6月17日，深中通道首节沉管与西人工岛的暗埋段在海底实现精确的对接安装，完成首次“海底初吻”。至此，深中通道首节沉管，从中交四航局牛头岛沉管基地开始生产，历时10个月工艺技术准备，经历36个小时的不舍昼夜的浮运安装作业，终于在伶仃洋40米水深的新家安家。比肩“辽宁舰”巨型沉管安放到海底，还要具备哪些条件？此次沉管成功安放背后，又有哪些看不见的水下工程？近日，记者采访了中交广航局、中交四航局等深中通道项目建设者，揭秘首节沉管安放过程中部分在水下施工的“隐蔽工程”。1探路“开路先锋”进驻首节沉管海域三个月前，在中交广航局的“金雄”轮进驻首节沉管海域的第一个夜晚，船长唐少鸣迟迟没睡着。他绕着主甲板走了一圈，仔细观察着“金雄”轮周围的施工环境：只见船体西边是西人工岛岛头段的钢封门，横向距离不到20米；南边是临近工区深层混泥土搅拌桩（简称DCM）施工的取芯平台，距离不到10米。当时，受疫情影响，首个管节安装的节点工期变得异常紧张，原计划在精挖结束后开展的块石抛填、整平工序被迫提前。这位资历丰富的老船长不由倒吸一口凉气，现场环境对“金雄”轮安全高效施工提出了更高要求，而首节沉管基槽精挖施工如果无法在4月15日前完成，将对6月份首节沉管浮运安装节点产生影响。项目部也感受到了唐少鸣身上的压力。由于三家单位船舶交叉施工，中交广航局深中通道项目部安全总监钟旭华每天都会接到10多个陌生电话，内容也多是“我部工期紧，‘金雄’轮可否避让”等请求。考虑到大家都在齐心备战首节沉管安装，中交广航局项目部在严格落实疫情期间各项安全举措和确保“金雄”轮安全生产的前提下，通过设立现场调度平台、对各船锚位布设计划进行桌面演练等方式加强与兄弟单位项目部的沟通协调，为执行后一道工序的船舶创造作业空间，从大局出发协助各方推进首节沉管安装节点。就这样，在这长不到米的海域上，4锚定位的“金雄”轮、6锚定位的“半潜驳1”及“津平2”齐上阵，都在为了6月份首节沉管浮运安装节点努力。“这便要求三艘船既要有沟通，又要有默契，所幸在复杂多变的逆境下，我们兄弟齐心，都坚持过来了。”中交广航局深中通道项目总工程师廖曾平说。中交广航局深中通道项目经理詹锐彪介绍，中交广航局作为沉管隧道基槽施工的“开路先锋”，于年7月正式启动深中通道沉管隧道基槽开挖工作，历时近两年时间，为深中通道首节沉管浮运和安装打下了坚实的基础。2挖槽跟精度“较真”，误差不超过50厘米“‘精’字是首节沉管隧道精挖施工的关键，要在茫茫伶仃洋开挖出高度误差控制在50厘米以内，并且要挖掉槽底岩层夹杂的DCM桩头，无异于风中穿针、海底绣花。”詹锐彪说。在港珠澳大桥岛隧工程精挖施工时，隧道基槽主要为淤泥及黏土等，而在深中通道项目，“金雄”轮不仅仅要精挖淤泥及黏土，还要将超出设计标高的这些桩头挖掉。“简单来说，深中通道的基槽施工就好比是吃一条带刺的鱼。”詹锐彪比喻道。在开挖过程中，项目技术人员及“金雄”轮骨干人员采用常规开挖工艺，可刚开始精挖首段沉管隧道基槽DCM桩时，经多波束高精度测量数据显示，精挖质量参差不齐，效果并不理想。“我们一般预留的精挖层为2米，分两次完成槽底精挖工作，第一次先精挖1.2米，第二次精挖0.8米，这次究竟是哪里出了问题？”经过不断的试验，不断的优化施工工艺，最终将DCM桩精挖层再次细分，由2米逐步改为0.6米，确保了开挖的效果和质量。在开挖过程中，挖泥手直接操控“金雄”轮精挖控制系统，在操作面板上输入挖深数据，就能准确掌握挖深过程，检测出抓斗下放的实时数据后，放慢“金雄”轮抓斗咬合速度，有效避免了发生超挖及漏挖现象。“深层混凝土搅拌桩桩头的开挖是实现E1槽底精挖的最大难点，桩头材质非常坚硬，我们这次采取的分段分层分条施工工艺，就像剥洋葱一样一层一层的将其剥开，有效控制了开挖，这样虽然费时间，但是能确保精度，为沉管平稳安放打好海底的‘地基’。”唐少鸣说。通过采用“分段分层分条”的开挖工艺，项目部克服了重重困难，于4月10日顺利完工并通过了业主及监理组织的验收。