发布时间：2024-11-09 08:59:35 来源: sp20241109
7年筹备，7年建设，深中通道即将于6月30日下午3点正式通车试运营。上百家参建单位、上万名建设者为之奉献了时间、汗水和智慧。作为当前世界上综合建设难度最高的跨海集群工程之一，深中通道创下十项世界之最。建设过程中如何攻坚克难？一起来看。
粤港澳大湾区包括香港、澳门两个特别行政区，以及广州、深圳、珠海、中山等9座珠江三角洲城市，其面积几乎是纽约、东京、旧金山大湾区的总和，人口超过8000万。4894公里的高速公路，超过2500公里的铁路里程，四座跨江跨海大桥，5座国际机场，3个货运量排入全球前十的港口，在这个区域已经形成了一个全球最为密集的海陆空交通网络，但依然无法满足粤港澳大湾区经济社会迅猛发展的需求。
广东省公路建设有限公司总经理 陈伟乐：珠江口现在承担过江交通量的主要有黄埔大桥、南沙大桥跟虎门大桥。2021年的过江交通量日均达到大概是33万辆，而且每年还在增长。证明我们大湾区的过江交通增长还是非常迅猛的，跟我们的交通现状还是有很大一个矛盾的。
从空中俯瞰，珠江口是一个标准的“A”字形内湾，从伶仃洋西岸的中山出发，要去往东岸的深圳，一直以来都必须从“A”字形顶端绕行。打造环珠江口100公里黄金内湾现代化交通网络，被提上了国家的议事日程。深中通道，就是在伶仃洋“A”字形内湾的轴心位置，北距虎门大桥30公里，南距港珠澳大桥31公里处，开辟的一条长达24公里、双向8车道的高速公路跨海通道。从中山市出发往东，跨越伶仃洋海域，依次是中山大桥、深中大桥、西人工岛、深中隧道、东人工岛水下互通立交枢纽。深中通道建成通车之后，将成为粤港澳大湾区“A”字形交通主骨架的关键“一横”，中山至深圳车程将从一个半小时缩短至半小时左右，成为连通珠江口两岸城市群的交通大动脉。
2016年12月28日，深中通道西人工岛先行工程开建。西人工岛作为深中通道最早动工的结构物，是17公里跨海大桥组合和6.8公里海底隧道的海中转换枢纽，也是海底隧道西出口位置所在。要在茫茫大海中筑起一个相当于19个标准足球场面积的人工岛，港珠澳大桥曾使用的“钢圆筒快速成岛”方案，成为工程师们的首选。然而深中通道所在的位置是珠江入海瓶口区域，这里航道密集，往来船只汇集于此，建设者们需要找到提高效率的方法来减少施工占用航道的时间。
中交一航局深中通道项目部副总工程师 张伟涛：原来港珠澳大桥的钢圆筒直径是22米，深中通道在原来的基础上又加大了6米，达到了28米。钢圆筒直径的增大，也就意味着成岛所投入的钢圆筒数量的减少，也会提升我们的施工效率。
随着西人工岛的正式动工，直径28米，重达650吨的钢圆筒被运送到施工海域。12台液压振锤组成的振沉锤组用6000吨的集中压力要把一个个巨大的钢圆筒打入海床。但是西人工岛的海底普遍存在硬质夹层，面对软硬不均的海底地层，如果单靠振锤组强行打入，将有可能导致钢圆筒振沉位置偏移或者钢圆筒严重损坏。两种局面都不是工程师想要的结果。
于是他们在原有的工法上推陈出新，研发了DSM硬土层辅助贯入工法。
全国水运工程建造大师 李一勇：实际上我们这个工法是什么？原来有个DCM工法，是把软的变成硬的一个过程。我们这个DSM工法是把硬的变成软的一个过程。
这就好比将原来复杂多样的地质重新组合，加固后形成质地相对均匀的“橡皮泥”，这样，57个钢圆筒就能像没有底的水杯一样平直稳固地插入其中。
伴随着最后一个钢圆筒振沉完成，西人工岛围护结构正式形成，全程耗时仅四个半月，比传统的围堰吹填筑岛工法足足节省了一年半的时间。如今，有着“海上风筝”美誉的西人工岛以卧波长虹为线，跃然于海天之间。深中通道通车之后，它将作为深中通道隧道及大桥管理工作场所。
