深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

日期:04-13
海底隧道港珠澳大桥

原标题:深中通道海底隧道首节沉管成功下水钢壳沉管打造世界最宽海底隧道

深中通道是连接广东深圳和中山的跨海大桥。昨天(12日)上午,深中通道海底隧道工程的首节沉管成功下水,开始了出海安装前的最后一道工序作业,海底隧道安装进入倒计时。

深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

眼前的沉管长123.5米,宽46米,高10.6米,重达6万吨。未来它将与其他31节沉管一起组成深中通道的海底隧道部分。这也将是世界上最宽的海底隧道。

深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧:沉管灌水之后在浅坞区横移到深坞区。深坞跟大海是想通的。未来沉管由深坞区直接运往海底隧道的安装现场。

深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

“沉管下水”也意味着它将第一次经历在水中的密封性考验。此前,它都是在陆地上进行施工建设。而密封性验证不仅对沉管安装至关重要,更是未来海底隧道安全运行的关键因素。

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深中通道管理中心项目工程师杨福林:未来在海底安装的时候管节的水压要比现在大很多,所以我们现在要进行灌水,进行水密性检测。尤其是对两个端封门,包括钢壳沉管的整个本体进行水密检测。现在已经基本上没有任何问题。

研制人员介绍,首节沉管下水后将展开二次舾装工作,计划于5月底打通沉管出运的通道,预计年内完成首节沉管安装。同时,第二节沉管也已预制完成,进行下水前的准备工作,深中通道海底隧道建设全面提速。

从天到小时突破沉管快速运移技术

在下水之前,沉管首先要从预制厂内运移出来。由于体型巨大,尽管只需要移动223米,但是却给研制人员出了个大难题。

深中通道海底隧道首节沉管成功下水 打造世界最宽海底隧道

事实上,除了此次下水的首节沉管较为特殊,重6万吨外,其余31节沉管的长度都达到165米,重量达到了8万吨。要将这8万吨的庞然大物移动223米,本身就已经很困难了。然而研制人员还面临着时间上的双重考验。

为满足工期要求,深中通道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一节沉管,这就必须在一天之内完成这223米的移动。

中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧:港珠澳大桥也面临管节移动的难题,当时我们经过了巨大革新研发了一套顶推系统,实现了从30天到7天的提速,这个已经到达极限。但是现在这个移动系统满足不了深中通道项目的要求。

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因此,研发一套全新的钢壳沉管移动系统,成了项目团队的唯一出路。他们在沉管下设计了200台智能台车,用“车轮”的滚动代替原本滑动的摩擦,就可以大大提高移动速度。这个看似简单的原理,实现起来却不容易。

中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧:一个是受力,200台台车,平均每台台车要承载400吨以上的力。一旦受力不均匀,沉管可能发生扭曲或者变形。第二个是同步性,要保证200台车移动过程完全同步。

经过不断设计改造,这套全新的系统终于在首节沉管运移时正式投入使用。最终历经4.5个小时,沉管成功移至目的地。未来,这个时间有望缩短到3个小时,将大大提高项目推进效率。

钢壳沉管打造世界最宽海底隧道

深中通道与港珠澳大桥一样,是集“桥、岛、隧”于一体的世界级跨海工程。主体工程全长约24千米,沉管隧道段全长6845米,设计时速100km,预计2024年建成通车。

此前,港珠澳大桥的海底隧道沉管宽度在38米左右,为双向6车道。而深中通道的海底隧道则扩宽到了双向8车道。这让原本的钢筋混凝土结构在受力结构上无法满足。

深中通道管理中心项目工程师杨福林:加宽之后,相比港珠澳(大桥)的这种钢筋混凝土,它的受力包括裂缝控制这块可能会出现问题。所以我们采用了当前的结构形式。

经过反复设计和摸索,研制人员最终选择了钢壳混凝土组合的方式,用两边的钢板“夹着”中间的混凝土,形成一个特殊的“三明治”结构。这是我国首次大规模采用这种结构,在国际上也是第一次大规模应用。在设计上缺乏成熟的经验和标准让他们遇到了各种难题。这其中,就包括混凝土配合比的研发。

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中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧:这个混凝土是由我们自己配制的。我们从2015年就开始研究,经历了大概400多次试验。它是不需要振捣的,它的特点是高流动性自密实。它的整体水密性的效果要比钢筋混凝土的效果更好。

除了混凝土成分的选择极其严苛外,特殊的结构还对混凝土和钢壳之间的缝隙有着毫米级的要求。为此,研制人员研发了全新的智能浇筑装备,实现钢壳混凝土自动生产浇筑。如今,连续两节沉管浇筑完成,成功验证了我国钢壳沉管预制的技术水平。

责任编辑:张玉

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