2023年6月11日8時，世界最長最寬鋼殼混凝土沉管隧道——深中通道海底隧道最終接頭順利推出，貫通測量結果表明，實現了與東側E24管節(jié)精準對接。距離2018年4月海底隧道沉管鋼殼試驗段開工，整整5年后，這座“海底長城”終于合龍，深圳和中山兩市在伶仃洋海底實現“牽手”。
深中通道沉管隧道最終接頭正進行水下對接（攝影：李一）
“深中通道海底隧道順利合龍，為打造環(huán)珠江口100公里‘黃金內灣’提速。當前，廣東交通集團正協同各方，全力以赴推進深中通道建設，為進一步提高粵港澳大灣區(qū)的‘硬聯通’和‘軟聯通’水平，為新征程上廣東推進中國式現化代建設貢獻交通力量。”廣東交通集團黨委書記、董事長鄧小華表示。
海底繡花：高質量打造舒適基床
海底沉管隧道工程共分為三大關鍵技術：基礎處理、管節(jié)浮運安裝及接頭處理。其中，基礎處理包括基槽開挖、軟基處理及基床整平。基礎處理的要求極高，海底20-40米深處基槽開挖精度、碎石整平精度均要求達到亞米級，堪稱“海底繡花”。深中通道項目創(chuàng)新海相深厚淤泥層“大直徑深層水泥攪拌樁+塊石振密”復合地基處理新技術，軟土地基沉降控制在48毫米以內，達到國際領先水平。
隧道基槽開挖是沉管管節(jié)安裝的第一道工序。負責沉管隧道基槽開挖的中交廣航局深中通道項目部常務副經理楊景鵬介紹，自2019年起至今，共完成了3500萬立方米的疏浚作業(yè)，完成了約26.5萬立方米的海底礁石破除。挖出來的泥沙，可以裝滿14000個國際標準游泳池。深中通道海底隧道位于珠江口，水文泥沙復雜、基槽回淤強度大，本次E23管節(jié)及最終接頭隧址清淤要求更高，龍口區(qū)清淤操作空間被壓縮至長167米、寬46米的范圍內。楊景鵬說：“該區(qū)域內不到半年就回淤高達1.88萬立方米，在基床上形成類似‘漿糊’的板結沉積物。我們應用‘深海吸塵器’——專用清淤船，開展精準定點清淤6000余次，用14天完成清淤任務。”
專用清淤船正在進行隧道基槽開挖（攝影：曾慶浩）
深中通道專門研發(fā)的“一航津平2”是當前世界上最先進的沉管隧道基槽碎石整平船，在完成基槽清淤、深層水泥攪拌樁、塊石拋填后，基槽碎石整平船在其上方均勻鋪設1米厚的碎石層。中交一航局深中通道項目部常務副總工程師寧進進說：“碎石整平船就是一臺水下‘3D打印機’，鋪設碎石的方式與‘3D打印’相同，鋪設完成后，碎石層的平整度可以控制在正負4厘米內，為沉管管節(jié)及最終接頭鋪上一層舒適的床墊。”
當前世界上最先進的沉管隧道基槽碎石整平船“一航津平2”（攝影：董永賀）
鋼鐵長城：智能制造鑄就鋼鐵身軀
深中通道海底隧道長約6.8公里，總用鋼量約32萬噸，是國家體育場“鳥巢”用鋼量的3倍。其中鋼殼混凝土沉管隧道長約5公里，分為32個管節(jié)（26個標準管節(jié)、6個非標管節(jié)）和1個最終接頭，標準管節(jié)長165米、寬46米、高10.6米，立起來就是一幢55層的大樓。
據了解，平均每節(jié)沉管的用鋼量約1萬噸，焊縫長度超過270公里，最厚的鋼板達到40毫米。按照施工計劃，必須要達到每月出廠一節(jié)鋼殼的速度，才能滿足項目建設需要。為此，深中通道打造了國內首條大型鋼結構“智能制造四線一系統”，并分別在廣船國際和黃埔文沖船廠進行應用。“我們在國內首次實現了大型鋼結構塊體智能焊接及智能噴涂，極大提高了焊接的質量和速度。”深中通道管理中心總工辦主任劉健說。
鋼殼制造完成后，由中交四航局桂山島沉管預制廠負責23個管節(jié)的預制，保利長大黃埔文沖龍穴島沉管預制廠負責9個管節(jié)的預制，兩處均采用智能澆筑系統進行自密實混凝土的澆筑。“經過三年多的平行研究，進行了上百組模型試驗，我們研制出了高穩(wěn)健、高流動性的自密實混凝土。同時，我們研發(fā)出了具備自動尋孔、自動行走、自動控制澆筑速度的智能澆筑裝備及系統，極大提升了澆筑質量和速度。”中交四航局深中通道項目部生產副經理羅兵說。據了解，深中通道鋼殼沉管管節(jié)共澆筑了近90萬立方米的自密實混凝土，檢測表明，混凝土填充密實性達到國際領先水平。
護航浮運：海事打造四級聯動聯防體系
深中通道最后一節(jié)沉管（E23管節(jié)）及最終接頭長約165.7米，總重量約8萬噸，自珠海牛頭島出塢到隧址沉放安裝位置，需航經50公里，跨越珠江口多條航道，航行距離長且大轉彎轉換航道，浮運風險大，通航安全難度系數高。
為保障浮運安全，廣東海事局堅持“每一節(jié)都是第一節(jié)”的工作理念，成立E23管節(jié)及最終接頭水上交通安全保障總指揮部，組織召開總決策會，編制《深中通道項目S09合同段沉管浮運安裝水上交通安全保障工作手冊》，全面落實協調及應急保障、施工及通航指揮等工作，緊盯不放、嚴防死守，把各項風險系數降到最低。
