深中通道沉管隧道“世界之最”如何煉成？

　　“首節(jié)沉管浮運(yùn)安裝涉及的工程規(guī)模和技術(shù)難度前所未有，但過(guò)程比預(yù)想中要順利得多，這主要得益于深中通道整個(gè)技術(shù)層面的進(jìn)步?！睆V東省公路建設(shè)有限公司黨委副書(shū)記、總經(jīng)理陳偉樂(lè)介紹，深中通道雙向八車道沉管隧道長(zhǎng)約6.8公里，由32個(gè)鋼殼混凝土管節(jié)如“搭積木”般連接而成，比港珠澳大橋雙向六車道鋼筋混凝土沉管隧道斷面要寬9—18.5米，是世界上最長(zhǎng)、最寬的鋼殼混凝土沉管隧道。首節(jié)沉管的順利對(duì)接，意味著深中通道在沉管隧道方面較港珠澳大橋時(shí)期又有了質(zhì)的提升，填補(bǔ)了多項(xiàng)設(shè)計(jì)、施工方面的技術(shù)空白。

　　沉管預(yù)制工效較港珠澳大橋提升1倍，靠什么？

　　“首節(jié)沉管（E1）長(zhǎng)165米、寬46米、高10.6米，重約6萬(wàn)噸，排水量如同一艘中型航空母艦。其采用的鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)，在我國(guó)尚屬首次?！敝薪凰暮骄稚钪型ǖ理?xiàng)目工程師周林介紹，深中通道每節(jié)沉管要用1.2萬(wàn)噸鋼，相當(dāng)于搭建1.6個(gè)埃菲爾鐵塔所使用的鋼材量，同時(shí)還要澆筑混凝土，技術(shù)難度前所未有。

　　根據(jù)深中通道項(xiàng)目的建設(shè)計(jì)劃，平均30天要制造完成一節(jié)這樣的管節(jié)鋼殼。同時(shí)，為保證隧道管節(jié)在水下對(duì)接的精度、密實(shí)度，深中通道隧道沉管鋼殼的制造精度要求極高。要在一個(gè)比標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)還要大的平面上，做到鋼殼的正負(fù)平面高差不超過(guò)10毫米，遠(yuǎn)超造船的精度要求。為此，深中通道管理中心和廣船國(guó)際南沙龍穴制造基地合作，結(jié)合BIM信息技術(shù)平臺(tái)，建設(shè)了鋼殼智能制造“四線一系統(tǒng)”，大力推行智能鋼殼制造，大規(guī)模應(yīng)用機(jī)器人智能化焊接、智能化打砂、智能化噴涂。這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)在超大型構(gòu)件制造上大規(guī)模應(yīng)用的智能制造系統(tǒng)。

　　2019年6月26日15時(shí)30分，經(jīng)過(guò)8個(gè)小時(shí)的“海上航行”，重達(dá)8716噸的深中通道沉管隧道首個(gè)管節(jié)鋼殼（E1管節(jié)）抵達(dá)位于珠海桂山鎮(zhèn)牛頭島上的深中通道沉管智慧工廠，開(kāi)啟了它的“加工之旅”。鋼殼澆筑是第一道工序。

　　“E1管節(jié)由超過(guò)2500個(gè)密閉倉(cāng)格組成，需要澆筑2萬(wàn)多立方米自密實(shí)混凝土。同時(shí)，一個(gè)123.8米的標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)焊縫長(zhǎng)度超過(guò)了227公里，而165米的標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)焊縫長(zhǎng)度更是超過(guò)280公里，最厚的鋼板達(dá)到了4厘米，焊接的工作量超大、對(duì)工藝的要求極高?！鄙钪型ǖ拦芾碇行母敝魅?、總工程師宋神友表示，在封閉隔倉(cāng)里實(shí)現(xiàn)混凝土填充密實(shí)性是世界性難題。

　　為此，2015年深中通道管理中心組織產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，聯(lián)合中交四航局研發(fā)中心等單位，歷時(shí)3年多，進(jìn)行了上百次隔倉(cāng)模型澆筑試驗(yàn)，突破了封閉式隔倉(cāng)混凝土填充密實(shí)度等“卡脖子”難題，自主研發(fā)出一套智能澆筑系統(tǒng)，可幫助項(xiàng)目完成單個(gè)管節(jié)2500個(gè)倉(cāng)格實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)誤差的混凝土澆筑工作，大大減少了人工以及人工施工的偏差，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在手，所有澆筑施工信息都能夠查得到、看得到。

