細(xì)看深中通道“全球之最”

一個倒“V”字形的入?？冢瑢⒅榻诜譃闁|西兩岸，廣東省深圳、東莞在一邊，珠海、中山在另一邊。陸上點(diǎn)到點(diǎn)必須繞行廣州，最遠(yuǎn)的距離200多千米，車程3個多小時。

為了克服江海阻隔、縮短時空距離，灣區(qū)兩岸的城市一直在“雙向奔赴”——1997年虎門大橋完工，2018年港珠澳大橋通車，2019年南沙大橋建成……如今深中通道開通，粵港澳大灣區(qū)綜合交通運(yùn)輸體系不斷完善。

從高空俯瞰，深中通道如一條巨龍蜿蜒橫臥伶仃洋上。全球最高通航凈空海中大橋、全球最大海中懸索橋錨碇、全球最長雙向八車道海底沉管隧道……歷時7年多建成開通，深中通道創(chuàng)下10項“全球之最”。超級工程背后，有哪些硬核科技？

刷新全球快速成島紀(jì)錄

從空中俯瞰，相當(dāng)于19個標(biāo)準(zhǔn)足球場面積的西人工島如同鯤鵬，振翅于伶仃洋面。駕車穿行深中通道，將在這里完成橋隧轉(zhuǎn)換。

西人工島何以變成伶仃洋上“新地標(biāo)”？將時間撥回到2017年2月1日。夜色深沉，中交第一航務(wù)工程局有限公司（下簡稱“中交一航局”）深中通道項目會議室里燈火通明，討論熱烈，大家討論的課題是“如何在外?？焖俪蓫u”。

原來，西人工島施工海域水深泥厚，傳統(tǒng)的“圍堤吹填”工藝無法滿足工期要求。在借鑒港珠澳大橋建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊提出全新的大型深插式鋼圓筒圍島方案。

海底地形勘探后，新的施工難題浮現(xiàn)。西人工島處于采砂區(qū)內(nèi)，地質(zhì)條件比港珠澳大橋更復(fù)雜，施工水域海床遍布著硬質(zhì)夾層，就像是一盤散沙里錯落著各類石子，振沉精度極難掌控。

針對這一工況，中交一航局團(tuán)隊研發(fā)了鋼圓筒基礎(chǔ)預(yù)處理核心技術(shù)：通過將深層水下攪拌船的鉆桿插入硬質(zhì)土層，注入泥漿，將其軟化，從而使鋼圓筒順利穿透，滿足作業(yè)條件。

“相比港珠澳大橋，深中通道鋼圓筒直徑更大、分量更重，振沉作業(yè)所需的動力也更強(qiáng)?！敝薪灰缓骄稚钪型ǖ理椖坎抗こ碳夹g(shù)部部長劉帥介紹，團(tuán)隊為此自主研發(fā)出全球最大十二錘聯(lián)動液壓振動錘組，不僅“力氣大”，還有“智慧芯”，能精準(zhǔn)調(diào)控作業(yè)位置，創(chuàng)下“一日打設(shè)四筒”的紀(jì)錄。

技術(shù)護(hù)航，施工提速。2017年5月1日，西人工島首個鋼圓筒振沉成功，同年9月18日，最后一個鋼圓筒振沉完成。項目人員在茫茫外海建成一座巨大的人工島，較計劃工期提前一年半，創(chuàng)造了快速成島的世界紀(jì)錄。

“鋼圓筒圍島工藝的使用，不僅能降低對海洋生態(tài)的影響，還能增強(qiáng)島嶼穩(wěn)定性。”劉帥說，成島后幾次強(qiáng)臺風(fēng)過境，團(tuán)隊對每個鋼圓筒進(jìn)行監(jiān)測，它們都經(jīng)受住了考驗。

全球最高橋面海中大橋

站在西人工島向西望去，深中大橋仿佛臥波長虹，在深藍(lán)海面上劃出優(yōu)美弧線，成為伶仃洋面一道亮麗的風(fēng)景線。

橋上，兩根懸空纜索從主塔上方一躍而過；橋下，巨輪往來穿梭，蔚為壯觀。作為深中通道關(guān)鍵控制性工程之一，深中大橋全長2 826米、主跨達(dá)1 666米，是世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋，也是世界最高橋面海中大橋，橋面距離海面91米。

“主纜是懸索橋的‘生命線’?！敝薪坏诙絼?wù)工程局有限公司深中通道項目常務(wù)副總工程師曾煒說，深中大橋橋面高、跨度大，用鋼量相當(dāng)于兩座國家體育場外部結(jié)構(gòu)的用鋼量。大橋處在珠江口開闊水域，還要長期面對高溫、高鹽、高濕的海洋環(huán)境，這就需要拉力更大、耐腐蝕性更強(qiáng)的主纜。

這座創(chuàng)下世界之最的大橋纜索長啥樣？

“這是由我們自主研發(fā)的2 060兆帕纜索鋼絲專用盤條拉制而成，單絲承載力可吊起3輛小轎車?！敝行盘└惶劁摷瘓F(tuán)旗下興澄特鋼總經(jīng)理白云說，通過提高纜索強(qiáng)度、縮小纜索直徑，不僅實(shí)現(xiàn)了低風(fēng)阻，保障了橋梁安全性，還有效降低了主纜用鋼量，綜合性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

