最新橋北隧道規劃（西橋東隧上天入海）

2023-09-22 22:49:32 4

中央紀委國家監委網站 王珍

「一航津安1」號沉管浮運安裝一體船搭載管節準備前往深中通道海底隧道施工現場。 新華社記者 劉大偉 攝

運架一體船正在架設橋梁箱梁。蘇振飛 攝

深中通道建設者在進行伶仃洋大橋主纜架設施工。蘇振飛 攝

深中通道海底沉管隧道橫截面示意圖。 深中通道管理中心 供圖

深中通道西人工島建設現場。蘇振飛 攝

珠江口外，伶仃洋上，虎門大橋與港珠澳大橋之間，深圳至中山跨江通道（簡稱深中通道）雛形已現。這是繼港珠澳大橋之後，又一集「橋、島、隧、水下互通」於一體的世界級跨海集群工程。

據了解，深中通道東起廣深沿江高速機場互通，向西經東人工島、海底隧道、西人工島、跨海大橋等，越過伶仃洋，抵達中山馬鞍島，全長24公裡。2024年建成通車後，駕車從深圳寶安機場到中山的時間將從現在的2個小時縮短至20來分鐘。

作為國家「十三五」重大工程，珠三角「深莞惠」與「珠中江」兩大城市群之間唯一公路直連通道，廣東自由貿易試驗區、粵港澳大灣區的重要交通紐帶，深中通道自建設伊始便備受矚目。世界首例特長超寬雙向八車道海底隧道、世界最大跨徑全離岸水中懸索橋……由於比港珠澳大橋多出兩個車道，被視為港珠澳大橋的難度「升級版」，創造了諸多基建奇蹟。

目前，深中通道中山大橋即將合龍。深中通道建設究竟難在哪兒，世界級工程背後有著怎樣的科技力量？記者近日採訪了深中通道管理中心有關負責同志。

32個巨型管節和1個最終接頭「海底牽手」

造就世界首例特長超寬雙向八車道海底隧道

6月23日，珠海桂山島。島上的沉管智慧預製廠，已完成預製的深中通道海底隧道E19沉管管節停泊在深水塢，工人們正緊張地進行舾裝工作。

不久之後，這個長165米、寬46米、高10.6米、重超7萬噸的「巨無霸」，將「乘坐」被稱為「深海郵遞員」的世界首個沉管浮運安裝一體船——「一航津安1」，抵達50公裡外的海底隧道施工現場完成沉放、安裝。

回憶起兩年前首節沉管沉放、安裝的場景，深中通道管理中心總工程師辦公室主任劉健仍然十分激動：「2010年正式開始項目前期工作，十年磨一劍啊！」如今，深中通道海底隧道已完成26個管節的沉放對接，長度超過4000米，正在向最後1000米發起攻堅衝刺。

據介紹，海底隧道是深中通道的關鍵控制性工程，連接東、西人工島，長6.8公裡，比港珠澳大橋多兩個車道，是世界首例特長超寬雙向八車道海底隧道。

「海底隧道沉管段長約5公裡，由32個管節和1個最終接頭組成。」劉健告訴記者，各管節就像「拼積木」一樣實現「海底牽手」。

記者了解到，一個管節的體量堪比一艘中型航母，無論是設計、建造，還是浮運、安裝，都很有「看點」。

與常規隧道的鋼筋混凝土結構不同，深中通道海底隧道採用的是一種全新的結構和技術——鋼殼混凝土沉管。這是該技術在世界上的首次大規模應用。

「簡單來講，就是在混凝土外部包裹鋼殼，就像『三明治』。」劉健介紹說。

據了解，管節要沉放在40米深的海底，承受著巨大的水壓，相當於1.1萬輛家用小轎車的重量。因此，工程師們決定給管節「穿」一件鋼鐵外衣——先用內外兩層鋼板製造出巨型鋼殼，然後在兩層鋼板之間分隔出數千個「隔間」，再在「隔間」內部灌注自密實混凝土，以此來增加管節的承壓能力。