　　如今，跟港珠澳大橋時(shí)期相比，深中通道預(yù)制一節(jié)沉管的時(shí)間由75天縮短至30天，工效提升了一倍有余。

　　澆筑完成之后，E1管節(jié)從8000多噸重的鋼殼“搖身一變”，成為重6萬(wàn)噸的龐然大物。2019年12月9日，經(jīng)由中交四航局工程師們自主研發(fā)的智能臺(tái)車系統(tǒng)，E1管節(jié)成功縱移至淺塢區(qū)。相較港珠澳大橋的首節(jié)沉管移運(yùn)用時(shí)7天，深中通道E1管節(jié)僅耗時(shí)3個(gè)小時(shí)，速度提升了快56倍，再一次彰顯中國(guó)制造的“大灣區(qū)速度”，為之后的施工贏得了充分的準(zhǔn)備時(shí)間。

　　40米深海下毫米級(jí)精準(zhǔn)對(duì)接，怎么做到的？

　　6月16日22時(shí)30分，歷經(jīng)7次航道變換、長(zhǎng)達(dá)50公里的浮運(yùn)以及6.5個(gè)小時(shí)的系泊作業(yè)之后，E1管節(jié)開(kāi)始了正式沉放對(duì)接工作。如何在暗流洶涌的深海之中實(shí)現(xiàn)誤差不超過(guò)5厘米的毫米級(jí)精準(zhǔn)對(duì)接安裝，成為建設(shè)者們面臨的最為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

　　“超級(jí)工程還需超級(jí)裝備！”陳偉樂(lè)表示，首節(jié)沉管能夠順利實(shí)現(xiàn)水下的精準(zhǔn)沉放與毫米級(jí)對(duì)接，離不開(kāi)由深中通道管理中心聯(lián)合中交一航局等單位自主研發(fā)的國(guó)之重器——深中通道核心裝備、世界首制自航式沉管運(yùn)輸安裝一體船“一航津安1”。

　　“一航津安1”研發(fā)歷經(jīng)3年，由深中通道管理中心牽頭組織，中交一航局提出、上海振華設(shè)計(jì)、黃埔文沖建造，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，目前已獲得國(guó)家專利并申報(bào)了國(guó)際專利。該船采用雙體船船型設(shè)計(jì)，船長(zhǎng)190.4米，船寬75米，型深14.7米，甲板面積相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng)?？蓪?shí)現(xiàn)深水靜水工況下拖帶165米，2節(jié)航速自動(dòng)巡航，7.2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)沉管浮運(yùn)航速可達(dá)5節(jié)，同時(shí)能夠抵抗1.6節(jié)橫流。

　　“為占領(lǐng)技術(shù)巔峰，我們用了6年的時(shí)間做準(zhǔn)備，包括耗時(shí)1年的使用演練?！敝薪灰缓骄稚钪型ǖ理?xiàng)目常務(wù)副總工程師寧進(jìn)進(jìn)介紹，“一航津安1”是我國(guó)自主研發(fā)的世界上第一艘集沉管浮運(yùn)、定位、沉放和安裝等功能于一體、具有DP定位和循跡功能的專用船舶，具有系統(tǒng)集成度高、自動(dòng)化程度高、安全控制性能高、施工精度高等優(yōu)勢(shì)，可有效克服繁忙復(fù)雜航路、基槽長(zhǎng)距離橫拖、深水沉放、復(fù)雜風(fēng)浪流等不利建設(shè)條件，不但大大增強(qiáng)了沉管浮運(yùn)安裝能力，保障了施工安全，而且極大提高了施工精度和施工效率。

　　6月17日上午，在“一航津安1”的幫助下，E1管節(jié)緩慢下放并水平絞移，不斷調(diào)整管節(jié)坡度，成功著床于最大水深達(dá)40米的隧道基底，相繼完成沉放和對(duì)接作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果顯示，E1管節(jié)各項(xiàng)對(duì)接數(shù)據(jù)均符合設(shè)計(jì)要求，至此，具有“超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖沙坑區(qū)域地層穩(wěn)定性差”五大技術(shù)難點(diǎn)的深中通道沉管隧道啃下了第一節(jié)“硬骨頭”。

　　目前，深中通道沉管隧道項(xiàng)目進(jìn)展順利，已完成3節(jié)管節(jié)生產(chǎn)，開(kāi)始第4節(jié)管節(jié)預(yù)制，預(yù)計(jì)到今年年底完成7個(gè)管節(jié)預(yù)制。同時(shí)，深中通道海底隧道地基處理已經(jīng)全部完成，海底隧道安裝進(jìn)入全力沖刺階段。

　　南方日?qǐng)?bào)記者 李赫 吳帆 徐昊 通訊員 粵交集宣 岳路建 實(shí)習(xí)生 李詩(shī)靜