造得出，還得用得好。將每根主纜搬至270米的高空無異于“風(fēng)中穿針”。

為減小大風(fēng)影響，項目通過主纜“V”形保持器和索股抑位裝置，降低了大風(fēng)天氣引起索股擺動而無法調(diào)索的影響，為后續(xù)主纜架設(shè)爭取了時間，同時還提升了索股架設(shè)的精度。為消減溫差作用，團(tuán)隊采取“白天牽引、夜間調(diào)索”的雙向施工模式，確保主纜架設(shè)“穩(wěn)準(zhǔn)快”。為實(shí)現(xiàn)安全作業(yè)，團(tuán)隊采用超長索股無人跟隨架設(shè)技術(shù)，對索股遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時掌握施工數(shù)據(jù)，最終順利完成主纜索股架設(shè)。

“如今，上百根索股牢牢‘?dāng)Q成一股繩’，在將整個橋梁緊緊拉住、穩(wěn)穩(wěn)立于海面之上的同時，也為大橋上游航運(yùn)繁忙的廣州港留足了通航空間?！痹鵁樥f。

全球首艘沉管運(yùn)裝一體船

車輛駛出西人工島，透過寬闊的洞口一路向東，便隨深中隧道一起“遁入”幾十米以下的海底。

航空限高和水運(yùn)通航需求，決定了深中通道東側(cè)只能采用隧道方案，也造就了世界首例雙向八車道鋼殼混凝土沉管隧道。驅(qū)車駛?cè)肷钪兴淼溃瑹艄忤?、路面平緩。很難想象，這是一段由幾十個重達(dá)近8萬噸的鋼殼沉管首尾相接而成的浩大工程。

巨大沉管怎么造？2018年6月，珠海桂山島上，曾承接港珠澳大橋隧道沉管建造任務(wù)的中交第四航務(wù)工程局有限公司沉管預(yù)置工廠，經(jīng)過全面升級后再度啟用。智能澆筑機(jī)、智慧攪拌站、智能臺車等設(shè)備在智能中樞指揮下，實(shí)現(xiàn)了沉管的快速預(yù)置和高效移運(yùn)。

從預(yù)制廠到對接區(qū)，相隔近50千米。將造好的沉管浮運(yùn)到位，是整個項目的重中之重。

“工欲善其事，必先利其器?！薄芭c港珠澳大橋相比，深中隧道沉管隧道結(jié)構(gòu)新、尺寸寬、運(yùn)距長，原有裝備無法滿足施工要求，必須制造一艘功能更強(qiáng)大的沉管施工專用船?！敝薪灰缓骄稚钪型ǖ理椖砍?wù)副總工程師寧進(jìn)進(jìn)說。

2016年，在一次專家討論會上，中交一航局研發(fā)團(tuán)隊成員提出讓安裝船自帶動力的設(shè)想。經(jīng)過一年多的細(xì)化、建造、調(diào)試，世界首艘沉管浮運(yùn)安裝一體船“一航津安1”逐漸成形。這是一艘自重達(dá)2萬噸的超大型船舶，不僅擁有自航能力，可減少隨行輔助船舶、保證航道通暢，還具有航跡糾偏功能，即使運(yùn)載8萬噸級沉管，也能實(shí)現(xiàn)沉管水下50米的精準(zhǔn)沉放。

2020年6月投入首節(jié)沉管浮運(yùn)安裝，到2023年6月最后一節(jié)沉管安裝成功，3年間，一體船一次次從桂山島出發(fā)，穿過港珠澳大橋，進(jìn)入伶仃洋航道，經(jīng)過多次航道轉(zhuǎn)換，克服重重挑戰(zhàn)，將一節(jié)節(jié)沉管穩(wěn)穩(wěn)安放在海底。

“最終接頭對接施工前，我們通過基于北斗測量的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了毫米級平面安裝精度。”深中通道管理中心主任、總工程師宋神友說。

放眼望去，浩瀚的伶仃洋上，海天一色，開闊壯觀?！巴ㄜ嚭蟮纳钪型ǖ?，與已建成的虎門大橋、港珠澳大橋、南沙大橋等跨海跨江通道一起，為沿線城市發(fā)展打開了新空間?！彼紊裼迅锌?，深中通道培育了一批素質(zhì)過硬的跨海交通集群工程建設(shè)人才和創(chuàng)新團(tuán)隊，將更好支撐中國建造邁向高質(zhì)量發(fā)展，為世界跨海通道工程貢獻(xiàn)“中國智慧”。

延伸閱讀

深中通道10項世界之最

1.世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋，主跨1 666米。

2.世界最高橋面、最高通航凈空海中大橋，橋面高91米。

3.世界最大海中懸索橋錨碇，單個錨碇混凝土方量約34.4萬立方米。

4.世界最高懸索橋抗風(fēng)檢驗風(fēng)速，最高顫振檢驗風(fēng)速83.7米/秒。

5.世界最大體量鋼橋面熱拌環(huán)氧瀝青鋪裝，面積達(dá)到37.88萬平方米。

6.世界最長的雙向八車道海底沉管隧道，長5 035米。

7.世界最寬的海底鋼殼-混凝土沉管隧道，寬55.6米。

8.世界單體體量澆筑最大鋼殼沉管自密實(shí)混凝土澆筑，單個管節(jié)混凝土澆筑方量2.9萬立方米。

9.世界首例水下高速公路樞紐互通。

10.世界最寬（3米）的可反復(fù)折疊M型止水帶，應(yīng)用于沉管最終接頭。