青春“守伶仃” 海上“築長城” 青年建設者打造粵港澳大灣區“超級通道”

近日正式通車試運營的超級工程深中通道,開通72小時,日均車流量已超過10萬車次,成爲名副其實的粵港澳大灣區“超級通道”。全長24公里的深中通道,一橋飛架深圳和中山,其形態如蛟龍出海,“時而潛龍在淵、時而飛龍在天”,是世界上綜合建造難度最高的跨海集羣工程。

過去7年間,被稱爲“跨海通道施工國家隊”的中交第一航務工程局2500餘名平均年齡31歲的建設者,用青春堅守伶仃洋,全面參與了深中通道“隧、島、橋”核心工程的施工作戰。這些年輕人挑戰海上“無人區”,終日與孤島、高溫、高溼爲伴,直面世界級挑戰,創下多項世界紀錄,爲跨海島隧工程施工提供了新的中國方案。

海上“起鯤鵬”

從海上大跨徑橋樑進入雙向八車道海底沉管隧道,需要從海面潛入海底,西人工島便是橋與隧的過渡,也是整個深中通道的先行工程。

西人工島長625米,最寬處456米,海面以上島體面積達13.7萬平方米,相當於19個標準足球場,從空中俯瞰,形似一隻巨大的“海上鯤鵬”。

要在地質氣象條件複雜的珠江口憑空建造出如此大體量的陸域,並達到百年使用壽命,建設難度前所未有。“珠江口水下軟土層厚達幾十米,築島就像在豆腐上蓋房子。”時任中交一航局深中通道項目部西人工島分部技術負責人鄭偉濤介紹。

在借鑑港珠澳大橋建設經驗基礎上,團隊提出了全新的大型深插式鋼圓筒快速成島工藝,採用的直徑28米、最高40米的鋼圓筒創下世界施工領域之最。

然而,地質的複雜性還是出乎大家意料。除了軟泥,施工區域水下普遍分佈硬質夾層,就像一盤散沙裡錯落分佈不同質地的石子,鋼圓筒振沉精度極難掌控。

針對這一情況,團隊研發出鋼圓筒基礎DSM預處理核心技術,像攪拌機一樣邊攪拌邊注入泥漿,降低硬質土地層強度,讓鋼圓筒施工區域的土質密度平均,使鋼圓筒工藝適用於軟硬不均的地質條件。同時啓用4000噸起重船“一航津泰”,在十二錘聯動錘組的緊密配合下,將鋼圓筒穩穩打入海底岩層。就這樣,這羣年輕建設者僅用141天就在茫茫外海建成一座巨大的人工島,創造了快速成島的世界紀錄。

海底“築長城”

把雙向八車道的快速車道裝進海底隧道里,這就是深中通道的海隧方案。深中隧道由32節航母般大小的沉管在海底連接而成,是世界上最寬的鋼殼沉管隧道。

擺在建設者面前的,是鋼殼結構形式新、尺寸超寬、浮運距離超長、航道封航時間長等諸多新難題,原有裝備無法滿足施工要求,必須研發新的方案和裝備。中交一航局歷時3年自主研發建造出世界首制沉管運輸安裝一體船“一航津安1”。該船採用雙體船型設計,船長190.4米,寬75米,甲板面積相當於兩個足球場,是海底隧道施工領域又一劃時代的技術創新之作。

深中通道沉管單個標準管節長165米、寬46米、高10.6米,重約8萬噸,排水量相當於一艘中型航母。要在水下40米安裝這些龐然大物,難度堪比“天宮”對接。更何況,深中通道沉管隧道設計對接精度要求極高,不僅需要毫米級的精確定位,還需要克服水壓等帶來的諸多麻煩。

一航局深中通道項目部常務副總工程師寧進進說,爲了將沉管完美沉放並連接,團隊先後花了3年時間。最難忘的一次是2023年6月,一體船“一航津安1”拖帶最後一節沉管E23及最終接頭開啓最後一次“深中之旅”。此前,團隊已積累了22節沉管的施工經驗,但E23管節內置最終接頭,結構特殊,大家絲毫不敢掉以輕心。