「受海底地形及通航航道所限，海底隧道的斷面寬度是變化的，在46至55.46米之間。」劉健告訴記者，32節沉管中，標準管節有26節，曲線變寬管節有6節，各管節由30多萬塊大小各異的鋼板焊接而成，內部隔板縱橫交錯，焊縫總長度達到1.1萬公裡，接近地球的直徑。「管節鋼殼的焊接、混凝土的澆注實現智能化製造，有效破解了超寬管節製造和預製的難題。」

如何順利運輸、精準對接這個接近8萬噸的「巨無霸」，成了擺在施工人員面前的大難題。

「現有航道的運力是行不通的。所以，我們的任務就是對這條專用航道進行疏浚開挖，為超大沉管浮運創造條件。」中國鐵建港航局深中通道S13標項目經理羅盈介紹說。

與此同時，「產學研用」研發團隊聯合攻關，打造了世界最大自升式碎石鋪設整平船「一航津平2」、世界首個沉管浮運安裝一體船「一航津安1」等一系列關鍵裝備。

據專家介紹，管節沉放對接之前，首先要在海底打造出一條寬50多米的平整基槽，因此「一航津平2」是沉管隧道質量控制的重要保障設備。

而「一航津安1」則是世界上第一艘集沉管浮運、定位、沉放和安裝等功能於一體，具有DP定位和循跡功能的專用船舶。「在北鬥衛星定位系統等技術的加持下，可實現管節水下的精準沉放與毫米級對接。」劉健告訴記者。

17公裡「巨龍」橫臥大洋之上

伶仃洋大橋是全球最大跨徑全離岸水中懸索橋

站在中山馬鞍島上，向東望去，與橫門互通陸域引橋相連的中山大橋，即將迎來合龍的關鍵時刻。

這個主橋長1170米、主跨580米的雙塔斜拉橋，是深中通道的重要節點之一。

橋梁工程位於深中通道的西側，西引橫門互通陸域引橋，向東依次是中山大橋、非通航孔引橋和伶仃洋大橋，東接西人工島，總長約17公裡，如一條「巨龍」蜿蜒橫臥於伶仃洋上。

據介紹，深中通道橫跨珠江口7條航道，航道上每天往來的船隻超過4000艘（次），不乏30萬噸的巨輪。為了滿足通航需求，項目設計中山大橋和伶仃洋大橋為通航孔橋。

其中，伶仃洋大橋採用580米 1666米 580米三跨全漂浮體系懸索橋結構，主跨長1666米，分東、西兩個主塔，主塔高度為270米，是全球最大跨徑全離岸水中懸索橋。無論是樁基、墩身、箱梁，還是錨碇、主纜，都面臨著巨大的挑戰。

「為了保證往來船隻順利通行，伶仃洋大橋橋面高達90米，相當於30多層樓高，是世界上最高通航淨空的跨海橋梁。加之處在珠江口開闊水域，強颱風頻發，國外著名橋梁公司認為傳統整體鋼箱梁大橋『無法滿足抗風安全要求』。」劉健告訴記者。

然而，深中通道項目的工程師們並不這麼認為。「面對這個斷定，我們是不服的，我就覺得我們能行！」被稱為項目「1號員工」的深中通道管理中心副主任、總工程師宋神友表示。

在他的牽頭組織下，多個單位聯合攻關，歷時3年多，研發了新型組合氣動控制技術，攻克了颱風頻發區超大跨整體鋼箱梁懸索橋災變控制技術，一舉打破了國外權威的論斷。

除此之外，正交異性鋼橋面板疲勞及海中懸索橋主纜防腐等問題，也是世界性難題。

懸索橋，即吊橋，指的是以通過索塔懸掛並錨固於兩岸或橋兩端的纜索作為上部結構主要承重構件的橋梁。

「纜索是懸索橋受力的關鍵構件之一，也是懸索橋的『生命線』。」劉健告訴記者。伶仃洋大橋跨度大，且長期處於高溫、高鹽、高溼的海洋環境，腐蝕疲勞問題突出，全壽命周期不能更換，對纜索強度、耐腐蝕性要求極高。