在建设东西人工岛的同时，中国的桥梁工程师们同时要在伶仃洋上建造起长达17公里的深中通道跨海桥梁。
两条长3公里的空中走廊叫做猫道。悬索桥建造行业内有句老话，叫做“欲架悬索先走猫道”。它凌空飞跃航道，连接深中大桥东西两边的主塔和锚锭，是高空施工作业唯一的落脚点。在主缆架设过程中，猫道必须承受住超长主缆索股的全部重量。
中交二航局深中通道项目部技术主管 张宏伟：单根索股是重85吨，我们为了考虑它的安全性，它的系数是3倍，大概就是255吨，就相当于有32头大象走在这个猫道上，都可以保证安全。
主缆是悬索桥的脊梁，也是桥梁的生命线，8.5万吨的桥体要靠它独力吊起，而且还要确保将来汽车在近30层楼高的桥面上平稳行驶。要保证100年的使用生命周期，锻造出一根根能够承担起如此沉重负担的主缆钢丝是桥梁建设者们需要攻克的难题。
宝钢集团南通线材制品有限公司拉拔作业区作业长 江晨鸣：每提升100兆帕，你走从前的老路是走不通的，必须推倒重来。如果我在冷拉工序我都没有达到这个强度级别的话，那么更不要说在热镀之后能够达到深中通道2060兆帕这么一个要求。
2060兆帕是世界桥梁建造史上，在大直径钢丝中首次应用的最高强度级别。要实现这个目标，就要从每一根钢丝开始，向钢丝强度的极限发起挑战。这一卷卷的钢盘条只是伶仃洋大桥一根主缆的原材料，总重13000吨。对待这些堆积如山的原材料，工程师们要像拉面师傅般，通过9次不同力道的拉伸，使钢盘条就像面条一样，直径由13毫米变为6毫米。钢盘条经过特殊工艺拉伸变细后，它的强度不但不减，反而递增。然而对于伶仃洋大桥的主缆钢丝来说，仅有超高的强度远远不够。高温、高湿、高盐的极端环境，使得世界上普遍应用的锌铝合金镀层无法满足深中大桥主缆钢丝的耐久性要求。
经过三年上百次的反复实验，中国工程师们创新性地在芯铝合金镀层中加入镁元素，使得钢丝的耐久性一下子提高50%，也使得该项技术一举达到了世界先进水平。深中大桥的主缆就以这样的钢丝为基本单元工程，127根6毫米的钢丝组成一根索股，再由199根索股组成主缆，它的直径为1米，单根主缆承载力约14.7万吨，这相当于5000条30吨重的座头鲸重量的综合。在浙江嘉兴，7000余卷钢丝在这里聚集，每一根钢丝都要沿着自己唯一对应的路径，经过放丝、聚并，形成一束正六边形的索股。但想要让25000多根3公里长的钢丝整齐排列，并保持紧密的正六边形截面形状，这不仅要求设备先进，更要求操作设备的人具有一“丝”不苟的精神。
上海浦江缆索有限公司技术工程师 黄冬芳：这台机器主要就是对索股形状进行定型，像我手里面这个小模型一样，由数根钢丝组成的，我们索股是每1.5米缠绕一道绕包带，每道绕包带缠绕12层。它的主要作用就是它可以保持索股的截面形状，防止索股内的127根钢丝相互错动。
这是深中大桥的第100号索股，此刻它正被吊装上船，等待被运抵自己的目的地进行安装。
270米高的主塔上，工程师们已经为主缆架设忙碌了两个多月。
7月的伶仃洋上空，骄阳似火。正午时分，3公里长的猫道上只有几名工人在主缆索股架设现场施工作业。如此重要的施工现场，却几乎不需要人工，这得益于技术团队所开发的智能化远程监控系统。
中交二航局深中通道项目部副总工程师 蒋明鹏：这个系统可以及时发现哪个地方有问题，然后通过我们定点的人员，及时、就近进行处理，这样减少了人员在高空以及酷热的环境下来回奔波的情况。
安装在拽拉器上的高清摄像头和传感器，将影像和信号实时传回中枢系统，代替了人工，这使得施工效率得以极大提升。经过不到两个小时的拉拽，第100号索股顺利入锚。从一根细至毫厘的钢丝，到一条全球跨径最大的海中钢箱梁悬索桥主缆，再到横跨伶仃17公里的超长海上桥梁，中国工程师握笔挥毫，在世界东方的黄金内湾里描绘出一道绚丽夺目的卧波长虹。
