深中通道沉管隧道“世界之最”如何煉成？

“首節沉管浮運安裝涉及的工程規模和技術難度前所未有，但過程比預想中要順利得多，這主要得益於深中通道整個技術層面的進步。”廣東省公路建設有限公司黨委副書記、總經理陳偉樂介紹，深中通道雙向八車道沉管隧道長約6.8公里，由32個鋼殼混凝土管節如“搭積木”般連接而成，比港珠澳大橋雙向六車道鋼筋混凝土沉管隧道斷面要寬9—18.5米，是世界上最長、最寬的鋼殼混凝土沉管隧道。首節沉管的順利對接，意味著深中通道在沉管隧道方面較港珠澳大橋時期又有了質的提升，填補了多項設計、施工方面的技術空白。

沉管預製工效較港珠澳大橋提升1倍，靠什麼？

“首節沉管（E1）長165米、寬46米、高10.6米，重約6萬噸，排水量如同一艘中型航空母艦。其採用的鋼殼混凝土結構，在我國尚屬首次。”中交四航局深中通道項目工程師周林介紹，深中通道每節沉管要用1.2萬噸鋼，相當於搭建1.6個埃菲爾鐵塔所使用的鋼材量，同時還要澆築混凝土，技術難度前所未有。

根據深中通道項目的建設計劃，平均30天要製造完成一節這樣的管節鋼殼。同時，為保證隧道管節在水下對接的精度、密實度，深中通道隧道沉管鋼殼的製造精度要求極高。要在一個比標準足球場還要大的平面上，做到鋼殼的正負平面高差不超過10毫米，遠超造船的精度要求。為此，深中通道管理中心和廣船國際南沙龍穴製造基地合作，結合BIM資訊技術平臺，建設了鋼殼智慧製造“四線一系統”，大力推行智慧鋼殼製造，大規模應用機器人智慧化焊接、智慧化打砂、智慧化噴塗。這也是國內首個在超大型構件製造上大規模應用的智慧製造系統。

2019年6月26日15時30分，經過8個小時的“海上航行”，重達8716噸的深中通道沉管隧道首個管節鋼殼（E1管節）抵達位於珠海桂山鎮牛頭島上的深中通道沉管智慧工廠，開啟了它的“加工之旅”。鋼殼澆築是第一道工序。

“E1管節由超過2500個密閉倉格組成，需要澆築2萬多立方米自密實混凝土。同時，一個123.8米的標準管節焊縫長度超過了227公里，而165米的標準管節焊縫長度更是超過280公里，最厚的鋼板達到了4釐米，焊接的工作量超大、對工藝的要求極高。”深中通道管理中心副主任、總工程師宋神友表示，在封閉隔倉裏實現混凝土填充密實性是世界性難題。

為此，2015年深中通道管理中心組織産學研用聯合攻關，聯合中交四航局研發中心等單位，歷時3年多，進行了上百次隔倉模型澆築試驗，突破了封閉式隔倉混凝土填充密實度等“卡脖子”難題，自主研發出一套智慧澆築系統，可幫助項目完成單個管節2500個倉格實現毫米級誤差的混凝土澆築工作，大大減少了人工以及人工施工的偏差，同時可實現一部手機在手，所有澆築施工資訊都能夠查得到、看得到。

如今，跟港珠澳大橋時期相比，深中通道預製一節沉管的時間由75天縮短至30天，工效提升了一倍有餘。

澆築完成之後，E1管節從8000多噸重的鋼殼“搖身一變”，成為重6萬噸的龐然大物。2019年12月9日，經由中交四航局工程師們自主研發的智慧臺車系統，E1管節成功縱移至淺塢區。相較港珠澳大橋的首節沉管移運用時7天，深中通道E1管節僅耗時3個小時，速度提升了快56倍，再一次彰顯中國製造的“大灣區速度”，為之後的施工贏得了充分的準備時間。

40米深海下毫米級精準對接，怎麼做到的？

6月16日22時30分，歷經7次航道變換、長達50公里的浮運以及6.5個小時的係泊作業之後，E1管節開始了正式沉放對接工作。如何在暗流洶湧的深海之中實現誤差不超過5釐米的毫米級精準對接安裝，成為建設者們面臨的最為嚴峻的考驗。

“超級工程還需超級裝備！”陳偉樂表示，首節沉管能夠順利實現水下的精準沉放與毫米級對接，離不開由深中通道管理中心聯合中交一航局等單位自主研發的國之重器——深中通道核心裝備、世界首制自航式沉管運輸安裝一體船“一航津安1”。

“一航津安1”研發歷經3年，由深中通道管理中心牽頭組織，中交一航局提出、上海振華設計、黃埔文衝建造，擁有完全自主智慧財産權，目前已獲得國家專利並申報了國際專利。該船採用雙體船船型設計，船長190.4米，船寬75米，型深14.7米，甲板面積相當於兩個足球場。可實現深水靜水工況下拖帶165米，2節航速自動巡航，7.2萬噸標準沉管浮運航速可達5節，同時能夠抵抗1.6節橫流。

“為佔領技術巔峰，我們用了6年的時間做準備，包括耗時1年的使用演練。”中交一航局深中通道項目常務副總工程師寧進進介紹，“一航津安1”是我國自主研發的世界上第一艘集沉管浮運、定位、沉放和安裝等功能于一體、具有DP定位和循跡功能的專用船舶，具有系統整合度高、自動化程度高、安全控制性能高、施工精度高等優勢，可有效克服繁忙複雜航路、基槽長距離橫拖、深水沉放、複雜風浪流等不利建設條件，不但大大增強了沉管浮運安裝能力，保障了施工安全，而且極大提高了施工精度和施工效率。

6月17日上午，在“一航津安1”的幫助下，E1管節緩慢下放並水準絞移，不斷調整管節坡度，成功著床于最大水深達40米的隧道基底，相繼完成沉放和對接作業。現場檢測結果顯示，E1管節各項對接數據均符合設計要求，至此，具有“超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖沙坑區域地層穩定性差”五大技術難點的深中通道沉管隧道啃下了第一節“硬骨頭”。

目前，深中通道沉管隧道項目進展順利，已完成3節管節生産，開始第4節管節預製，預計到今年年底完成7個管節預製。同時，深中通道海底隧道地基處理已經全部完成，海底隧道安裝進入全力衝刺階段。（記者 李赫 吳帆 徐昊 通訊員 粵交集宣 岳路建 實習生 李詩靜）