科技日報記者 矯陽
6月11日8點，在位于深圳和中山兩市的伶仃洋海底，深中通道海底隧道最終接頭順利推出，實現(xiàn)了與東側(cè)E24管節(jié)精準對接?！斑@標志著世界最長最寬鋼殼混凝土沉管隧道正式合龍。”深中通道管理中心總工程師宋神友說。
距離2018年4月海底隧道沉管鋼殼試驗段開工整整5年，這座“海底長城”終于合龍，深圳和中山兩市在伶仃洋海底實現(xiàn)“牽手”。
深中通道是粵港澳大灣區(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，是當今世界建設難度最高的跨海集群工程。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，每節(jié)沉管重約8萬噸，最終接頭重2000噸。
與港珠澳大橋沉管隧道相比，深中通道沉管隧道面臨鋼殼結(jié)構(gòu)新形式、尺寸超寬、浮運距離超長、航道封航時間長等許多新難題，設計建造再創(chuàng)多項世界第一。
最終接頭，整體預制水下管內(nèi)推出
深中通道海底鋼殼隧道的最終接頭，采用整體預制水下管內(nèi)推出式，為世界首創(chuàng)全新結(jié)構(gòu)裝置。“最終接頭，是與最后一節(jié)沉管（E23）一同制造。”中交一航局深中通道項目部常務副總工程師寧進進說。
實時合龍畫面顯示，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)端的鋼殼完成對接。
“此前完成海底沉管隧道合龍，多采用將最終接頭以吊裝方式施工，而這種推出式接頭，具有安全性好、施工快速、不需要大型裝備、經(jīng)濟性好等優(yōu)點?！睂庍M進說。
為保證最終接頭方案的順利推進，中交一航局與廣東交通集團、中交規(guī)劃設計院、海事等多家單位通力協(xié)作，歷經(jīng)2年技術(shù)論證、1年聯(lián)合設計，攻克龍口流場復雜、作業(yè)空間受限、管節(jié)浮運安裝難度大、推出段姿態(tài)控制難度大等頂級難題，在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)沉管整體預制水下推出式最終接頭新工藝。
“一航津安1”，世界首艘沉管運輸安裝一體船
為建設深中通道鋼殼沉管隧道，中交一航局研發(fā)團隊與建設方一起，歷經(jīng)3年研發(fā)，設計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計，集沉管浮運、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。
“合龍施工時，‘一航津安1’就像一只巨大的長方形鋼鐵夾子，把最后一節(jié)沉管和最終接頭，牢牢抱在船底。”中交一航局副總工程師李增軍告訴記者。
“一航津安1”最大的亮點是配備了無人駕駛系統(tǒng)。“具有航跡追蹤及偏移糾偏功能，可以嚴格按照設定路線航行、轉(zhuǎn)體等?！崩钤鲕娬f。
相比傳統(tǒng)管節(jié)浮運安裝方式，“一航津安1”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)，減少伶仃航道占用時間80%以上，減少臨時航道挖泥70%以上，沉管浮運安裝效率較傳統(tǒng)工藝提升一倍以上。
沉管安裝標準，從厘米級提升至毫米級
深中通道海底沉管隧道對接精度創(chuàng)世界紀錄。
“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準，提升到中國的毫米級標準?！鄙钪型ǖ拦芾碇行母敝魅午娸x虹說。
據(jù)介紹，深中通道全部管節(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)達到10毫米以內(nèi)的“毫米級”安裝精度。
“我們在‘一航津安1’集合了沉管姿態(tài)控制系統(tǒng)、測量與監(jiān)控系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)和信號?！敝薪灰缓骄稚钪型ǖ理椖扛笨偣こ處熆軙詮娬f。
依靠北斗衛(wèi)星信號，“一航津安1”上的新型測控系統(tǒng)實時計算沉管三維動態(tài)，通過顯示屏，指揮人員精準掌握沉管在海底的具體位置；同時，利用動態(tài)信號采集信息系統(tǒng)，實時監(jiān)測沉管姿態(tài)。
“通過管節(jié)安裝的測控系統(tǒng)界面，我們用實時看到的管節(jié)四角坐標，指導精準對接。”寇曉強說。
深中通道預計于今年11月底全線貫通，2024年建成通車。