这是世界首条双向8车道钢壳混凝土海底隧道，整条隧道由32节管节和一节最终接头连接而成。
中国工程院院士 深中通道项目专家组成员 钱七虎：传统的方法，钢筋混凝土管节的话，钢筋数量非常多，非常难配，所以我们采用世界上一个先进的科技的先例，就是钢壳混凝土管节。
樊健生从2015年开始便参与深中通道的建设，他这些年来的研究课题只有一个，那就是找到最合适、最节约且性能最佳的沉管隧道结构。
清华大学土木工程系教授 樊健生：8车道比6车道就要多三分之一，也就是整个隧道的宽度宽了三分之一。按照这个受力的角度来看，那么宽度增加三分之一，它的弯矩将会增加大概78%。
随着隧道宽度的增加，其自重和受力面积也会随之增加，隧道也就更容易发生弯曲变形甚至损坏。工程师们最终决定深中通道的海底隧道采用钢壳混凝土结构，这种隧道结构在国外有过先例，但仅是千米左右的过江隧道。深中通道的海底隧道总长达6.8公里，仅从长度来看就已经是一次空前跨越，而从技术方案和制造施工来看，则是一次质的飞跃。每个管节钢壳由1万多吨钢材打造而成，它就像一件坚实的铠甲，保证了管节在海底的荷载能力和防水性能。
76米的高空，龙门吊司机要把重达550吨，相当于两架空客A380重量的钢壳小节段，准确无误地放在指定位置，整个过程容不得半点磕碰。
广船国际有限公司深中通道项目部副总工程师 谢义东：一个小的积木是一个小节段，那么总共一个管节是有22个小节段，我们需要把它吊到我们钢壳上面进行总拼。
深中通道海底隧道单个标准管节长165米，宽46米，相当于18个标准篮球场的面积。高10.6米，足有3层楼高。与港珠澳大桥不同，深中通道海底隧道沉管使用的是超宽钢壳混凝土结构，这在国内外都没有先例可以借鉴，因此每一步都需要工程师们反复探索。
混凝土性能必须进行改进，如果不能解决这个难题，海底隧道的百年寿命将无从谈起。在这座外表极为普通的白色小楼里，自密实混凝土配比实验4年中进行了超过2000次。自密实混凝土是一种无需振捣，能在重力作用下凭借自身优良流动性填充钢壳内部仓格的浇筑材料。
中交四航局深中通道项目部试验室主任 孙帅：它那个流动性能就尤为重要，什么影响它的流动性能？就是粉煤灰，粉煤灰里面有个成分叫玻璃微珠，玻璃微珠多，它的流动性就会变得很好。
混凝土性能需要严格把控，与之配套的浇筑工艺也必须进行革新。深中通道海底隧道全长6.8公里，其中沉管段为5公里，预计混凝土浇筑总量超过100万立方米，这些自密实混凝土必须要在离开搅拌站后90分钟内浇筑入仓，否则将会因提前凝固而产生脱空，导致不可挽回的后果。单靠人工浇筑，无论是效率还是质量都难以得悉保障。
智能化系统和自动化设备的使用，让一切变得轻松。酷似巨型蜘蛛的智能浇筑机，可以在长165米管节底板和顶板上根据设定的路线自主移动，自动精准寻孔，自主完成整个管节的浇筑作业。通过无线液位传感器的辅助，智能浇筑机能实时感知仓格内的浇筑进度，调节注浆速度。
沉管管节在工厂进行浇筑的同时，海底管节基槽的开挖工作也正同时进行。为了承托钢壳混凝土海底隧道，施工人员首先要在东西两岛之间挖出一条长5公里、宽330米的深海基槽，作为整条海底隧道的“大床”。深中通道的隧道基槽设计最深处为40米，而大部分施工区的原始水深仅为3至5米，海床里分布着近30万立方米的风化花岗岩层，要把整个基槽开挖到设计要求的深度就必须清除这30万立方米的风化岩。
重达35吨的凿岩锤以每秒20米的速度做自由落体运动，冲入水面，直破岩层。深海凿岩，是工程师们在效率与环保之间找到的综合最优方案。