廣東海事局準確把握調查研究的要訣，提前調研走訪相關單位征集浮運通航保障意見，參加風險評估咨詢會、提出通航安全專業(yè)意見，提前發(fā)布施工預告、航行通告，發(fā)放線路圖。同時，進一步健全溝通及應急反應機制，做好港口碼頭、高速客船等相關航運企業(yè)的宣傳宣貫，派出專人跟進并協調解決通航問題，積極營造和諧的水上交通安全環(huán)境，仔細核對并認真落實浮運航路沿線現場、風險隱患排查等47項工作任務，明確各航道在各時間段的管控措施。
沉管浮運期間，廣東海事局打造浮運安裝一體船“一航津安1”、共享信息中心、海事VTS專臺及海事現場交通組織的四級聯動聯防，全覆蓋、全方位保證通航環(huán)境安全有序。本次浮運，廣東海事局共出動船艇5艘，執(zhí)法人員75人次，引導攔截船舶30艘次，累計播發(fā)航行警告和實時航行安全信息300余條，發(fā)放宣傳宣貫圖600余份。“一航津安1”攜帶著E23管節(jié)及最終接頭，于6月9日凌晨2時30分順利抵達預定水域的系泊點，開始后續(xù)作業(yè)。
廣東海事局深中辦副主任高國輝表示，“最后一節(jié)沉管帶最終接頭成功安裝后，深中通道建設仍將繼續(xù)，我們守護水上交通安全的任務還在路上。我們將繼續(xù)義無反顧地奮戰(zhàn)在項目一線，為‘交通強國’‘海洋強國’建設貢獻海事力量。”
6月11日，深中通道最終接頭實現了與E24管節(jié)的精準對接。據悉，深中通道沉管隧道采用的整體預制水下管內推出式最終接頭，是世界首創(chuàng)的全新結構裝置，將最終接頭與最后一節(jié)沉管（E23）一同制造，推出段放置在管節(jié)對接端的擴大端內，與最后一節(jié)沉管一并浮運沉放，待最后管節(jié)標準段與已安裝管節(jié)完成對接并確認姿態(tài)合適后，推出段就像一個巨型的抽屜內盒（長5.1*寬46*高9.75米，重1600噸），利用千斤頂將推出段(抽屜)從一側推出，與E24管節(jié)的端鋼殼完成對接。深中通道管理中心總工程師宋神友介紹：“這種接頭具有安全性好、施工快速、不需要大型裝備、經濟性好等優(yōu)點。創(chuàng)新采用這種新接頭形式的出發(fā)點和目的，是我們希望在外海沉管隧道建造中，形成更加安全、更加高效、更加精準的對接，同時在世界沉管隧道施工領域中實現新的突破，擴大我國在該領域的領先優(yōu)勢。”
這個世界首創(chuàng)的集成裝置，由中交公路規(guī)劃設計院負責設計，其制造難度非同一般。設計負責人徐國平說：“在最終接頭的狹小空間內，一共集成了11套專用設備和系統，基本都是定制的，比如行程達到近3米的液壓千斤頂。”由于是首次設計制造，建造團隊需攻堅克難并持續(xù)優(yōu)化設計與建造方案。廣船國際深中通道項目GK01標項目部常務副經理鄧凱說：“最終接頭用鋼量僅2000噸，為保障其制造精度，我們制造它就用了9個月。”
深中通道管理中心總工程師宋神友介紹：“為了實現最終接頭的精準對接合龍，我們主要做了三方面的工作，一是在最終接頭實施之前，通過精益求精地沉放、對接調節(jié)控制及基于北斗測量控制系統，實現了15個管節(jié)毫米級的平面安裝精度；二是研發(fā)了深水水下測控系統，通過‘雙目攝影+拉線法’雙測量系統，實現5毫米以內的測控精度，準確掌握推出段與E24端鋼殼的相關空間姿態(tài)；三是新型最終接頭推出系統方面，我們研發(fā)了千斤頂同步位移控制系統，能實現推出過程平面精度在2.5毫米以內。通過以上三方面的工作實現了合龍段高精度推出對接。”
深中通道是國家高速公路網G2518跨珠江口的重要組成部分，也是粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐工程。此前，深中通道海底隧道已由東西兩側往中間依次沉放對接了31個管節(jié)。6月8日開始最后一個管節(jié)（E23）及最終接頭的整體浮運安裝，至今日完成最終接頭推出對接，共用時近70個小時，一舉實現關鍵控制性工程突破，為深中通道沖刺2024年通車目標邁出重要一步。
作為交通運輸部首批平安百年品質工程創(chuàng)建示范項目，深中通道研發(fā)了沉管浮運安裝一體船等多項世界首創(chuàng)裝備與系統，開發(fā)了鋼殼-混凝土沉管隧道設計理論及合理構造等多項國際領先技術，實現了深水條件下沉管隧道15個管節(jié)毫米級安裝、鋼殼自密實混凝土脫空檢測合格率100%、伶仃洋大橋線形控制精度較規(guī)范要求提高了3倍等突出成效，將形成具有自主知識產權的跨海集群工程設計施工成套技術，引領行業(yè)高質量發(fā)展，進一步鞏固我國在跨海集群工程領域的領先水平。