3智造技术再升级，沉管年“滴水不漏”与此同时，位于牛头岛的沉管智慧工厂正在紧锣密鼓地生产预制件。深中通道沉管在我国首次采用钢壳混凝土结构，标准管节长米、宽46米、高10.6米，采用的是工厂化标准预制的生产方式。“深中通道钢壳沉管生产，我们在港珠澳大桥工厂法预制工艺基础上，再次进行技术升级，单个标准管节的排水量约吨，比辽宁号航母的排水量还要大。”中交四航局深中通道项目设备部部长赵国臻说。作为完成港珠澳大桥建设的团队，中交四航建设者们如今继续扎根珠海牛头岛，夜以继日地攻克深中通道沉管技术难题，提升深中通道建设速度。沉管水密性是整个隧道的生命。4月11日，两端密封的首节沉管第一次潜入15米水深；5月27日，首节管节再次潜入40多米水深。反复检测钢壳沉管的水密性，为沉管沉入海底年进行实体质量检测，也为首节沉管安装的安全性进行技术验证。深中通道沉管隧道采用钢壳混凝土组合结构形式，该结构为国内首次应用，国际上首次大规模使用。该结构形式类似‘三明治’结构，不易产生裂缝漏水现象。在施工工艺上，钢壳混凝土沉管隧道是钢板隔仓内封闭式浇注，浇注隔仓多，每个标准管节由个约4-16立方米封闭隔仓构成，牛头岛预制厂需要完成4万个不同规格隔仓施工，高流动性自密实混凝土总用量达70万立方米。设计师对深中通道隧道年寿命提出了苛刻的要求，每一个仓格里钢壳和混凝土间的缝隙只能有5毫米的脱空，沉管预制工艺流程不能有任何闪失。“光是为了找到最好的原材料，我们就跑遍了这方圆数千公里，晚上做梦都是混凝土。”中交四航局深中通道项目试验室主管孙帅说，“解决了影响混凝土性能的单个敏感因素后，还要继续研究温度、时间、浇筑泵管、设计性能指标等多因素耦合对混凝土的作用，必须确保混凝土性能万无一失”。面对传统浇筑设备适用性差、沉管预制工期紧和工人操作误差等问题，中交四航局技术团队突破传统工程思维，整合工程和机械的技术资源，自行设计一款智能化浇筑设备——智能浇筑机，不仅具有越障能力，还能实现浇筑速度、下料高度等因素的稳定控制，精细化控制每个仓格的混凝土饱满度，最终实现隐蔽工程可视化、传统工程智能化、土木作业精细化目标。4浮运快了56倍！移运仅用3个小时深中通道沉管是目前世界上最宽的海底沉管隧道——沉放最大水深达40米，沉管结构的受力非常复杂，预制完成的8万吨钢壳沉管，如何提速移动，一开始就是四航工程师的必答题和挑战题。“起初，我们找了业内共11家高规格、实力雄厚的设备制造商，但由于项目规模大、难度高、技术复杂，没有一家单位能保证完成，我们便决定自主研发。”中交四航局技术中心总经理陈伟彬表示。此前，港珠澳大桥单节沉管预制需75天，采用了国际先进的无源支撑顶推系统，一节沉管每天最多顶推30米，完成单节转运需要7天。如今，深中通道项目要保证每月交付一节沉管，必须一日之内完成米的超级沉管转运，否则不仅延缓工期，而且会造成隧道作业被迫停工。中交四航局深中通道沉管预制厂担负22节沉管预制的艰巨任务。按照原有移动技术和预制周期，一条生产线需要4.5年才能预制完成，两条生产线也需要2年多时间，无法实现原有工期履约。自港珠澳大桥岛隧项目以来，中交四航工程师对沉管移运工艺及设备进行了深入研究。“当时我们经过了巨大革新才使港珠澳大桥顶推系统实现从30天到15天再到7天的提速，这已经到达了极限，”陈伟彬说，研发一套“专业化”钢壳管节移动系统，成为了项目团队的唯一出路。沉管移运装备是四航局自主研发制造、由台单个载重最大达吨的电动轮轨式液压台车组成的世界最大智能台车编队。最终，项目团队灵活运用三点成面的原理，将4条轨道的台台车串联成3个支撑点，控制钢壳沉管的水平面稳定，并对台车进行智能化改造，实现台台车同步前进、升降和自动纠偏的智能控制与管理，最终创新研制出适合深中通道钢壳沉管的移动系统。“虽然我们已经调试过很多次设备了，但毕竟没有用台车真正运过8万吨的东西。在沉管移运完成前，那心都是悬着的。但实践证明，我们真的成功了！”赵国臻激动地说。