深中通道首个钢壳沉管顺利下水

4月12日，在广东省交通集团、深中通道管理中心和中交四航局的全体建设者见证下，粤港澳大湾区重大战略项目深中通道隧道工程首个钢壳沉管，在缆绳的牵引下，从浅坞区缓缓横移至深坞区，顺利完成下水作业，为接下来的沉管隧道安装打下了坚实基础，也标志着深中通道项目建设迈上一个新阶段。

深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”为一体的超大型跨海交通基础设施，沉管隧道全长达到6.8公里，由32个管节加一个最终接头“搭积木”连接而成，为世界首例双向八车道海底沉管隧道。其标准管节长165米，宽46米，高10.6米。首个浇筑完成的E1管节是非标准管节，长123.8米，重达6万吨，比肩“辽宁舰”的重量。首个管节顺利下水，是中交四航局牛头岛沉管预制厂克服春节和疫情冲击，是建设者们的勇于挑战、攻坚克难，抢回了失去工期，深中通道海底隧道首节沉管安装进入倒计时。

自主创新破解钢壳预制难题

进入4月，伶仃洋上的牛头岛上的沉管预制厂显得格外的紧张，中交建设团队正在争分夺秒抢抓工期，疫情防控和复产复工不能有丝毫松懈。深中通道首节钢壳沉管完成浇筑，止水带已安装完毕，正在全副武装的等待下水。

“我们务必做好沉管预制的每一个细节、每一道工序，技术方案落实到每一个岗位，每一名工人，才能确保钢壳沉管隧道滴水不漏”。项目每天的早班会上，工程师杨洋都再三叮嘱作业班组这几句话。

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。该结构形式就是钢板包着混凝土，类似‘三明治’结构。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2250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66万立方米。

设计师对深中通道隧道100年寿命提出了苛刻的要求，每一个仓格了里钢壳和混凝土间的缝隙只能有5毫米的脱空。最严格设计标准，最严格的执行，沉管预制工艺流程不能有任何闪失。技术难题和工期倒逼项目团队特别注重每一次都是第一次。要在这样一个‘庞然大物’里头封闭的环境下完成混凝土浇筑工作，既看不见，又要求混凝土浇筑完成后与面板紧密贴合，难度可想而知。

中交四航局牛头岛沉管预制厂，原初设计在两年多的时间内完成22节管节的预制，要达到一个月一节的进度要求，才能满足深中通道海底隧道建设速度。

早于2015年，为直观获取混凝土在钢模中的流动状态，广东省交通集团、深中通道管理中心和中交四航局组成技术专家攻关小组，历时四年多，在实践中研究能满足钢壳质量标准的混凝土材料。实践研究进行了上百次隔仓模型浇筑试验，突破了封闭式隔仓混凝土填充密实度等“卡脖子”难题。

“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道，“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、设计性能指标等多个因素耦合下对混凝土的影响，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、沉管预制工期紧和人为因素影响等问题，中交四航局技术团队整合工程和机械的的技术资源，自行设计一款智能化浇筑装备。为深中通道量身定制，自主研发制造的智能浇筑装备，具有越障能力，可灵活移动，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，为沉管预制的质量和效率提供可靠保障。

据悉，相关成果将填补行业空白，形成了相应的行业标准及核心关键技术。技术团队自主研发的高稳健自密实混凝土，在智能机器人的自动化控制下，圆满完成了首节沉管的浇筑任务，这也是世界上首次大规模采用自密实混凝土浇筑钢壳沉管，奠定了中国钢壳沉管隧道预制的基础。

智能台车，实现8万吨沉管平稳移动

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，一开始就是四航工程师的必答题和挑战题。

深中通道每节沉管长165米，重约8万吨，超过“辽宁号”航空母舰的排水量。参照港珠澳大桥建设技术和经验，单节沉管预制需要72天时间，一节沉管每天顶推约30米，完成单节转运需要7天。为满足工期要求，加快粤港澳大湾区基础设施建设，牛头岛沉管预制工作计划于2022年底完成，项目要保证每月生产1节沉管，必须1天之内完成钢壳沉管在预制厂内的纵移动。

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，”四航局技术中心总经理陈伟彬说，“但是现在用这套顶推系统做深中通道项目，难以满足功效要求。”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200台单个载重最大800吨的电动轮轨式液压台车组成的世界最大智能台车编队的投产实践。项目团队灵活运用三点成面的原理，将4条轨道的200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200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，实现了从港珠澳大桥首节沉管移运典型施工耗时一个月，到深中通道首个钢壳沉管移运典型施工仅有5个小时的重大技术突破，成功攻克了8万吨沉管移运难题。

智能台车组通过集中控制系统可收集台车运行的各项数据，集控界面则是触屏操作，可实时显示收集到的各项参数。同时，系统还设置了自动调速等算法程序，实现台车组智能调速，最终完成200台台车同步自平衡、自纠偏和路面自适应等智能化操作。

