距離2018年4月海底隧道沉管鋼殼試驗(yàn)段開(kāi)工整整5年后，這座“海底長(zhǎng)城”終于合龍，深圳和中山兩市在伶仃洋海底實(shí)現(xiàn)“牽手”。

最終接頭，整體預(yù)制水下管內(nèi)推出

深中通道是粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐工程，全長(zhǎng)24公里，集“橋、島、隧、水下互通”于一體，是當(dāng)今世界建設(shè)難度最高的跨海集群工程。其中，海底隧道長(zhǎng)約6.8公里，包含沉管段約5公里，由32個(gè)管節(jié)及1個(gè)最終接頭組成，每節(jié)沉管重約8萬(wàn)噸，最終接頭重2000噸。

深中通道海底鋼殼隧道的最終接頭，采用整體預(yù)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(xiàng)目部常務(wù)副總工程師寧進(jìn)進(jìn)說(shuō)。

實(shí)時(shí)合龍畫(huà)面顯示，推出段就像一個(gè)巨型的抽屜內(nèi)盒(長(zhǎng)5.1米×寬46米×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(duì)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(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。”寧進(jìn)進(jìn)說(shuō)。

為保證最終接頭方案的順利推進(jìn)，中交一航局與廣東交通集團(tuán)、中交規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，攻克龍口流場(chǎng)復(fù)雜、作業(yè)空間受限、管節(jié)浮運(yùn)安裝難度大、推出段姿態(tài)控制難度大等頂級(jí)難題，在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)沉管整體預(yù)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(yùn)輸安裝一體船

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(zhǎng)190.4米，船寬75米，型深14.7米。

“合龍施工時(shí)，‘一航津安1’就像一只巨大的長(zhǎng)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(diǎn)是配備了無(wú)人駕駛系統(tǒng)。“具有航跡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。”李增軍說(shuō)。

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(wàn)噸級(jí)沉管50公里超長(zhǎng)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。

沉管安裝標(biāo)準(zhǔn)，從厘米級(jí)提升至毫米級(jí)

深中通道海底沉管隧道對(duì)接精度創(chuàng)世界紀(jì)錄。

“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(guó)的毫米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。”深中通道管理中心副主任鐘輝虹說(shuō)。

據(jù)介紹，深中通道全部管節(jié)的平面對(duì)接精度均控制在20毫米以內(nèi)，其中有15個(gè)管節(jié)達(dá)到10毫米以內(nèi)的毫米級(jí)安裝精度。

“我們?cè)凇缓浇虬?’集合了沉管姿態(tài)控制系統(tǒng)、測(cè)量與監(jiān)控系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)和信號(hào)。”中交一航局深中通道項(xiàng)目副總工程師寇曉強(qiáng)說(shuō)。

依靠北斗衛(wèi)星信號(hào)，“一航津安1”上的新型測(cè)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算沉管三維動(dòng)態(tài)，通過(guò)顯示屏，指揮人員精準(zhǔn)掌握沉管在海底的具體位置；同時(shí)，利用動(dòng)態(tài)信號(hào)采集信息系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管姿態(tài)。

“通過(guò)管節(jié)安裝的測(cè)控系統(tǒng)界面，我們用實(shí)時(shí)看到的管節(jié)四角坐標(biāo)，指導(dǎo)精準(zhǔn)對(duì)接。”寇曉強(qiáng)說(shuō)。

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(yùn)距離超長(zhǎng)、航道封航時(shí)間長(zhǎng)等許多新難題，設(shè)計(jì)建造再創(chuàng)多項(xiàng)世界第一。

深中通道預(yù)計(jì)于今年11月底全線貫通，2024年建成通車(chē)。

(科技日?qǐng)?bào)深圳6月11日電)