為此，伶仃洋大橋所使用的主纜鋼絲十分特別：6毫米直徑、2060兆帕的鋅鋁多元合金鍍層鋼絲，其耐鹽霧腐蝕性能是現有熱鍍鋅鋼絲的四五倍、鋅鋁鍍層鋼絲的2倍。

「無論是強度還是耐腐蝕性能，都達到了世界領先水平。這也是我國自主研發的2060兆帕鋼絲在世界上首次大規模應用於懸索橋主纜建造。」劉健告訴記者，伶仃洋大橋上下遊共設兩根主纜，單根主纜長約3000米、重約90噸，由199根索股組成，每根索股又由127根高強鋼絲組成，可承擔極限拉力高達740噸。

目前，伶仃洋大橋已進入主纜施工階段。非通航孔橋箱梁架設已超過60%，預計今年10月可完成全線非通航孔橋箱梁的架設工作。

圍堰填砂，快速成島

首座水下互通立交實現複雜多向的交通轉換

伶仃洋上海風徐徐，被稱為「海上風箏」的西人工島，一頭連著海底隧道，一頭牽著伶仃洋大橋，矗立在大洋中央。島上，機械轟鳴聲此起彼伏，島內、島壁施工正在穩步推進。

「深中通道先行工程就是從這兒開始的。」劉健告訴記者，作為深中通道「上天入海」的重要連接點，西人工島承載著隧橋快速交通轉換的重要功能。之所以被稱為「海上風箏」，是因其整體形狀如風箏。

長625米、最寬處456米，島體面積13.7萬平方米，相當於19個標準足球場大小。「從中山坐船到這裡，大概需要50分鐘。」劉健說，項目建成通車後，駕車從中山到這裡僅需十來分鐘。

填海造島，難度很大。尤其是西人工島所處位置地質條件複雜，砂層之下就是風化花崗巖層，對如何快速成島及止水提出極大挑戰。

項目團隊決定用超大鋼圓筒振沉形成圍堰。「也就是將57個高38至42米、直徑28米、重達650噸的超大鋼圓筒打入海底作為人工島地基，圍出『海上風箏』的框架，再填砂成島。」劉健解釋說。

研發十二錘聯動新系統，完善鋼圓筒振沉、DSM硬層處理等工藝，全程應用BIM（建築信息模型）技術……最終，項目團隊僅用四個半月就完成了57個鋼圓筒及其副格的振沉施工，創造了人工島快速成島新紀錄。

「東人工島更是與眾不同，是國內首個高速公路水下互通立交。」劉健介紹，東人工島位於深圳寶安機場南側，緊鄰機場福永碼頭，東連廣深沿江高速深圳段側接線工程，西接項目沉管隧道，「作為水下交通樞紐，它不僅承擔著沉管隧道與橋梁的轉換功能，還要能實現複雜多向的交通轉換。」

與此同時，東人工島是在廣深沿江高速42個橋墩承臺海域範圍內回填築島，面臨著地質水文條件複雜、交叉作業面廣及水下作業安全風險高等施工難題。為確保運營安全，橋墩的水平和豎向位移均不得超過5毫米，形變控制要求極高。

為此，項目團隊採用「一體兩翼」的設計方案，並在國內首次採用深厚淤泥地層橋下回填砂施工技術，通過在所有橋墩周圍打設鋼板（管）樁、強化地基強度等辦法進行保護，增設砂被促使填砂過程應力分布更均衡，並進行24小時不間斷監測，成功破解了制約施工的難題。

未來，項目建成後，經東人工島水下互通立交，可實現東往深圳、西往中山、北往廣州、南往香港，真正實現快速便捷交通轉換、各城市間互聯互通。