“一航津安1”号沉管浮运安装一体船搭载管节准备前往深中通道海底隧道施工现场。新华社记者刘大伟摄
运架一体船正在架设桥梁箱梁。苏振飞摄
深中通道建设者在进行伶仃洋大桥主缆架设施工。苏振飞摄
深中通道海底沉管隧道横截面示意图。深中通道管理中心供图
深中通道西人工岛建设现场。苏振飞摄
珠江口外，伶仃洋上，虎门大桥与港珠澳大桥之间，深圳至中山跨江通道（简称深中通道）雏形已现。这是继港珠澳大桥之后，又一集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级跨海集群工程。
据了解，深中通道东起广深沿江高速机场互通，向西经东人工岛、海底隧道、西人工岛、跨海大桥等，越过伶仃洋，抵达中山马鞍岛，全长24公里。2024年建成通车后，驾车从深圳宝安机场到中山的时间将从现在的2个小时缩短至20来分钟。
作为国家“十三五”重大工程，珠三角“深莞惠”与“珠中江”两大城市群之间唯一公路直连通道，广东自由贸易试验区、粤港澳大湾区的重要交通纽带，深中通道自建设伊始便备受瞩目。世界首例特长超宽双向八车道海底隧道、世界最大跨径全离岸水中悬索桥……由于比港珠澳大桥多出两个车道，被视为港珠澳大桥的难度“升级版”，创造了诸多基建奇迹。
目前，深中通道中山大桥即将合龙。深中通道建设究竟难在哪儿，世界级工程背后有着怎样的科技力量？记者近日采访了深中通道管理中心有关负责同志。
1 32个巨型管节和1个最终接头“海底牵手”
造就世界首例特长超宽双向八车道海底隧道
6月23日，珠海桂山岛。岛上的沉管智慧预制厂，已完成预制的深中通道海底隧道E19沉管管节停泊在深水坞，工人们正紧张地进行舾装工作。
不久之后，这个长165米、宽46米、高10.6米、重超7万吨的“巨无霸”，将“乘坐”被称为“深海邮递员”的世界首个沉管浮运安装一体船——“一航津安1”，抵达50公里外的海底隧道施工现场完成沉放、安装。
回忆起两年前首节沉管沉放、安装的场景，深中通道管理中心总工程师办公室主任刘健仍然十分激动：“2010年正式开始项目前期工作，十年磨一剑啊！”如今，深中通道海底隧道已完成26个管节的沉放对接，长度超过4000米，正在向最后1000米发起攻坚冲刺。
据介绍，海底隧道是深中通道的关键控制性工程，连接东、西人工岛，长6.8公里，比港珠澳大桥多两个车道，是世界首例特长超宽双向八车道海底隧道。
“海底隧道沉管段长约5公里，由32个管节和1个最终接头组成。”刘健告诉记者，各管节就像“拼积木”一样实现“海底牵手”。
记者了解到，一个管节的体量堪比一艘中型航母，无论是设计、建造，还是浮运、安装，都很有“看点”。
与常规隧道的钢筋混凝土结构不同，深中通道海底隧道采用的是一种全新的结构和技术——钢壳混凝土沉管。这是该技术在世界上的首次大规模应用。
“简单来讲，就是在混凝土外部包裹钢壳，就像‘三明治’。”刘健介绍说。
据了解，管节要沉放在40米深的海底，承受着巨大的水压，相当于1.1万辆家用小轿车的重量。因此，工程师们决定给管节“穿”一件钢铁外衣——先用内外两层钢板制造出巨型钢壳，然后在两层钢板之间分隔出数千个“隔间”，再在“隔间”内部灌注自密实混凝土，以此来增加管节的承压能力。
“受海底地形及通航航道所限，海底隧道的断面宽度是变化的，在46至55.46米之间。”刘健告诉记者，32节沉管中，标准管节有26节，曲线变宽管节有6节，各管节由30多万块大小各异的钢板焊接而成，内部隔板纵横交错，焊缝总长度达到1.1万公里，接近地球的直径。“管节钢壳的焊接、混凝土的浇注实现智能化制造，有效破解了超宽管节制造和预制的难题。”
如何顺利运输、精准对接这个接近8万吨的“巨无霸”，成了摆在施工人员面前的大难题。
“现有航道的运力是行不通的。所以，我们的任务就是对这条专用航道进行疏浚开挖，为超大沉管浮运创造条件。”中国铁建港航局深中通道S13标项目经理罗盈介绍说。
与此同时，“产学研用”研发团队联合攻关，打造了世界最大自升式碎石铺设整平船“一航津平2”、世界首个沉管浮运安装一体船“一航津安1”等一系列关键装备。
据专家介绍，管节沉放对接之前，首先要在海底打造出一条宽50多米的平整基槽，因此“一航津平2”是沉管隧道质量控制的重要保障设备。
而“一航津安1”则是世界上第一艘集沉管浮运、定位、沉放和安装等功能于一体，具有DP定位和循迹功能的专用船舶。“在北斗卫星定位系统等技术的加持下，可实现管节水下的精准沉放与毫米级对接。”刘健告诉记者。
2 17公里“巨龙”横卧大洋之上
伶仃洋大桥是全球最大跨径全离岸水中悬索桥
站在中山马鞍岛上，向东望去，与横门互通陆域引桥相连的中山大桥，即将迎来合龙的关键时刻。
这个主桥长1170米、主跨580米的双塔斜拉桥，是深中通道的重要节点之一。