“由於異形管節頭重腳輕,管節起浮及沉放前壓載調平難度大,不確定因素增加。”寧進進說,浮運航道線路複雜,其中新建連接航道最小寬度僅200米、轉彎半徑僅350米,穿越期間需要連續轉向,船管浮運難度高、施工風險高。

E23安裝位置介於E22與E24兩節沉管之間,有效寬度不足兩米。在空間受限條件下進行沉放,管節姿態控制難度極大,甚至存在碰撞風險。在北斗定位系統指引下,一體船“一航津安1”,好比一隻巨大的長方形鋼鐵夾子,將沉管和最終接頭牢牢抱在船底。在千斤頂系統和壓載水系統協助下,最終接頭端朝E24以每分鐘5至10毫米的速度緩緩推進。

“對接端的橡膠止水帶,類似保溫杯和高壓鍋裡的橡膠圈,是最終接頭和E24管節嚴絲合縫對接、確保滴水不漏的關鍵。”一航局深中通道項目部工程技術部副部長王明說,“不到兩米的距離,我們精雕細琢,走了近10個小時。”

最終接頭推出作業過程中,潛水員突然反饋了一個令人揪心的情況:人工測量數據與系統測量數據存在一些出入。如果潛水員的數據是正確的,那麼最終接頭對接將會出現兩釐米的誤差,這與項目團隊追求的毫米級對接存在巨大差距。

36歲的一航局深中通道項目部測管中心主任鎖旭宏,在追溯系統數據源並重新查驗後,確定系統數據沒有問題。最終作業完成後,經檢測,誤差小於10毫米。鎖旭宏的自信,源於水下雙目攝像定位系統。這套系統就像人的眼睛一樣鑲嵌在最終接頭上,可以實時提供最終接頭推出過程中的三維姿態數據,並通過三維可視化界面,爲海底對接提供更加可靠、更高精度的定位數據。

3D“打印”深海通途

珠江口原爲採砂區,水下地貌極不平整,海底淤泥高達3至18米,極易回淤,疊加龍舟水等大徑流影響,沉管安裝阻礙重重。

“立即對E10管節基槽開展清淤!”一次,潛水員例行對E10管節基槽進行探摸發現,水質渾濁,能見度爲零,彷彿陷入泥潭裡。

寧進進一邊看着回淤監測報告,一邊緊急向前線發出指令。不好的預感在他的腦海裡浮現,所有跡象都指向一個嚴重的問題——回淤。然而,緊急清淤後僅1天,E10管節基槽的回淤厚度又達到空前的10米,超過3層樓高。

“施工設計標準要求基槽回淤沉積物厚度小於10釐米,一旦超標,相當於沉管基牀鋪在了軟泥上,巨大的沉管着牀後,存在後期沉降位移的隱患。”一航局深中通道項目部整平分部技術主辦暨政文說。

爲了更好納淤,確保沉管毫米級對接,一航局爲深中通道量身打造的世界最大、最先進自升式碎石鋪設整平船“一航津平2”一馬當先,在“石板路”上用碎石鋪設出一條1米厚、形似地暖管道的“弓”字形地壟。

“地壟之間的窪地可以納淤,使壟上不積淤,從而保證沉管接觸面在同一高度上,確保了沉管的平穩着落和高精度對接。”一航局深中通道項目部拋石整平測量負責人陶振杰介紹,整平船具有水下“3D打印機”之稱,在世界最大供料鎖固回填船“一航津供1”配合下,單個船位碎石鋪設整平範圍達2500平方米,最快3-4天即可完成單個管節基牀的鋪設。

項目團隊通過精確控制作業進度,能夠使基牀鋪設完成時間最大程度接近沉管安裝時間,不給泥沙回淤留下“可乘之機”,確保沉管安裝質量。

從港珠澳大橋到大連灣海底隧道再到深中通道,這支年輕團隊不斷攻克技術高地,不斷刷新沉管隧道建設領域技術國產化的紀錄,用青春與智慧爲世界跨海橋隧建設貢獻了一個又一箇中國方案。

中青報·中青網記者 胡春豔 來源:中國青年報

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