南方日報記者 李赫 袁佩如 通訊員 粵交集宣 岳路建 楊新輝

夏日炎炎，靠近深圳機(jī)場一側(cè)的伶仃洋海域航運繁忙。2023年6月11日8時，世界最長最寬鋼殼混凝土沉管隧道——深中通道海底隧道最終接頭順利推出，與東側(cè)E24管節(jié)精準(zhǔn)對接。距離2018年4月海底隧道沉管鋼殼試驗段開工，整整5年后，這“海底長城”正式合龍，這也意味著整個深中通道項目全線實現(xiàn)合龍對接，深圳和中山兩市在伶仃洋海底實現(xiàn)“牽手”。

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。其中，海底隧道長約6.8公里，包含沉管段約5公里，由32個管節(jié)及1個最終接頭組成。

6月8日開始，該項目最后一個管節(jié)（E23）及最終接頭開啟整體浮運安裝，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接，共用時近70個小時，一舉實現(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。

制造

“鋼鐵長城”是如何“煉”成的？

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個管節(jié)（26個標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)、6個非標(biāo)管節(jié)）和1個最終接頭，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。

據(jù)了解，該海底隧道平均每節(jié)沉管的用鋼量約1萬噸，焊縫長度超過270公里，最厚的鋼板達(dá)到40毫米。按照施工計劃，必須要達(dá)到每月出廠一節(jié)鋼殼的速度，才能滿足項目建設(shè)需要。

為此，深中通道打造了國內(nèi)首條大型鋼結(jié)構(gòu)“智能制造四線一系統(tǒng)”，并分別在廣船國際和黃埔文沖船廠進(jìn)行應(yīng)用?！拔覀冊趪鴥?nèi)首次實現(xiàn)了大型鋼結(jié)構(gòu)塊體智能焊接及智能噴涂，極大提高了焊接的質(zhì)量和速度?！鄙钪型ǖ拦芾碇行目偣まk主任劉健告訴記者。

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)行自密實混凝土的澆筑。

“經(jīng)過三年多的平行研究，進(jìn)行了上百組模型試驗，我們研制出了高穩(wěn)健、高流動性的自密實混凝土。同時，我們研發(fā)出了具備自動尋孔、自動行走、自動控制澆筑速度的智能澆筑裝備及系統(tǒng)，極大提升了澆筑質(zhì)量和速度。”中交四航局深中通道項目部生產(chǎn)副經(jīng)理羅兵說。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混凝土，檢測表明，混凝土填充密實性達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

沉放

“海底繡花”打造舒適基床

想要實現(xiàn)如此巨大的管節(jié)沉放，建設(shè)團(tuán)隊首先要在海底為隧道沉管打造一個舒適的基床，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，堪稱“海底繡花”。深中通道項目創(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。

深中通道海底隧道位于珠江口，水文泥沙復(fù)雜、基槽回淤強(qiáng)度大。負(fù)責(zé)沉管隧道基槽開挖的中交廣航局深中通道項目部常務(wù)副經(jīng)理楊景鵬告訴記者，自2019年起至今，共完成了3500萬立方米的疏浚作業(yè)，完成了約26.5萬立方米的海底礁石破除。挖出來的泥沙，可以裝滿14000個國際標(biāo)準(zhǔn)游泳池。

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)隊會使用其專門研發(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目部常務(wù)副總工程師寧進(jìn)進(jìn)說。

在浮運安裝環(huán)節(jié)，為了實現(xiàn)“巨無霸”預(yù)制沉管管節(jié)超長距離（50公里）的安全浮運，并進(jìn)一步提升沉管安裝的精度，歷經(jīng)三年的平行研究，深中通道研發(fā)了世界首艘且唯一一艘沉管浮運安裝一體船“一航津安1”。它是當(dāng)前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)的沉管運輸安裝專用船舶，可滿足8萬噸級沉管50公里超長距離安全浮運安裝作業(yè)，其沉管浮運安裝效率較傳統(tǒng)工藝提升一倍以上。