中交广航局深中通道项目部项目经理 马定强：如果我们要处理一平方的岩石，可能要用到4公斤的炸药。但是如果用到我们这个金建轮凿岩工艺的话，可能就只需要凿两到三次。
每天超过3000次的凿岩作业，对于锤体和钢丝都是极大的消耗，同样历经千锤百炼的，还有以船为家的工程人员。在海上，为了海底沉管隧道在水下的沉放和顺利对接，工程人员进行的海底隧道基槽开挖工作，整整持续了1400多天。
海底隧道基槽开挖完成之后，接下来建设者们还需要对挖好的基槽进行抛石整平。如果说海底基槽开挖是给沉管量身定做一张大床，那么抛石整平，就是在这张大床上铺上床垫，这也是决定隧道管节是否能够安全沉放和精准对接的关键步骤。
这艘“津平2号”是目前世界上最大的抛石整平船，被称为“水下3D打印机”。4根70米的桩腿，能适应海底岩石、沙砾、黏土等多种地质条件，这让“津平2号”即使在每秒17米的强风中，依然能稳定作业。
按照设计，每段管节基槽需要铺设1万立方米碎石，数量刚好可以填满四个国际标准游泳池。在智能控制系统的指令下，这些碎石以每小时800立方米的速度被输送至抛石管，抛石管可以自动完成抛石、整平，并且能把精度控制在正负4厘米内，这艘整平船每四天就能完成一个管节基槽的碎石整平作业。
从深中通道沉管预制厂到深中通道海底隧道沉管管节埋设位置的距离为50公里。在这50公里海域内分布着多个货运和客运码头，每天有超过60艘工程船舶同时施工作业，接近1200艘客船、货邮运输船交织往来。如果用传统的拖航工法至少需要40个小时，这将给这个海域的航运造成严重影响。更为严重的是，使用拖航工法意味着必须对原有航道进行全线开挖加宽，挖泥量将达到1500万立方米，相当于在伶仃洋的海底挖走6个胡夫金字塔。无论是从经济效益还是环境效益考虑，工程师们都需要找到更好的沉管管节浮运方案。
中国工程师们耗时3年设计并制造了全球首艘集沉管浮运和安装于一体的隧道沉管施工专用船“一航·津安1号”。这个超级装备的横空出世，标志着中国在世界跨海沉管隧道施工领域又实现了一次新的跨越。
在浮运过程中，一体船提带着沉管在海上前行。一体船加上沉管总排水量高达10万吨，这相当于一艘超级航母的排水量。两台9280千瓦的柴油发动机，和8台大功率侧推装置，给这个庞然大物提供5节的航速，可抵抗1.6节横流的超强能力。长达10小时的航行期间，一体船需要经过7次航道转换。船上配备的北斗卫星导航系统和158个传感器，为管节浮运和沉放对接实时提供所需的精准定位数据。
深夜航行，海上能见度大幅度降低，水面是甲板面积相当于两个标准足球场的运安一体船，水下是8万吨的沉管管节，这样的结合体在海况复杂的内伶仃洋里，绝对是风险极大的存在。单靠驾驶员的眼力和经验已无法应对航道上复杂的海况和多变的天气。
中交一航局深中通道项目部常务副总工程师 宁进进：这边还加了一套自动巡航，就是它自己驾驶然后跑过去，这样的话就减少了人为的影响，它可以更加安全。它的自动化也是一种大的飞跃。
2023年6月8日，在31个管节陆续被浮运和安装完成之后，一体船将带着E23管节及最终接头完成最后一次任务。而E23管节及最终接头从结构设计开始就注定成为跨海沉管隧道史上卓尔不凡的存在。
在过往类似的项目中，最终接头是一个独立的环段，施工队伍通过大型浮吊，将其放入水下狭窄的龙口，再把它与两边的管节末端严丝合缝地实现对接。无论是施工组织、吊装风险，还是安装精度，都给施工团队提出极高的要求。相比之下，整体预制水中推出式最终接头，是一个事半功倍、具有突破性的方案。这得益于钢壳混凝土的沉管结构和沉管钢壳智能化生产线，让世界首例整体预制水中推出式最终接头制造加工，在深中通道项目里成为可能。
