跨越伶仃洋海域的港珠澳大桥是由沉管隧道、人工岛和桥梁组成的跨海集群工程,结构形式复杂,建设规模和难度大,腐蚀环境严酷。而其中海底沉管隧道既是目前全世界范围内已建和在建的海底沉管隧道中总长度最长、海底埋置深度最深、单孔跨度最宽、单节柔性管节最长、总工程规模最大的海底公路沉管隧道,同时也是我国海底沉管隧道交通建设史上技术最复杂、标准最高超级工程。因此,本文依托港珠澳大桥岛隧工程,首先详细调研收集港珠澳大桥岛隧工程总体工程地理位置、自然气候条件、预制沉管厂总平面分布情况并分析作为迄今为止世界上施工工程规模最大的海上沉管岛隧工程的施工难点及特点;然后,针对预制沉管混凝土大体积、大断面、大标号、所处环境恶劣等特点,提出混凝土原材料选择的原则并对原材料进行优化选择,设定配合比设计要求与原则,开展小尺寸模型试验及足尺模型试验优化初步配合比下沉管结构的施工性能、力学性能、耐久性能等,最终确定出三个不同季节的预制沉管混凝土的施工配合比;再次,研究了工厂法预制沉管流水式预制生产线的施工方法和工艺流程,并计算出工厂法预制沉管中各预制结构尺寸等,掌握沉管预制中混凝土施工工艺(生产运输、全断面分区浇筑、振捣、中隔墙连接板处施工,特殊部位的振捣);其后,提出预制沉管混凝土的养护方法以及注意事项,按养护地点和按养护时间分别设计出不同养护系统;最后,为严格控制预制沉管混凝土开裂,提出基于有限元仿真分析预制沉管混凝土裂缝控制技术,并根据其仿真计算结果给出混凝土施工阶段温度控制标准和要求,并提出采用全面覆盖预制各环节、全过程的可视化监测预警系统以此更好的对预制沉管现场实施监控。通过上述对港珠澳大桥岛隧工程预制沉管混凝土的设计以及具体的施工工艺核心技术体系的研究,可为今后同类岛隧工程提供一定经验及借鉴。