相较港珠澳大桥的首节沉管移运的用时7天，深中通道的首节沉管移运仅仅用了3个小时，移动沉管速度比港珠澳大桥速度快56倍。5安家在水下40多米为沉管修筑基槽6月17日11时45分，深中通道所处的伶仃洋波光粼粼，水天一色。深中通道的建设者们完成最后一道沉管施工工序，沉管安装环节，将6万吨重的管节放到他将要驻扎年的新家。而海底40多米处，就是为沉管修筑的巨大基槽。这个“新家”，建设者约用时两年打造，从疏浚、铺基础到装修，都采用中国最先进的工程智造技术。传统的海底基础处理，通常在土层里打下几根桩作为加固，或者采用置换法，挖走软土填充石料；而深中通道沉管的“新家”，地处珠江入口处，水下土层不深不浅，无法按照传统工艺按部就班施工，需要制造新的装备，解决技术难题。中交四航局DCM四航固基号船长郭宏光介绍，施工海底表面淤泥含水量高达60%多，石头抛上去基本都陷在泥汤里。不做处理的海底，隧道沉管根本没法安置在上面，要使沉管安放在固定的基础上，并减少沉降和避免不均匀沉降，技术难度非常大。为了做好海底隧道的地基，首先在要伶仃洋40多米深开挖一条海底隧道基槽，如同在地下13楼作业。对水下基层进行基础加固，需要一种特殊的装备DCM。之前，DCM装备的制造技术被国外垄断和封锁。中交四航局结合港珠澳大桥施工和造船经验，自主研发出中国首艘水下水泥搅拌船——“四航固基”DCM船。“四航固基”号打破技术封锁，填补了国内DCM施工技术空白，该设备可直接硬化深海淤泥形成水泥搅拌桩，解决了跨海通道深海淤泥疏浚环保难题。这个中国首艘拥有完全自主知识产权的核心装备，创下了单日完成36根DCM长桩，单日完成立方米的基床建设的纪录，为深中通道首节沉管建设筑就了一条水下长城，坚固而又平整——6万吨沉管沉放上去，纹丝不动。安装时间轴6月15日15：20今年第2号台风“鹦鹉”过后，位于珠海牛头岛的中交四航局深中通道沉管预制基地，首节沉管在运安一体船的拉动下，平稳驶出预制工厂，开启其水下安装里程碑时刻。6月16日4：00排水量达6万吨、两端密封的首节沉管，堪比大型航母，在安装船守护下开始水上15个小时，50海里的长距离漂移，来到它将要入住的新家，深中通道西人工岛施工现场。6月16日22：30管节完成系泊作业工序后，正式进行沉放对接工作。首节沉管水下对接，这是继港珠澳大桥沉管后，中国建设者第二次挑战“海底之吻”。　6月17日11：45建设者们在伶仃洋上反复校验安装数据，顺利完成出坞、浮运、系泊、安装等所有环节，深中通道首节沉管对接顺利完成。知多D在深中通道建设过程中，针对项目深水深槽精挖、清淤、硬岩处理等技术难题，中交广航局投入了多艘国内先进船舶设备，并经过不断的技术改造、工艺创新等方式，当好深中通道沉管浮运安装的“开路先锋”。智能化巨手“金雄”轮国内首艘具备定深平挖的大型精挖抓斗船，配备了自主开发可视，可控、可测的精挖监测系统，使“金雄”轮施工具有程序化、智能化、数字化的特点，且开挖精度严格控制在50厘米以内，解决深海作业“看不见”“控不住”的技术难题。深海攻坚锤“金建”轮一艘环保凿岩船，针对深中通道槽底硬岩，该船利用35吨凿岩棒，对深埋在海底花岗岩进行破碎和清理，有效避免了采用传统水下爆破工艺，妨碍粤港澳大湾区数条水上交通主干道的正常通航，同时对生态环境和水生生物造成巨大影响。年7月，“金建”轮成功完成E7-E8沉管隧道岩石处理，为深中通道沉管隧道施工扫除了第一道“拦路石”。深海吸尘器“捷龙”轮国内首艘深水深槽专用清淤船，被誉为“深海吸尘器”。针对深中通道项目回淤强度大的特点，中交广航局组织对“捷龙”轮进行技术改造，技改后的“捷龙”轮具有高功率、大挖深、高精度的施工特点，清淤头高程控制误差精确到厘米级。目前，“捷龙”轮已于年4月25日正式进入深中通道施工现场，为项目后续沉管隧道基槽清淤施工做准备。采写：南方日报记者罗丽娟通讯员庞美雄胡思龙兰志成林文琪

转载请注明:http://www.aomens.com/jwyxttz/103542.html