深中通道是國家高速公路網(wǎng)G2518跨珠江口的重要組成部分,也是粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐工程,全長24公里,集“橋、島、隧、水下互通”于一體。
6月8日開始,該項(xiàng)目最后一個(gè)管節(jié)(E23)及最終接頭開啟整體浮運(yùn)安裝,采用整體預(yù)制、水下管內(nèi)推出是世界首創(chuàng)。至11日完成最終接頭推出對(duì)接,共用時(shí)近70個(gè)小時(shí),一舉實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵控制性工程突破,為深中通道沖刺2024年通車目標(biāo)邁出重要一步。
“一航津安1”號(hào)沉管運(yùn)輸安裝一體船在沉放安裝E23管節(jié)和最終接頭,背后是建設(shè)中的深中通道伶仃洋大橋(6月9日攝,無人機(jī)照片)。 新華社發(fā)
制造:總用鋼量約32萬噸 是“鳥巢”的3倍
深中通道海底隧道長約6.8公里,總用鋼量約32萬噸,是國家體育場“鳥巢”用鋼量的3倍。其中鋼殼混凝土沉管隧道長約5公里,分為32個(gè)管節(jié)(26個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)、6個(gè)非標(biāo)管節(jié))和1個(gè)最終接頭,標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長165米、寬46米、高10.6米,立起來就是一幢55層高的大樓。
按照施工計(jì)劃,必須要達(dá)到每月出廠一節(jié)鋼殼的速度,才能滿足項(xiàng)目建設(shè)需要。為此,深中通道項(xiàng)目部門打造了大型鋼結(jié)構(gòu)“智能制造四線一系統(tǒng)”,提高焊接的質(zhì)量和速度。
鋼殼制造完成后,由中交四航局桂山島沉管預(yù)制廠負(fù)責(zé)23個(gè)管節(jié)的預(yù)制,保利長大黃埔文沖龍穴島沉管預(yù)制廠負(fù)責(zé)9個(gè)管節(jié)的預(yù)制,兩處均采用智能澆筑系統(tǒng)進(jìn)行自密實(shí)混凝土的澆筑。據(jù)了解,深中通道鋼殼沉管管節(jié)共澆筑了近90萬立方米的自密實(shí)混凝土,檢測表明,混凝土填充密實(shí)性達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
沉放:“海底繡花”打造舒適基床
想要實(shí)現(xiàn)如此巨大的管節(jié)沉放,建設(shè)團(tuán)隊(duì)首先要在海底為隧道沉管打造一個(gè)舒適的基床,需要在海底20—40米深處進(jìn)行基槽開挖,其開挖精度、碎石整平精度均要求達(dá)到亞米級(jí),堪稱“海底繡花”。深中通道項(xiàng)目創(chuàng)新海相深厚淤泥層“大直徑深層水泥攪拌樁+塊石振密”復(fù)合地基處理新技術(shù),軟土地基沉降控制在48毫米以內(nèi),達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
在完成基槽清淤、深層水泥攪拌樁、塊石拋填后,深中通道建設(shè)團(tuán)隊(duì)會(huì)使用其專門研發(fā)的“一航津平2”——當(dāng)前世界上最先進(jìn)的沉管隧道基槽碎石整平船,在其上方均勻鋪設(shè)1米厚的碎石層。
“碎石整平船就是一臺(tái)水下‘3D打印機(jī)’,鋪設(shè)碎石的方式與‘3D打印’相同,鋪設(shè)完成后,碎石層的平整度可以控制在正負(fù)4厘米內(nèi),為沉管管節(jié)及最終接頭鋪上一層舒適的床墊。”中交一航局深中通道項(xiàng)目部常務(wù)副總工程師寧進(jìn)進(jìn)說。
安裝:沉管安裝標(biāo)準(zhǔn)從厘米級(jí)提升至毫米級(jí)
為建設(shè)深中通道鋼殼沉管隧道,中交一航局研發(fā)團(tuán)隊(duì)與建設(shè)方一起,歷經(jīng)3年研發(fā),設(shè)計(jì)出世界上安裝能力最大、沉放精度最高、施工作業(yè)最高效、性能最先進(jìn)的海底隧道沉管施工專用船舶,被命名為“一航津安1”。
“一航津安1”主船體采用雙體船船型設(shè)計(jì),集沉管浮運(yùn)、定位、沉放和安裝等功能于一體,船長190.4米,船寬75米,型深14.7米。
“一航津安1”號(hào)沉管運(yùn)輸安裝一體船拖帶E23管節(jié)和最終接頭從珠海桂山島啟航,前往沉放水域(6月8日攝,無人機(jī)照片)。 新華社發(fā)
