深中通道：筑就世界級跨海工程傳奇

重大工程是經(jīng)濟實力和綜合國力的集中體現(xiàn)，也是中國式現(xiàn)代化的真實寫照。

75年前的中國，一窮二白、百廢待興。75年來，一個個惠及當(dāng)前、著眼長遠的重大工程拔地而起，為國民經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平提高注入了強勁動力。

重大工程綜合實力不斷增強。從“東方紅一號”上天到“嫦娥六號”帶回人類第一份月背樣品；從新中國成立后建成的第一條鐵路成渝鐵路全線通車，到如今“四縱四橫”高鐵網(wǎng)全面建成，“八縱八橫”高鐵網(wǎng)加密成型；從“萬里長江第一橋”武漢長江大橋通車，到全球首個集橋、島、隧、水下互通于一體的跨海集群工程深中通道建成通車……重大工程凸顯戰(zhàn)略性和牽引性，見證了中國高度、中國速度、中國跨度。

重大工程創(chuàng)新活力持續(xù)迸發(fā)。從“銀河”計算機研制成功到“神威·太湖之光”奪得世界超算冠軍；從C919大型客機一飛沖天，我國掌握了民機產(chǎn)業(yè)5大類、20個專業(yè)、6000多項民用飛機技術(shù)，到“嫦娥六號”任務(wù)突破月球逆行軌道設(shè)計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等多項關(guān)鍵技術(shù)……一項項重大工程在攻堅克難、奮勇爭先中攻破關(guān)鍵核心技術(shù)，不斷刷新著中國創(chuàng)新的高度。

重大工程不斷夯實民生基礎(chǔ)。從“人造天河”紅旗渠總干渠通水，到南水北調(diào)中線工程惠及沿線河南、河北、北京、天津四?。ㄊ校?300多萬人，500多萬人告別高氟水、苦咸水；從西氣東輸工程優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，到港珠澳大橋、北京大興機場助力區(qū)域經(jīng)濟騰飛……在關(guān)系國計民生的領(lǐng)域，重大工程不斷提升人民群眾的獲得感、幸福感、安全感。

逢山開路、遇水架橋，上天入海、探秘宇宙……接連“上新”的重大工程，為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入澎湃動能，為建設(shè)現(xiàn)代化強國提供有力支撐。

重大工程是經(jīng)濟實力和綜合國力的集中體現(xiàn)，是讀懂中國經(jīng)濟的一把鑰匙。它們以宏大的規(guī)模、先進的技術(shù)和卓越的品質(zhì)，向世界展示著中國在工程建設(shè)、科技研發(fā)、資源調(diào)配等方面的強大能力。重大工程是新技術(shù)、新工藝、新裝備的練兵場，高鐵、橋梁、港口、天眼、大飛機等重大工程背后，是一座座被攻克的技術(shù)堡壘，也是一次次產(chǎn)業(yè)鏈上下游的創(chuàng)新協(xié)作，為經(jīng)濟發(fā)展注入創(chuàng)新活力。重大工程也是資源優(yōu)化配置的紐帶，它將分散的資源進行整合與調(diào)配，使各類資源在更廣闊的空間和領(lǐng)域內(nèi)得到高效利用，從能源的跨區(qū)域調(diào)配到人力資源的合理流動，促進國內(nèi)大循環(huán)更加暢通高效。重大工程還成為中國與世界各國開展合作的重要平臺，以高鐵、核電、橋梁等為代表的中國“大工程”正積極走出國門，以技術(shù)實力和工程能力服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展，為世界貢獻中國智慧和中國力量。

親歷者

姚志安 廣東交通集團深中通道管理中心副主任

我有幸完整參與了深中通道項目從設(shè)計、施工、驗收到運營的每一個階段。回想起與深中通道相伴的這8年，心潮澎湃，感慨萬千。

2016年7月1日，我來到深中通道所在地，望見茫茫大海，敬畏之情頓時涌上心頭。我發(fā)了個朋友圈，配文“煙波江上使人愁”，正是當(dāng)時心情的寫照。深中通道是個偉大的項目，能參與其中是每個土木人的幸事。懷揣“建珠江口百年門戶工程，創(chuàng)世界可持續(xù)跨海通道”的目標，我和同事們一道腳踏實地、攻堅克難，度過了充滿激情的奮斗歲月。

