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”。

最終接頭，整體預制水下管內推出

深中通道是粵港澳大灣區核心交通樞紐工程，全長24公里，集“橋、島、隧、水下互通”于一體，是當今世界建設難度最高的跨海集群工程。其中，海底隧道長約6.8公里，包含沉管段約5公里，由32個管節及1個最終接頭組成，每節沉管重約8萬噸，最終接頭重2000噸。

深中通道海底鋼殼隧道的最終接頭，采用整體預制水下管內推出式，為世界首創全新結構裝置。“最終接頭，是與最后一節沉管(E23)一同制造。”中交一航局深中通道項目部常務副總工程師寧進進說。

實時合龍畫面顯示，推出段就像一個巨型的抽屜內盒(長5.1米×寬46米×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管節端的鋼殼完成對接。

“此前完成海底沉管隧道合龍，多采用將最終接頭以吊裝方式施工，而這種推出式接頭，具有安全性好、施工快速、不需要大型裝備、經濟性好等優點。”寧進進說。

為保證最終接頭方案的順利推進，中交一航局與廣東交通集團、中交規劃設計院、海事等多家單位通力協作，歷經2年技術論證、1年聯合設計，攻克龍口流場復雜、作業空間受限、管節浮運安裝難度大、推出段姿態控制難度大等頂級難題，在世界范圍內首創沉管整體預制水下推出式最終接頭新工藝。

“一航津安1”，世界首艘沉管運輸安裝一體船

為建設深中通道鋼殼沉管隧道，中交一航局研發團隊與建設方一起，歷經3年研發，設計出世界上安裝能力最大、沉放精度最高、施工作業最高效、性能最先進的海底隧道沉管施工專用船舶，被命名為“一航津安1”。

“一航津安1”主船體采用雙體船船型設計，集沉管浮運、定位、沉放和安裝等功能于一體，船長190.4米，船寬75米，型深14.7米。

“合龍施工時，‘一航津安1’就像一只巨大的長方形鋼鐵夾子，把最后一節沉管和最終接頭，牢牢抱在船底。”中交一航局副總工程師李增軍告訴記者。

“一航津安1”最大的亮點是配備了無人駕駛系統。“具有航跡追蹤及偏移糾偏功能，可以嚴格按照設定路線航行、轉體等。”李增軍說。

相比傳統管節浮運安裝方式，“一航津安1”可滿足8萬噸級沉管50公里超長距離安全浮運安裝作業，減少伶仃航道占用時間80%以上，減少臨時航道挖泥70%以上，沉管浮運安裝效率較傳統工藝提升一倍以上。

沉管安裝標準，從厘米級提升至毫米級

深中通道海底沉管隧道對接精度創世界紀錄。

“沉管浮運安裝一體船系統性革新了世界沉管浮運安裝工藝，也將世界沉管安裝的厘米級標準，提升到中國的毫米級標準。”深中通道管理中心副主任鐘輝虹說。

據介紹，深中通道全部管節的平面對接精度均控制在20毫米以內，其中有15個管節達到10毫米以內的毫米級安裝精度。

“我們在‘一航津安1’集合了沉管姿態控制系統、測量與監控系統等的數據和信號。”中交一航局深中通道項目副總工程師寇曉強說。

依靠北斗衛星信號，“一航津安1”上的新型測控系統實時計算沉管三維動態，通過顯示屏，指揮人員精準掌握沉管在海底的具體位置；同時，利用動態信號采集信息系統，實時監測沉管姿態。

“通過管節安裝的測控系統界面，我們用實時看到的管節四角坐標，指導精準對接。”寇曉強說。

與港珠澳大橋沉管隧道相比，深中通道沉管隧道面臨鋼殼結構新形式、尺寸超寬、浮運距離超長、航道封航時間長等許多新難題，設計建造再創多項世界第一。

深中通道預計于今年11月底全線貫通，2024年建成通車。

(科技日報深圳6月11日電)