细看深中通道“全球之最”(产经观察)

伶仃洋上壮观的深中通道。付海燕摄(人民视觉)

从广东中山市马鞍岛远眺通车后的深中通道。杜才良摄

深中大桥主缆索股架设。张 政摄

深圳至中山跨江通道6月30日建成开通。习近平总书记发来贺信,表示热烈祝贺,并向参与规划建设的全体同志致以诚挚问候。

习近平总书记在贺信中指出:“深中通道是继港珠澳大桥后粤港澳大湾区建成的又一超大型交通工程,攻克了多项世界级技术难题,创造了多项世界纪录。全体参与者用辛勤付出、坚强毅力,高质量完成了工程任务。”

作为连接珠江两岸城市群的重要通道,主体全长约24公里的深中通道在环珠江口“A”字形交通主骨架上挺起关键一“横”,成为全球首个集“桥、岛、隧、水下互通”为一体的跨海集群工程。

全球最高通航净空海中大桥、全球最大海中悬索桥锚碇、全球最长双向八车道海底沉管隧道……历时7年建成开通,深中通道创下10项“全球之最”。超级工程背后,有哪些硬核科技?记者进行了采访。

刷新全球快速成岛纪录

从空中俯瞰,相当于19个标准足球场面积的西人工岛如同鲲鹏,振翅于伶仃洋面。驾车穿行深中通道,将在这里完成桥隧转换。

深中通道全线“第一子”何以变成伶仃洋上“新地标”?将时间拨回到2017年2月1日。夜色深沉,中交一航局深中通道项目会议室里,灯火通明,讨论热烈,大家讨论的课题是“如何在外海快速成岛”。

原来,西人工岛施工海域水深泥厚,传统的“围堤吹填”工艺无法满足工期要求。在借鉴港珠澳大桥建设经验上,团队提出全新的大型深插式钢圆筒围岛方案。

海底地形勘探后,新的施工难题浮现。西人工岛处于采砂区内,地质条件比港珠澳大桥更复杂,施工水域海床遍布着硬质夹层,就像是一盘散沙里错落着各类石子,振沉精度极难掌控。

针对这一工况,中交一航局团队研发了钢圆筒基础预处理核心技术:通过将深层水下搅拌船的钻杆插入硬质土层,注入泥浆,将其软化,从而使钢圆筒顺利穿透,满足作业条件。

“相比港珠澳大桥,深中通道钢圆筒直径更大、分量更重,振沉作业所需的动力也更强。”中交一航局深中通道项目部工程技术部部长刘帅介绍,团队为此自主研发出全球最大十二锤联动液压振动锤组,不仅“力气大”,还有“智慧芯”,能精准调控作业位置,创下“一日打设四筒”的纪录。

技术护航,施工提速。2017年5月1日,西人工岛首个钢圆筒振沉成功,同年9月18日,最后一个钢圆筒振沉完成。项目人员在茫茫外海建成一座巨大的人工岛,较计划工期提前一年半,创造了快速成岛的世界纪录。

“钢圆筒围岛工艺的使用,不仅能降低对海洋生态的影响,还能增强岛屿稳定性。”刘帅告诉记者,成岛后几次强台风过境,团队对每个钢圆筒进行监测,都经受住了考验。

全球最高桥面海中大桥

站在西人工岛向西望去,深中大桥仿佛卧波长虹,在深蓝海面上划出优美弧线,成为伶仃洋面一道亮丽的风景线。

桥上,两根悬空缆索从主塔上方一跃而过;桥下,巨轮往来穿梭,蔚为壮观。作为深中通道关键控制性工程之一,深中大桥全长2826米、主跨达1666米,是世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥,也是世界最高桥面海中大桥,桥面距离海面91米。

“主缆是悬索桥的‘生命线’。”中交二航局深中通道项目常务副总工程师曾炜说,深中大桥桥面高、跨度大,用钢量相当于两座国家体育场外部结构的用钢量。大桥处在珠江口开阔水域,还要长期面对高温、高盐、高湿的海洋环境,这就需要拉力更大、耐腐蚀性更强的主缆。

这座创下世界之最的大桥缆索长啥样?