“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6万吨的东西。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！”项目设备部部长赵国臻激动地说道。相较港珠澳大桥的沉管移运的用时7天，深中通道的首节沉管移运仅仅用了4.5个小时，力争突破3个小时，运转速度比港珠澳大桥速度快56倍。

争分夺秒，完成二次舾装改造

深中通道项目钢壳海底隧道在国内首次采用双向八车道，断面宽度46米，港珠澳时期的沉管宽38米，牛头岛预制厂二次舾区拓宽出海通道、新造坞门是沉管起浮坞的关键工序。二次舾装区改造是一项“卡脖子”工程，它就像一个“水池”，只有先把水池门关上，灌满水，让沉管下到这个水池，才能借助水的浮力拖动沉管出海，为整体工程提供保障。

临时围堰、深坞排水、坞内拓宽、新建舾装平台、新建水泵房、坞门、坞墩等是二次舾装改造的重点工作。其中2万吨巨型坞门，是挡在钢壳沉管出海安装关键线路上的一道坎，都是实打实的硬仗，没有任何捷径可走。唯有在3月底前预制完成，才能打通沉管隧道安装的通道。

春节期间，牛头岛上的项目党员干部没有选择休假，主动留守，加班加点新建坞门。然而，突然来袭的疫情，打乱了原本按期返程的建设者计划。“坞门倒排工期，若不能在2月底预制完成，将牵一发而动前身，沉管不能下水开展二次舾装作业，深中通道的整体工期将会滞后，”项目工程师陈聪与大家一起回味春节面临的情况。打通沉管出海的咽喉通道，每一天都不能耽误，项目团队必须咬紧牙度过这道难关。

疫情防控落实到了每一道细节，项目也有史以来第一次关闭了通往外界的道路，外防输入解决了，项目全部力量都放在了二次舾装区坞门预制。项目班子带头组成党员骨干突击队，将党旗插在牛头岛的临时围堰上，白天抢抓岛屿作业的窗口期，卯足干劲抓紧施工。晚上，又聚在办公室，研讨坞门闭合技术风险、质量风险，讨论水泵房安装的困难，分析临时围堰拆除的水下孤石问题，项目突击队将第二天施工的每一个问题都解决了，才会交班休息。

所有工序都是环环相扣，每一道工序都关系沉管隧道进度，工期和疫情压得团队喘不过来气，设备和人员24小时连轴运转，土建施工和钢壳沉管钢封门、止水带等配套安装都同步开展。在这样的坚持下，历时96天的双班倒，重达20700吨的巨型预制构件——坞门，如期顺利建成。3月27日开始了2万吨坞门的转向、移动工作。随着坞门被钢缆绳慢慢迁移到坞墩，灌水坐底，标志着整个二次舾装的改造作业正式结束。项目团队抢回工期，党员突击队攻克了“卡脖子”难关，把预制区域从内海和外海区分开来，为E1管节如期下水提供封闭环境。

顺利下水，项目建设迈上新台阶

4月12日，8台大功率水泵连续运转72个小时，灌满了210万方的深坞蓄水池，当水位达到14.25米时，各个岗位的技术人员都在等待下水的作业指令。下水前，项目技术小组再次复核各工序技术细节，检查了每一台卷扬机的状况，每一个螺栓的松紧度，与每一岗位的操作人反复交底操作流程。测量人员实测实量水位变化，实时公布深坞蓄水数据。

港珠澳大桥建设以来，项目团队保持的“鸡蛋里挑骨头”劲头，一直在项目技术方案和现场管理中传承。首个钢壳下水，项目团队历经5年技术攻关，精雕细琢的钢壳沉管产品，必须确保确保万无一失，只有钢壳沉管平安入水，悬起来的心才能落下。4月12日早晨11时，当现场工程师收集到所有工序环节核查数据后，沉管下水的历史性时刻启动。项目总指挥，深中管理中心主任王啟铜一声令下，沉管横移启动，四台卷扬机同步用力，沉管在缆绳的牵引下，缓缓进入深坞区，实现和大海的首次接吻。下一步即将开展E1管节的二次舾装工作，预计5月打通沉管出海通道，于6月底前开始首节沉管安装作业。至此，中交四航局深中通道牛头岛预制厂圆满完成钢壳工厂法生产的流水线作业，项目团队重整行装再出发，不辱使命战胜了工期和疫情防控的双重考验。

中交四航局牛头岛沉管智慧工厂全新的自动化生产线，智能化移动装备、混凝土浇筑机器人系统、智慧工地调度系统代替了传统以手工操作为主的生产模式，大大提高了钢壳沉管的质量和稳定性，使深中通道在港珠澳大桥跨海通道建设水平上，再上一个台阶，进而推动了整个行业的技术进步。