了4次演练。