“風(fēng)中引線”，海上架天路

深中通道是世界首例集橋、島、隧、水下互通于一體的跨海集群工程，全長約24公里，其中橋梁工程長約17公里。我受命負責(zé)牽頭制定深中通道橋梁工程總體施工組織方案。

深中通道橋梁工程涵蓋主跨1666米的懸索橋、主跨580米的斜拉橋以及長約12公里的非通航孔引橋等。其特殊的結(jié)構(gòu)皆是基于特殊的技術(shù)條件而設(shè)計的，例如，為降低防洪影響，海中橋梁被設(shè)計為獨柱墩，以盡可能減小阻水比。為確保順暢安全通航，綜合考量各種因素后，團隊將主橋的通航凈空提升至76.5 米，以適應(yīng)未來船舶的發(fā)展需求等。

在建設(shè)過程中，我們直面了諸多嚴峻挑戰(zhàn)。

首先是橋梁結(jié)構(gòu)在寬闊海面的抗風(fēng)問題。深中大橋處于沿海強風(fēng)區(qū)，每年風(fēng)速達6級以上的時間超過200天。大橋主跨達1666米，橋面高91米，還是全離岸結(jié)構(gòu)，直面寬闊無垠的海面。當(dāng)時，某著名橋梁公司斷言：“整體鋼箱梁懸索橋方案無法滿足抗風(fēng)安全要求?！?/p>

為此，我們聯(lián)合設(shè)計單位與多所高校合作，進行了長達近3年的平行研究與試驗。通過上百組試驗，最終找到了“最優(yōu)解”——對整體式鋼箱梁進行氣動外形優(yōu)化，采用高透風(fēng)率欄桿，設(shè)置導(dǎo)流板與中央穩(wěn)定板，切實有效提升了大橋的抗風(fēng)穩(wěn)定性。此舉首次將超大跨徑整體鋼箱梁懸索橋顫振臨界風(fēng)速從不到70米/秒提高至88米/秒，使得大橋能抵御17級及以上臺風(fēng)，一舉打破國外論斷。

纜索是懸索橋的主要承重構(gòu)件之一。深中大橋共設(shè)兩根主纜，單根主纜由199根索股組成，每根索股由127絲、直徑6毫米鋼絲組成。橋面的鋼箱梁和未來行駛車輛的重量全部通過吊索傳遞給主纜，再由主纜傳遞給海中錨碇。因此，主纜可謂是整個橋梁最為關(guān)鍵的“生命線”。

高溫高鹽高濕環(huán)境下，主纜鋼絲的耐久性同樣至關(guān)重要。我們組織廠家及院校率先研發(fā)出抗拉強度達到2060兆帕以上且韌塑性良好的高耐久性鋅—10%鋁—稀土和鋅—鋁—鎂兩種高強多合金鍍層鋼絲，一根鋼絲能承受的破斷荷載達到5.8噸，相當(dāng)于3輛小汽車的重量。為保持主纜內(nèi)部干燥環(huán)境，每根主纜還內(nèi)置了4根智慧索股，采用光纖光柵傳感器實時監(jiān)測溫濕度，通過全橋主動除濕裝置科學(xué)除濕、優(yōu)化腐蝕環(huán)境，以保證主纜長達百年甚至更久的壽命。同時，智慧索股也能收集主纜內(nèi)部數(shù)據(jù)，為深中大橋養(yǎng)護提供依據(jù)，也為我國跨海大橋耐久性研究提供重要數(shù)據(jù)。

“海里穿針”，洋底筑通途

土木行業(yè)內(nèi)有句口頭禪，叫“基礎(chǔ)不牢，地動山搖”。橋梁的基礎(chǔ)工程至關(guān)重要，深中大橋的西主塔樁基和東錨碇筑島圍堰施工難度極高。

舉例而言，深中大橋有兩個錨碇，單個重約100萬噸，是當(dāng)前世界上最大的海中錨碇。錨碇的作用就是承受拉力，穩(wěn)定大橋，深中大橋的主纜就系在這兩個“秤砣”身上。這么重，規(guī)模龐大的錨碇基礎(chǔ)處理非常關(guān)鍵。當(dāng)時我們就這個錨碇的基礎(chǔ)施工方案來來回回討論了很久，不斷推演了大概2～3個月。

