自主創新 智造鋼殼提升工程質量

圖為深中通道項目首節鋼殼沉管橫移現場。(資料圖片)

圖為經過智能化改造的臺車。(資料圖片)

最近幾天，位于珠海牛頭島的深中通道沉管智慧預制廠內熱鬧非常，所有人都沉浸在巨大的喜悅中。工作人員回憶說：“隨著總指揮一聲令下，重達6萬噸的首節鋼殼沉管橫移開始了。只見4臺卷揚機同步用力，50分鐘后，‘巨無霸’沉管在纜繩牽引下，緩緩移入深塢區指定作業位置。此舉標志著深中通道項目建設進入了一個新階段。”

深中通道是集“橋、島、隧、水下互通”于一體的超大型跨海交通基礎設施，是國家“十三五”重大工程和粵港澳大灣區重要過江通道，項目整體預計2024年建成通車。其中，沉管隧道項目由曾經參與港珠澳大橋建設的中交四航局承建，全長達到6.8公里，由32個管節加一個最終接頭“搭積木”連接而成，為世界首例雙向八車道海底沉管隧道。其首個澆筑完成的E1管節是非標準管節，長123.8米，重達6萬噸，可比肩“遼寧艦”的重量。

自主創新，破解鋼殼預制核心難題

深中通道沉管隧道采用的是鋼殼混凝土組合結構形式，該結構為國內首次應用。

“簡單來說，該結構就是用鋼板包著混凝土，就像一個巨大的‘三明治’。要在這樣一個‘龐然大物’里完成混凝土澆筑工作，意味著要在封閉且非可視環境下作業，而且還必須保證澆筑完成后的混凝土與面板緊密貼合，難度可想而知。”深中通道項目總指揮、深中管理中心主任王啟銅說，為直觀獲取混凝土在鋼模中的流動狀態，早在2015年，廣東省交通集團、深中通道管理中心和中交四航局就聯合組建了技術專家攻關小組。該小組歷時4年多，開展了上百次隔倉模型澆筑試驗，最終突破了封閉式隔倉混凝土填充密實度等“卡脖子”難題。

面對傳統澆筑設備適用性差、沉管預制工期緊等問題，中交四航局技術團隊整合工程機械技術資源，自行設計出一款智能化澆筑裝備。這款為深中通道量身定制的智能澆筑裝備具備卓越的越障能力，可靈活移動，還可實現各種復雜工況下的穩定控制，并最終實現隱蔽工程可視化、傳統工程智能化、土木作業精細化目標，為沉管預制的質量和效率提供可靠保障。

據悉，相關成果填補了行業空白，形成了相應的行業標準及核心關鍵技術。技術團隊自主研發的高穩健自密實混凝土，在智能機器人的自動化控制下，圓滿完成了首節沉管的澆筑任務，這也是世界上首次大規模采用自密實混凝土澆筑鋼殼沉管，奠定了中國鋼殼沉管隧道預制的基礎。

智能臺車，實現8萬噸沉管平穩移動

深中通道沉管是目前世界上最寬的海底沉管隧道。沉放最大水深達40米，沉管結構受力情況異常復雜，這些都是中交四航局面臨的急迫考驗。

為此，項目團隊靈活運用“三點成面”原理，將4條軌道的200臺臺車串聯成3個支撐點，確保鋼殼沉管“水平面穩定”。同時，團隊還完成了臺車的智能化改造，可實現200臺臺車同步前進、升降和自動糾偏智能控制與管理，最終創新研制出適合深中通道鋼殼沉管移動系統，攻克了8萬噸沉管移運難題。

“雖然我們已經調試過很多次設備了，但畢竟沒有真正用臺車運過6萬噸重的東西。在沉管移運完成前，心一直都是懸著的。不過，功夫不負有心人，我們成功了!”項目設備部部長趙國臻告訴記者，相較港珠澳大橋沉管移運用時7天的探索，深中通道首節沉管移運僅僅用了4.5個小時，運轉速度提升了幾十倍。

爭分奪秒，完成二次舾裝改造

深中通道項目鋼殼海底隧道在國內首次采用雙向八車道設計，斷面寬度達46米。因此，能否拓寬牛頭島預制廠二次舾區出海通道、及時完成塢門新造工作是沉管起浮塢的關鍵工序。

實際上，臨時圍堰，深塢排水，塢內拓寬，新建舾裝平臺、水泵房、塢門、塢墩等均是二次舾裝改造的重點工作。其中，2萬噸巨型塢門建設是擋在鋼殼沉管出海安裝關鍵線路上的一道坎，必須在3月底前預制完成。

然而，突如其來的疫情打亂了建設者們的計劃。為此，項目班子帶頭組成黨員骨干突擊隊，在做好疫情防控工作的基礎上，白天搶抓島嶼作業窗口期，鉚足干勁抓緊施工，晚上就聚在辦公室，閉門研討塢門閉合技術風險、質量風險。

歷時96天“雙班倒”，重達2萬多噸的巨型預制構件——塢門如期建成了。3月27日，塢門的轉向、移動工作開始了。隨著塢門被鋼纜繩慢慢遷移到塢墩，灌水“坐底”，整個二次舾裝改造作業正式結束。項目團隊終于把工期搶回來了。

目前，首節鋼殼沉管順利下水，下一步將開展E1管節二次舾裝工作，預計5月份便可打通沉管出海通道，6月底前即可開始首節沉管安裝作業。至此，中交四航局深中通道牛頭島預制廠圓滿完成了鋼殼工廠的流水線作業。

專家表示，中交四航局牛頭島沉管智慧工廠創新推出的自動化生產線，智能化移動裝備、混凝土澆筑機器人系統、智慧工地調度系統代替了傳統以手工操作為主的生產模式，大大提高了鋼殼沉管的質量和穩定性，使深中通道在港珠澳大橋跨海通道建設水平基礎上攀上了一個新臺階，有望帶動整個行業技術水平再上一層樓。

經濟日報·中國經濟網記者 龐彩霞 通訊員 蘭志成 林文琪

編輯：白勝利

關鍵詞： 智造鋼殼