“这是由我们自主研发的2060兆帕缆索钢丝专用盘条拉制而成,单丝承载力可吊起3辆小轿车。”中信泰富特钢旗下兴澄特钢总经理白云告诉记者,通过提高缆索强度、减少缆索直径,不仅实现了低风阻,保障了桥梁安全性,还有效降低了主缆用钢量,综合性能达到国际领先水平。

造得出,还得用得好。将每根主缆搬至270米的高空无异于“风中穿针”。

为减小大风影响,项目通过主缆V形保持器和索股抑位装置,降低了大风天气引起索股摆动而无法调索的影响,为后续主缆架设争取了时间,同时还提升了索股架设的精度。为消减温差作用,团队采取“白天牵引、夜间调索”的双向施工模式,确保主缆架设“稳准快”。为实现安全作业,团队采用超长索股无人跟随架设技术,对索股远程监控,实时掌握施工数据,最终顺利完成主缆索股架设。

“如今,上百根索股牢牢‘拧成一股绳’,在将整个桥梁紧紧拉住、稳稳立于海面之上的同时,也为大桥上游航运繁忙的广州港留足了通航空间。”曾炜说。

全球首艘沉管运装一体船

车辆驶出西人工岛,透过宽阔的洞口一路向东,便随深中隧道一起“遁入”几十米以下的海底。

航空限高和水运通航需求,决定了深中通道东侧只能采用隧道方案,也造就了世界首例双向八车道钢壳混凝土沉管隧道。驱车驶入深中隧道,灯光璀璨、路面平缓。很难想象,这是一段由几十个重达近8万吨的钢壳沉管首尾相接而成的浩大工程。

巨大沉管怎么造?2018年6月,珠海桂山岛上,曾承接港珠澳大桥隧道沉管建造任务的中交四航局沉管预置工厂,经过全面升级后再度启用。智能浇筑机、智慧搅拌站、智能台车等设备在智能中枢指挥下,实现了沉管的快速预置和高效移运。

从预制厂到对接区,相隔近50公里。将造好的沉管浮运到位,是整个项目的重中之重。

工欲善其事,必先利其器。“与港珠澳大桥相比,深中隧道沉管隧道结构新、尺寸宽、运距长,原有装备无法满足施工要求,必须制造一艘功能更强大的沉管施工专用船。”中交一航局深中通道项目常务副总工程师宁进进说。

2016年,在一次专家讨论会上,中交一航局研发团队成员提出让安装船自带动力的设想。经过一年多的细化、建造、调试,世界首艘沉管浮运安装一体船“一航津安1”逐渐成形。这是一艘自重达2万吨的超大型船舶,不仅拥有自航能力,可减少随行辅助船舶、保证航道通畅,还具有航迹纠偏功能,即使运载8万吨级沉管,也能实现沉管水下50米的精准沉放。

2020年6月投入首节沉管浮运安装,到2023年6月最后一节沉管安装成功,3年间,一体船一次次从桂山岛出发,穿过港珠澳大桥,进入伶仃洋航道,经过多次航道转换,克服重重挑战,将一节节沉管稳稳安放在海底。

“最终接头对接施工前,我们通过基于北斗测量的控制系统,实现了毫米级平面安装精度。”深中通道管理中心主任、总工程师宋神友说。

放眼望去,浩瀚的伶仃洋上,海天一色,开阔壮观。“通车后的深中通道,与已建成的港珠澳大桥、南沙大桥、虎门大桥等跨海跨江通道一起,为沿线城市发展打开了新空间。”宋神友感慨道,深中通道培育了一批素质过硬的跨海交通集群工程建设人才和创新团队,将更好支撑中国建造迈向高质量发展,为世界跨海通道工程贡献“中国智慧”。(本报记者 韩 鑫)

《 人民日报 》( 2024年07月10日   第 18 版)

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