最終，我們采用“鎖扣鋼管樁+柔性成品索圍箍筑島+地連墻”集成技術(shù)，攻克海中巨型錨碇建造難題。東錨碇海域淤泥層和淤泥黏土層厚約30米，含水量多，軟基固結(jié)難，好比在“水豆腐”上筑島。我們牽頭設(shè)計、施工各方，反復(fù)研討，最終采取排水固結(jié)法，將淤泥中的水“擠出去”。最終結(jié)果非常好，淤泥固結(jié)度達 90% 以上，為鎖扣鋼管樁打設(shè)和填砂筑島奠定堅實基礎(chǔ)。

在施工過程中，確保大型預(yù)制構(gòu)件的高精度安裝是關(guān)鍵。深中通道橋梁工程大型預(yù)制構(gòu)件的吊裝工況復(fù)雜多樣。

深中大橋單個主塔鋼筋用量高達7400噸，高270米，上細下粗、截面呈八邊形，每個斷面尺寸各異。常規(guī)做法是讓工人在海上高空現(xiàn)場一根根綁扎鋼筋，工效低、安全風(fēng)險高且質(zhì)量難保證。我們采用鋼筋部品化的施工工藝，預(yù)制鋼筋網(wǎng)片并組裝成部品后整體吊裝、安裝。項目樁基、地連墻、墩身、蓋梁、主塔均實現(xiàn)部品安裝，推動了吊裝作業(yè)的工業(yè)化和精細化。

深中通道采用“東隧西橋”的設(shè)計方案是經(jīng)過反復(fù)論證的。深中通道位于內(nèi)伶仃洋海域，受航運、防洪、機場航空限高、海洋環(huán)境、通航安全等多重因素制約，建設(shè)環(huán)境更加復(fù)雜，隧道方式成為首選。

深中隧道采用的鋼殼混凝土新型組合結(jié)構(gòu)為我國首例，是國際首次大規(guī)模應(yīng)用，而且一舉要達到雙向八車道的超寬斷面、5000多米的長度，還要在伶仃洋內(nèi)海復(fù)雜的水文地質(zhì)條件下完成施工，面臨著國內(nèi)全產(chǎn)業(yè)鏈都沒有相應(yīng)工程經(jīng)驗的難題。

方案需要將32個巨型沉管和1個最終接頭，在近40米深的海底連接成海底隧道，每一節(jié)標準沉管長165米、寬46米、高10.6米，豎起來就是一棟55層的高樓?；诒倍窚y量等多套控制系統(tǒng)，我們讓8萬噸重的標準沉管實現(xiàn)了“毫米級”對接。

超級工程彰顯“中國智慧”

深中通道的建設(shè)，是無數(shù)建設(shè)者智慧和汗水的結(jié)晶。其中既涵蓋了眾多一線建設(shè)者，也離不開百家參建單位以及大學(xué)院校的攻堅克難、智慧奉獻。

回顧整個歷程，我最引以為豪的是，項目之初的規(guī)劃得以順利實現(xiàn)。一套運架一體船和吊具裝備完成引橋箱梁架設(shè)，節(jié)約高效；部品安裝、吊焊結(jié)合等新型工藝、工法落地實施，并在全國推廣。

歷經(jīng)7年前期研究、7年艱辛建設(shè)，深中通道集中展示了我國工程技術(shù)迭代升級與管理理念的持續(xù)創(chuàng)新。曾幾何時，諸多工藝、工法和裝備僅存于設(shè)想之中，難以化為現(xiàn)實。如今，隨著科技進步，橋梁技術(shù)以及相關(guān)數(shù)字化技術(shù)與裝備能力穩(wěn)步提升，我們得以應(yīng)用這些先進技術(shù)，最終順利完成這一重大項目。

經(jīng)過這些年的攻堅，我們在世界首創(chuàng)鋼殼混凝土沉管澆筑設(shè)備及系統(tǒng)，構(gòu)建了我國首條大型鋼結(jié)構(gòu)智能生產(chǎn)線、世界首艘沉管浮運安裝一體船等具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備系統(tǒng)、施工技術(shù)。這些技術(shù)創(chuàng)新的“外溢效應(yīng)”明顯，也為世界跨海通道工程貢獻“中國智慧”。

責(zé)編：楊琳 yanglin@ceweekly.cn

美編：孟凡婷