桥梁工程位于深中通道的西侧，西引横门互通陆域引桥，向东依次是中山大桥、非通航孔引桥和伶仃洋大桥，东接西人工岛，总长约17公里，如一条“巨龙”蜿蜒横卧于伶仃洋上。
据介绍，深中通道横跨珠江口7条航道，航道上每天往来的船只超过4000艘（次），不乏30万吨的巨轮。为了满足通航需求，项目设计中山大桥和伶仃洋大桥为通航孔桥。
其中，伶仃洋大桥采用580米+1666米+580米三跨全漂浮体系悬索桥结构，主跨长1666米，分东、西两个主塔，主塔高度为270米，是全球最大跨径全离岸水中悬索桥。无论是桩基、墩身、箱梁，还是锚碇、主缆，都面临着巨大的挑战。
“为了保证往来船只顺利通行，伶仃洋大桥桥面高达90米，相当于30多层楼高，是世界上最高通航净空的跨海桥梁。加之处在珠江口开阔水域，强台风频发，国外著名桥梁公司认为传统整体钢箱梁大桥‘无法满足抗风安全要求’。”刘健告诉记者。
然而，深中通道项目的工程师们并不这么认为。“面对这个断定，我们是不服的，我就觉得我们能行！”被称为项目“1号员工”的深中通道管理中心副主任、总工程师宋神友表示。
在他的牵头组织下，多个单位联合攻关，历时3年多，研发了新型组合气动控制技术，攻克了台风频发区超大跨整体钢箱梁悬索桥灾变控制技术，一举打破了国外权威的论断。
除此之外，正交异性钢桥面板疲劳及海中悬索桥主缆防腐等问题，也是世界性难题。
悬索桥，即吊桥，指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸或桥两端的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。
“缆索是悬索桥受力的关键构件之一，也是悬索桥的‘生命线’。”刘健告诉记者。伶仃洋大桥跨度大，且长期处于高温、高盐、高湿的海洋环境，腐蚀疲劳问题突出，全寿命周期不能更换，对缆索强度、耐腐蚀性要求极高。
为此，伶仃洋大桥所使用的主缆钢丝十分特别：6毫米直径、2060兆帕的锌铝多元合金镀层钢丝，其耐盐雾腐蚀性能是现有热镀锌钢丝的四五倍、锌铝镀层钢丝的2倍。
“无论是强度还是耐腐蚀性能，都达到了世界领先水平。这也是我国自主研发的2060兆帕钢丝在世界上首次大规模应用于悬索桥主缆建造。”刘健告诉记者，伶仃洋大桥上下游共设两根主缆，单根主缆长约3000米、重约90吨，由199根索股组成，每根索股又由127根高强钢丝组成，可承担极限拉力高达740吨。
目前，伶仃洋大桥已进入主缆施工阶段。非通航孔桥箱梁架设已超过60%，预计今年10月可完成全线非通航孔桥箱梁的架设工作。
3围堰填砂，快速成岛
首座水下互通立交实现复杂多向的交通转换
伶仃洋上海风徐徐，被称为“海上风筝”的西人工岛，一头连着海底隧道，一头牵着伶仃洋大桥，矗立在大洋中央。岛上，机械轰鸣声此起彼伏，岛内、岛壁施工正在稳步推进。
“深中通道先行工程就是从这儿开始的。”刘健告诉记者，作为深中通道“上天入海”的重要连接点，西人工岛承载着隧桥快速交通转换的重要功能。之所以被称为“海上风筝”，是因其整体形状如风筝。
长625米、最宽处456米，岛体面积13.7万平方米，相当于19个标准足球场大小。“从中山坐船到这里，大概需要50分钟。”刘健说，项目建成通车后，驾车从中山到这里仅需十来分钟。
填海造岛，难度很大。尤其是西人工岛所处位置地质条件复杂，砂层之下就是风化花岗岩层，对如何快速成岛及止水提出极大挑战。
项目团队决定用超大钢圆筒振沉形成围堰。“也就是将57个高38至42米、直径28米、重达650吨的超大钢圆筒打入海底作为人工岛地基，围出‘海上风筝’的框架，再填砂成岛。”刘健解释说。
研发十二锤联动新系统，完善钢圆筒振沉、DSM硬层处理等工艺，全程应用BIM（建筑信息模型）技术……最终，项目团队仅用四个半月就完成了57个钢圆筒及其副格的振沉施工，创造了人工岛快速成岛新纪录。
“东人工岛更是与众不同，是国内首个高速公路水下互通立交。”刘健介绍，东人工岛位于深圳宝安机场南侧，紧邻机场福永码头，东连广深沿江高速深圳段侧接线工程，西接项目沉管隧道，“作为水下交通枢纽，它不仅承担着沉管隧道与桥梁的转换功能，还要能实现复杂多向的交通转换。”
与此同时，东人工岛是在广深沿江高速42个桥墩承台海域范围内回填筑岛，面临着地质水文条件复杂、交叉作业面广及水下作业安全风险高等施工难题。为确保运营安全，桥墩的水平和竖向位移均不得超过5毫米，形变控制要求极高。
为此，项目团队采用“一体两翼”的设计方案，并在国内首次采用深厚淤泥地层桥下回填砂施工技术，通过在所有桥墩周围打设钢板（管）桩、强化地基强度等办法进行保护，增设砂被促使填砂过程应力分布更均衡，并进行24小时不间断监测，成功破解了制约施工的难题。
未来，项目建成后，经东人工岛水下互通立交，可实现东往深圳、西往中山、北往广州、南往香港，真正实现快速便捷交通转换、各城市间互联互通。（中央纪委国家监委网站王珍）
