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    建造大灣區史詩級交通工程

    4月19日,記者站在中山市馬鞍島上,看到對面寶安國際機場的白色候機樓如此清晰,飛機起降的聲音仿佛響在耳邊,左側,廣州南沙港區靠泊的巨輪巍然如山,巨大橋吊正在吊裝集裝箱,好像就在眼前。

    深中通道管理中心總工辦主任、副總工程師陳越對記者說:“從這里到深圳寶安機場直線距離約20公里,到廣州南沙港不過13公里。然而,現在要從中山開車到深圳寶安機場,要大約2個小時,到南沙港也要1個半小時。一旦深中通道通車,將極大縮短珠三角各市通行的距離,中山到深圳機場,將由兩個小時變為20分鐘。深中通道將為大灣區的發展開辟新局面。”

    深中通道建設目前正在穩步推進中。橋梁工程方面,主橋樁基、承臺已全部完成,伶仃洋大橋主塔已施工至210米高程,東錨碇正在進行錨體施工,西錨碇正在進行頂板施工;中山大橋主塔已施工至150米高程,計劃年內實現封頂。島隧工程方面,東、西人工島建設有序開展,沉管隧道已完成共8個管節沉放對接,占總量四分之一。

    改變當地交通格局

    深圳至中山跨江通道(下稱深中通道)是國家重大工程、國高網G25-18跨珠江口的重要組成部分,也是粵港澳大灣區的重要交通樞紐,是我國邁向交通強國的里程碑工程。

    它集隧、島、橋、水下互通于一體,有著世界首例雙向八車道鋼殼混凝土沉管隧道、最大跨徑的全離岸水中懸索橋,是當前世界上在建的綜合難度最高的跨海集群工程,全長約24公里,設東、西兩座人工島、6.85公里海底隧道(沉管段長5.03公里)、17公里的橋梁(含1666米主跨伶仃洋大橋、580米主跨中山大橋)及一座水下互通立交(東人工島),項目按100公里/小時的高速公路標準設計,雙向8車道,計劃2024年建成通車。

    深中通道的建設,對于推進珠三角東西兩岸產業互聯互通以及各類要素的高效配置,加快粵東、粵西地區振興以及廣東自由貿易試驗區發展,推動粵港澳大灣區城市群融合發展,助推廣東經濟轉型、城市轉型具有重要戰略意義。

    深中通道北距虎門大橋30公里,南距港珠澳大橋38公里,西邊對接中開高速(在建),東邊連接廣深沿江高速和機荷高速西延線(在建),正處在珠三角東西兩岸高速公路網絡的A字型中心位置上,是整張高速公路網最為關鍵的一條網絡連接線。這條線將徹底改變粵港澳大灣區珠江東西兩岸的交通格局,極大地優化交通網絡,使粵港澳大灣區主要城市間一小時生活圈真正形成,極大方便各種要素的流動,也將極大地節省出行時間成本和物質成本,為人民的美好出行添上濃墨重彩的一筆。

    攻克橋梁建造世界級難題

    深中通道項目橫跨珠江口7條航道,航道上每天往來的船只超過4000艘/次。為了滿足通航需求,深中通道在跨越伶仃航道時采用了580米+1666米+580米的全球最大跨徑全離岸海中三跨吊全飄浮體系懸索橋——伶仃洋大橋。橋面高達90米,又處在珠江口開闊水域、強臺風頻發區,歐洲著名橋梁公司斷定:伶仃洋大橋采用的整體鋼箱梁無法滿足抗風安全要求。

    深中通道管理中心副主任、總工程師宋神友告訴記者,“面對這個斷定,我們是不服的,我就覺得我們能行!”經過多個單位3年多的平行研究,通過上百次試驗,項目部研發出新型組合氣動控制技術,攻克了臺風頻發區超大跨整體鋼箱梁懸索橋災變控制技術,在世界上首次將超大跨整體鋼箱梁懸索橋顫振臨界風速提高至88米/秒,一舉打破了國外權威的論斷。

    深中通道海中橋梁總長約15公里,主要控制性工程為伶仃洋大橋和中山大橋。其中,伶仃洋大橋面臨的除了抗風技術難題以外,還有正交異性鋼橋面板疲勞及海中懸索橋主纜防腐等問題,這些同時也是交通基礎設施領域的世界性難題。

    宋神友解釋,深中通道管理中心牽頭科研和制造單位,反復研究,不斷尋找新的突破點,結過上百次的試驗,在這兩項技術上取得了全新的突破:一是研發了鋼橋面板U肋和頂板的全熔透焊接技術,實現焊縫全熔透、可檢測,消除初始缺陷,大幅提升了正交異性鋼橋面板的抗疲勞性能;二是在國際上首次研制出6毫米直徑2060兆帕的鋅鋁多元合金鍍層鋼絲及索股,其耐鹽霧腐蝕性能達到現有熱鍍鋅鋼絲的4—5倍、鋅鋁鍍層鋼絲的2倍,無論是強度還是耐腐蝕性能,都已經達到了世界領先水平。