“一航津安1”最大的亮點(diǎn)是配備了無人駕駛系統(tǒng)?!熬哂泻桔E追蹤及偏移糾偏功能,可以嚴(yán)格按照設(shè)定路線航行、轉(zhuǎn)體等?!敝薪灰缓骄指笨偣こ處熇钤鲕娬f。
相比傳統(tǒng)管節(jié)浮運(yùn)安裝方式,“一航津安1”可滿足8萬噸級(jí)沉管50公里超長距離安全浮運(yùn)安裝作業(yè),減少伶仃航道占用時(shí)間80%以上,減少臨時(shí)航道挖泥70%以上,沉管浮運(yùn)安裝效率較傳統(tǒng)工藝提升一倍以上。
“沉管浮運(yùn)安裝一體船系統(tǒng)性革新了世界沉管浮運(yùn)安裝工藝,也將世界沉管安裝的厘米級(jí)標(biāo)準(zhǔn),提升到中國的毫米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?!鄙钪型ǖ拦芾碇行母敝魅午娸x虹說。
對(duì)接:世界首創(chuàng)集成裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)“牽手”
深中通道海底沉管隧道采用的整體預(yù)制水下管內(nèi)推出式最終接頭,是世界首創(chuàng)的全新結(jié)構(gòu)裝置。
深中通道管理中心主任總工程師宋神友說:“我們?cè)谝酝こ痰慕?jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,因地制宜創(chuàng)新性提出了整體預(yù)制管內(nèi)推出式最終接頭的新型方案。它這個(gè)方案具有安全性高、施工速度快、不需要大型裝備、經(jīng)濟(jì)性好的突出優(yōu)點(diǎn)?!?/p>
“一航津安1”號(hào)沉管運(yùn)輸安裝一體船拖帶E23管節(jié)和最終接頭從珠海桂山島啟航,前往沉放水域(6月8日攝,無人機(jī)照片)。 新華社發(fā)
根據(jù)推出方案,E23管節(jié)和最終接頭同步預(yù)制,就像一個(gè)帶內(nèi)外盒的可以推出的“巨型抽屜”,集成了千斤頂、止水帶、滑軌等11套專用設(shè)備和系統(tǒng)。
E23管節(jié)沉放安裝完成后,通過壓載水系統(tǒng)和千斤頂系統(tǒng),控制推出段結(jié)構(gòu)緩慢推出,實(shí)現(xiàn)推出段與E24管節(jié)止水帶初步壓合,抽排E24管節(jié)與推出段之間水體,實(shí)現(xiàn)水力壓接,貫通測量確定對(duì)接精度后,對(duì)推出段剩余空格艙進(jìn)行壓漿密實(shí)處理。
為保障高精度的最終合龍段對(duì)接,深中通道利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和沉放安裝控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了此前多個(gè)管節(jié)的毫米級(jí)安裝精度,創(chuàng)造了先決條件。同時(shí),研發(fā)了全新深水水下測控裝備和計(jì)算系統(tǒng),準(zhǔn)確掌握推出段與E24管節(jié)間的空間姿態(tài)。千斤頂同步位移控制系統(tǒng),能適時(shí)調(diào)整推出段姿態(tài)。
深中通道沉管隧道建設(shè)歷程
2018年4月27日
深中通道海底隧道沉管鋼殼試驗(yàn)段開工。
2019年12月10日
首節(jié)沉管完成澆筑。
2020年6月17日
首節(jié)沉管E1管節(jié)完成沉放安裝,實(shí)現(xiàn)“深海初吻”。
2021年1月22日
西端E7管節(jié)對(duì)接,管節(jié)安裝突破1000米。
2021年8月30日
東端首個(gè)管節(jié)E32完成沉放對(duì)接,開始東西并進(jìn)。同時(shí)也是首次實(shí)現(xiàn)“一月兩管”。
2021年12月15日、29日
分別完成西端E15管節(jié)及東端E28管節(jié)對(duì)接,管節(jié)安裝突破3000米。
2022年3月11日、13日
分別完成東端E26管節(jié)及西端E17管節(jié)對(duì)接,在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)同一窗口期沉放兩個(gè)大型管節(jié)。
2022年6月7日
東端E25管節(jié)對(duì)接,管節(jié)安裝突破4000米。
2022年7月22日、24日
分別完成東端E24管節(jié)及西端E19管節(jié)對(duì)接,同一窗口期再度“雙管齊下”。
2023年6月11日
E23管節(jié)及最終接頭完成沉放對(duì)接,沉管隧道實(shí)現(xiàn)合龍。