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爱博网站ApP下载粤港澳大湾区超级工程深中通道

编辑:爱博网站ApP下载|发布日期:2020-06-18|浏览:89

爱博网站ApP下载6月17日11:45,粤港澳大湾区超级工程——深中通道(连接深圳市与中山市的世界级超大“桥、岛、隧、地下互通”集群工程)项目的海底隧道首节沉管与西人工岛暗埋段成功对接。这是深中通道项目关键控制性工程的重大进展,标志着中国在沉管隧道建设领域登上了新的技术高峰。

6月16日早晨4时,排水量达6万吨,两端密封的首节沉管,堪比大型航母,在安装船守护下开始水上15个小时,50海里的长距离漂移,来到他将要入住的新家,深中通道西人工岛施工现场的水下基床。6月16日22:30,管节完成系泊作业工序后,正式进行沉放对接工作。首节沉管水下对接,这是继港珠澳大桥沉管隧道后,中国建设者第二次挑战首节沉管的“海底之吻”。

6月17日11点45分,深中通道所处的伶仃洋波光粼粼,水天一色。深中通道的建设者们完成最后一道沉管施工工序,沉管安装环节,将6万吨重的管节放到他将要驻扎100年的新家。据悉,深中通道沉管最深达40多米,有一条是为沉管修筑的巨大基槽。这个新家,建设者约用时两年打造,从疏浚、铺基础到装修,都采用中国最先进的工程智造技术。

传统的海底基础处理,通常在土层里打下几根桩作为加固,或者采用置换法,挖走软土填充石料。深中通道沉管的新家,地处珠江入口处,水下土层不深不浅,无法按照传统工艺按部就班施工,需要智造新的装备,解决技术难题。

中交四航局DCM四航固基号船长郭宏光介绍:施工海底表面淤泥含水量高达60%多,石头抛上去基本都陷在泥汤里。不做处理的海底,隧道沉管根本没法安置在上面,要使沉管安放在固定的基础上,并减少沉降和避免不均匀沉降,技术难度非常大。为了做好海底隧道的地基,首先在要伶仃洋40多米深开挖一条海底隧道基槽,如同在地下13楼作业。

挖完基槽后,还要对水下基层进行基础加固,需要一种特殊的装备——DCM(深层水泥搅拌桩)。DCM法加固水下软基的应用及研究在我国处于起步阶段,工艺技术尚不成熟,且深中通道地基处理施工区域内地质复杂,特别是西人工岛斜坡段的采砂坑极不利于成桩,以及最深处达海面以下40米的地基处理深度,是四航工程师前所未遇的新挑战,难度不言而喻。

之前,DCM装备的智造技术被日本和韩国垄断和封锁。中交四航局结合港珠澳大桥施工和造船经验,自主研发出中国首艘水下水泥搅拌船——“四航固基”DCM船。“四航固基”号打破技术封锁,填补了国内DCM施工技术空白,该设备可直接硬化深海淤泥形成水泥搅拌桩,解决了跨海通道深海淤泥疏浚环保难题。

这个中国首艘拥有完全自主知识产权的核心装备,创下了单日完成36根DCM长桩,单日完成2300立方米的基床建设的高记录,为深中通道首节沉管建设筑就了一条水下长城,坚固而又平整,6万吨沉管沉放上去,纹丝不动。安装成功的沉管,可以从此安全平稳地沉放在海底基础上,在此安家。

深中通道沉管在我国首次采用钢壳混凝土结构,标准管节长165米,宽46米,高10.6米,比港珠澳大桥33节的沉管隧道少1节,采用的是工厂化标准预制的生产方式,22个标准管节在距施工海域50海里外的珠海牛头岛上完成,然后从海上浮运到施工现场,再沉入海底对接。四航局深中通道项目工程部部长周林说:“这些沉管隧道是在我国首次大规模采用钢壳沉管结构,每个标准管节大体积采用自密实混凝土达3万方,总方量达70万方,每节沉管要用1.2万吨钢,相当于搭建1.6个埃菲尔铁塔所使用的钢材量,这是我们经历港珠澳大桥建设之后,遇到的又一个重大考验。”

“深中通道钢壳沉管生产,我们在港珠澳大桥工厂法预制工艺基础上,再次进行技术升级,单个标准管节的排水量约80000吨,比辽宁号航母的排水量还要大”,中交四航局深中通道项目设备部部长赵国臻自豪地说。作为完成港珠澳大桥建设的团队,中交四航建设者们如今继续扎根珠海牛头岛,夜以继日地攻克深中通道沉管技术难题,提升深中通道建设速度。

沉管水密性是整个隧道的生命。2020年4月11日,两端密封的首节沉管第一次潜入15米水深,5月27日,首节管节再次潜入40多米水深,反复检测钢壳沉管的水密性,为沉管沉入海底100年进行实体质量检测,也为首节沉管安装的安全性进行技术验证。

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。该结构形式类似‘三明治’结构,不易产生裂缝漏水现象。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70万立方米。

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,最强有力的执行,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“每一个隔仓都是第一个隔仓”。要在这样一个“庞然大物”里头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。

在钢壳中大规模应用自密实混凝土的成功经验和技术,百分之九十都掌握在美国和日本手中。在项目策划之初,中交四航局技术团队就前往日本学习,却被拒之门外,只能遥遥一瞥对方沉管预制厂的外貌。那时,牛头岛团队就决定,必须走自主研发道路。

“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、设计性能指标等多因素耦合对混凝土的作用,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、沉管预制工期紧和工人操作误差等问题,中交四航局技术团队突破传统工程思维,整合工程和机械的的技术资源,自行设计一款智能化浇筑设备——智能浇筑机,工程师称它为建筑界混凝土施工首台机器人。自主研发制造的智能浇筑机,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。

2018年10月23日,习近平总书记宣布港珠澳大桥正式开通,中交四航局牛头岛建设团队牢记总书记提出“逢山开路、遇水架桥”奋斗精神,重整行装再出发,只争朝夕,不负韶华,肩负起建设深中通道沉管隧道的重任。

现今深中通道项目要保证每月交付一节沉管,必须一日之内完成165米的超级沉管转运,否则不仅延缓工期,而且会造成隧道作业被迫停工。中交四航局深中通道沉管预制厂担负22节沉管预制的艰巨任务。按照原有移动技术和预制周期,一条生产线需要4.5年才能预制完成,两条生产线也需要2年多时间,无法实现原有工期履约。

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,如何提速移动,一开始就是四航工程师的必答题和挑战题。“起初,我们找了业内共11家高规格、实力雄厚的设备制造商,但由于项目规模大、难度高、技术复杂,没有一家单位能保证完成,我们便决定自主研发。”四航局技术中心总经理陈伟彬表示。

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,”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台单个载重最大达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。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。

“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8万吨的东西。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。相较港珠澳大桥的首节沉管移运的用时7天,深中通道的首节沉管移运仅仅用了3个小时,移动沉管速度比港珠澳大桥速度快56倍。

截至目前,经过复产复工的精细化组织管理,克服新冠肺炎疫情影响,深中通道沉管安装的关键性线路全部打通。中交四航局牛头岛沉管智慧工厂牢固树立风险意识,注重操作细节,已完成3节管节生产,开始第4节管节预制,今年将完成7个管节预制,海底隧道地基处理已经全部完成,项目团队正在为海底隧道安装推进全力冲刺。

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