全球城市化脚步不断加快的同时,交通及运输系统方面的要求也随之不断提升。跨水域问题可利用水下隧道得到良好解决,而运用该手段又可实现环境影响及水面航运影响最小化,因此在大江大河及海峡中修建的水下隧道工程数量日益增加。在经济、技术等方面,沉管隧道都具有别具一格的优点,而且沉管隧道的关键技术问题在设计及施工过程中逐一得到解决,由此得到国家的高度重视,在我国水下大型隧道工程中,沉管隧道也成为了首选施工方式。与我国相比,国外沉管隧道技术起步较早,已取得较为成熟的成果。但是尽管我国起步时间晚,但却具有惊人的发展速度,当前已构建了宁波甬江沉管隧道、广州珠江沉管隧道、上海外环隧道等诸多跨江隧道,初步具备了独立设计、独立施工的能力。在港珠澳大桥岛隧工程中,海流、波浪等海洋环境给沉管的浮运和沉放带来了全新的技术挑战。本文将结合港珠澳大桥岛隧工程项目,对沉管隧道浮运沉放施工进行了系统的研究,建立了完整数值模型,进行了数值仿真计算。开展沉管浮运阻力性能、沉管沉放等待及沉放过程的水动力性能研究,为港珠澳大桥岛隧工程沉管施工提供必要的理论指导。整个项目包括管节浮运工况,沉放等待工况以及沉放过程工况三个部分,其中计算内容包括CFD阻力分析,弯矩分析,缆系受力,浮体运动响应等。运用SESAM软件包,包括HydroD、DeepC、SIMO等模块;Fluent软件;OrcaFlex软件等进行数值计算。其主要研究内容包括:(1)沉管浮运过程中动力性能分析,包括沉管所受的阻力、弯矩等;(2)沉放等待过程中沉管在海流、波浪及风作用下的水动力响应分析;(3)沉管在海流作用下的沉放过程模拟分析,预报沉管沉放过程姿态,评估沉放方案可信性。