自2020年6月17日完成首節(jié)沉管浮運安裝以來，深中通道海底沉管隧道全部管節(jié)的平面對接精度均控制在20毫米以內(nèi)，其中有15個管節(jié)達(dá)到了10毫米以內(nèi)的“毫米級”安裝精度。深中通道管理中心副主任鐘輝虹說：“沉管浮運安裝一體船系統(tǒng)性革新了世界沉管浮運安裝工藝，也將世界沉管安裝的厘米級標(biāo)準(zhǔn)，提升到中國的毫米級標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f，在這方面，我們打造了深中樣本、創(chuàng)造了國際標(biāo)桿?！?/p>

對接

世界首創(chuàng)集成裝置實現(xiàn)精準(zhǔn)“牽手”

6月11日，深中通道最終接頭實現(xiàn)了與E24管節(jié)的精準(zhǔn)對接。據(jù)悉，深中通道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，將最終接頭與最后一節(jié)管節(jié)（E23）一同制造，推出段放置在管節(jié)對接端的擴(kuò)大端內(nèi)，與最后一節(jié)管節(jié)一并浮運沉放，待最后管節(jié)標(biāo)準(zhǔn)段與已安裝管節(jié)完成對接并確認(rèn)姿態(tài)合適后，推出段就像一個巨型的抽屜內(nèi)盒（長5.1*寬46*高9.75米，重1600噸），利用千斤頂將推出段(抽屜)從一側(cè)推出，與E24管節(jié)的端鋼殼完成對接。

深中通道管理中心總工程師宋神友介紹：“這種接頭具有安全性好、施工快速、不需要大型裝備、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點。創(chuàng)新采用這種新接頭形式的出發(fā)點和目的，是我們希望在外海沉管隧道建造中，形成更加安全、更加高效、更加精準(zhǔn)的對接，同時在世界沉管隧道施工領(lǐng)域中實現(xiàn)新的突破，擴(kuò)大我國在該領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。”

這個世界首創(chuàng)的集成裝置，由中交公路規(guī)劃設(shè)計院負(fù)責(zé)設(shè)計，其制造難度非同一般。其設(shè)計負(fù)責(zé)人徐國平介紹，“在最終接頭的狹小空間內(nèi)，一共集成了11套專用設(shè)備和系統(tǒng)，基本都是定制的，比如行程達(dá)到近3米的液壓千斤頂?！庇捎谑鞘状卧O(shè)計制造，建造團(tuán)隊需攻堅克難并持續(xù)優(yōu)化設(shè)計與建造方案。最終，為保障最終接頭的制造精度，僅制造環(huán)節(jié)就用了9個月。

宋神友表示，為了實現(xiàn)最終接頭的精準(zhǔn)對接合龍，建設(shè)團(tuán)隊主要做了三方面的工作。一是在最終接頭實施之前，通過精益求精地沉放、對接調(diào)節(jié)控制及基于北斗測量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了15個管節(jié)毫米級的平面安裝精度；二是研發(fā)了深水水下測控系統(tǒng)，通過“雙目攝影+拉線法”雙測量系統(tǒng)，實現(xiàn)5毫米以內(nèi)的測控精度，準(zhǔn)確掌握推出段與E24端鋼殼的相關(guān)空間姿態(tài)；三是研發(fā)了千斤頂同步位移控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)最終接頭推出過程平面精度在2.5毫米以內(nèi)，最終實現(xiàn)高精度推出對接。

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，實現(xiàn)“深海初吻”。

2021年1月22日

西端E7管節(jié)對接，管節(jié)安裝突破1000米。

2021年8月30日

東端首個管節(jié)E32完成沉放對接，開始東西并進(jìn)。同時也是首次實現(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)對接，在世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)同一窗口期沉放兩個大型管節(jié)。

2022年6月7日

東端E25管節(jié)對接，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接，沉管隧道實現(xiàn)合龍。