    創造快速成島世界紀錄

    作為連接隧道和橋梁關鍵部分的西人工島,項目部采用了超大鋼圓筒快速成島技術,實現了“海上鯤鵬式”的躍飛——建設團隊將57個高38至42米、直徑28米、重達650噸的超大鋼圓筒打入海中,圍堰填砂成島。

    大圓筒在花崗巖地層中振沉與止水等都有著世界級的工程難度。從2017年5月1日打下第一個超大鋼圓筒,到9月18日打下了第57個鋼圓筒,僅用了4個半月時間,項目建設團隊實現了西人工島成島,創造了快速成島的世界紀錄。

    “每每回憶起西人工島施工,那一幕幕還是讓人興奮。”深中通道S01合同段項目負責人徐波表示,在施工過程中,深中通道鋼圓筒振沉班組完善了28米大直徑鋼圓筒制作、APE600十二錘聯動組裝、鋼圓筒振沉、DSM硬層處理等工藝,將BIM技術應用到整個工程建設當中,全面提升工程建設的信息化、智能化水平。在施工過程中,項目建設團隊還創造了“一日四筒”的振沉成績,打破了港珠澳大橋保持的“日沉三筒”的世界紀錄。

    “在西人工島大鋼圓筒的打設過程中,通過崗位練兵,十二錘聯動震動錘打設13層樓高、28米寬、650噸重的鋼圓筒,操作機手已能熟練做到鋼圓筒在強水流、大風浪中不偏不倚,全過程鋼圓筒上沿立水杯不倒,精確操控如同巧手繡花般精妙。”徐波說,正是有了這些“高招”,2018年9月,成島一年的西人工島,經受住了超強臺風“山竹”的考驗,57個超大鋼圓筒屹立珠江,沒有移動分毫。

    填補國內全產業鏈空白

    深中通道“超寬、深埋、變寬”等技術特點的雙向八車道海底沉管隧道,在建造史尚無先例,采用的鋼殼混凝土沉管隧道結構技術也是國內外首次大規模應用,屬于全新的結構和技術,極具開創性與挑戰性。

    面對難題,從2015年開始,深中通道管理中心牽頭組織20余家國家一流科技攻關團隊,歷時4年攻關,成功攻克了項目乃至行業“卡脖子”技術難題,形成了具有自主知識產權的鋼殼混凝土沉管隧道建設成套技術和中國標準,填補了國內全產業鏈空白。且相比傳統沉管隧道方案,該方案減少疏浚量1500萬立方米,直接經濟效益超過8億元,經濟和生態效益顯著。

    “為了解決遇到的問題,我們把項目的整體施工籌劃擺到桌面上,根據這些時間節點來解決問題。”宋神友說。

    據了解,深中通道海底隧道沉管每個管節內部都有2200多個密閉倉格,對澆筑精度要求極高,且澆筑過程基本不可逆,這是一個世界性的難題。他們選擇用智能化技術挑戰傳統澆筑方案,大膽設想、小心求證,歷經80多次方案研討,取得300多份圖紙、23項技術攻關、11項國家專利,自主研發制造出了世界首例智能澆筑設備,實現澆筑速度、下料高度等的毫米級控制,實現沉管澆筑過程自動化,澆筑數據可視化,大大減少了人工干預,極大程度地提高了沉管預制效率和質量。深中通道管理中心副主任鐘輝虹說:“我們現在可以毫無愧色地說,我們的鋼殼沉管澆筑工藝和效果已經達到了世界領先水平!”

    面對從桂山島到深中通道隧址將近50公里的沉管浮運難題,“沉管浮運安裝一體船的成功研制,使我們有了完全自主知識產權的沉管浮運安裝利器。”宋神友說。

    2020年6月17日,世界首艘且當前唯一的一艘沉管浮運安裝一體船首秀,成功實現了深中通道海底隧道沉管管節厘米級精度的安裝。至目前,浮運安裝一體船完成了8節沉管的浮運安裝,創造了一月一節的沉管安裝“中國速度”,厘米級的沉管安裝“深中精度”讓沉管對接得滴水不漏。“通過這幾節沉管的浮運安裝表明,沉管浮運安裝一體船系統性革新了世界沉管浮運安裝工藝。”

    據介紹,未來,在深中通道將形成我國鋼殼混凝土沉管隧道、海中超大跨徑懸索橋、8車道海底隧道防災救援及水下樞紐互通立交等領域設計及施工成套技術及中國技術標準,填補國內空白,將會引領我國跨海通道工程技術新跨越,提升我國跨海工程建設品質和國際競爭力。建成后的深中通道,將如鯤鵬展翅飛躍伶仃,為粵港澳大灣區的發展作出重要貢獻,成為交通強國建設的里程碑。

    (新媒體責編:xmtqyd)

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