2023年6月8日，是E23管节和最终接头浮运安装的出发之日。上午8时开始，近200名建设者们陆续登船，他们将在未来的72小时内，进行一项海底隧道历史上史无前例的施工。如果一切顺利，这将是他们三年来最后一次沉管浮运安装旅程。
10点30分，浮运安装一体船与E23管节连成一体，驶出坞池后原地进行180度掉头，4艘海巡船和4艘拖轮与其组成编队，目的地是往北52公里的伶仃洋海域。
6月9日凌晨，一体船携带沉管和最终接头抵达安装区域。建设者们各司其职，他们要在一个夜晚的时间里，完成系泊、船管分离、设备调试、潜水探摸等工作。
年轻的工程师王明承担着E23管节沉放安装的现场指挥工作。在这次E23管节沉放中，建设者们要把重达8万吨，长165米的巨型管节放在已经安装好的E22和E24管节末端形成的龙口位置。
中交一航局深中通道项目部工程技术部部长 王明：两侧的富余宽度的话大概只有不到80厘米，相当于狭窄空间进行沉放，一旦管节出现水下异常晃动的话，就会和邻近的管节发生碰撞。所以这也是安装的一个比较大的一个风险点。
计划的沉放时间已到，大家却迟迟没有动手。原来，一体船上配置的洋流监测部门反映，由于近段时间出现了大范围的降雨，海洋的流速变得很不稳定，当前的条件并不适合进行沉放作业。 这无疑给本来信心满满的年轻工程师们一记当头棒喝。
一小时后，风浪流的情况逐渐稳定，王明终于可以开始动手沉放。
然而沉管沉放必须在涨潮窗口期内完成，也就是说，沉管沉放时间必须按照原定计划不能改变。
中交一航局深中通道项目部常务副总工程师 宁进进：第一个考试的目标，就是你要沉放的时候，把时间缩短在一小时快速沉放，然后在那个大的落潮流之前，把最终接头E23放到我们前面的基床上，这是对他的第一个考试的点。
时间不等人，各单位必须紧密配合，互相协作。
经过之前22个管节的磨合，这支国内最顶尖的沉管施工队伍已经能做到配合默契。
为了最终接头可以更好地推出，E23管节沉放的精度要求比以往任何一次都要高。E23管节拉合完成，最终测量数据显示，对接精度百分百达到预想值。这为后续的最终接头精准推出奠定了坚实的基础。
这次沉管浮运安装任务的重中之重，是重达1600吨最终接头。最终接头要在水压和千斤顶的顶推下，以每分钟5毫米的速度推出2.2米。
意料之外的情况还是发生了。根据潜水员的汇报。M止水带顶部发生了部分隆起，推出作业必须马上停止。
中交一航局深中通道项目部生产管理部部长 朱岭：听到这个汇报之后，我们第一反应是不是M止水带破坏了，那时候的心都提到嗓子眼了，一旦M止水带破坏了，相当于我们前面的，就算E22和E23对接得很好，也都是前功尽弃。
中交一航局深中通道项目部常务副总工程师宁进进：因为里面还有点空气，推出过程中M止水带有时候会鼓起来又缩进去。中间也做了一个决策的过程，后来发现其实是一个好事，因为鼓起来说明我这边气密、水密是没有问题的。只是把这个速度控制好就可以了。
水下30米，E23与E24成功对接，形成了一个漆黑、充满海水的空间。位于最终接头顶端的测控系统将成为建设者的“深渊之眼”，用光学摄影和拉线的方式继续为建设者提供准确的数据。
中交一航局深圳通道项目部测管中心主任 锁旭宏：距离对接端50厘米，发现我们拉线系统跟双目摄像系统的数据基本是吻合的，就差几毫米。我们心里面吃了一颗定心丸。
经过接近13个小时的连续施工，最终接头成功推出。
2700多个日夜，历时7年多建设的深中通道终于横空出世。面对复杂的建设环境和建设条件制约，上百家参建单位、上万名建设者破解了多项世界级难题，为这座当前世界上综合建设难度最大的交通基础设施工程奉献了宝贵的光阴、辛劳的汗水和卓绝的智慧。
广东省中山市发展和改革局党组书记、局长 尹明：我们不能让深中通道成为深中过道。我们要让东岸的资源，首先可以在西岸，中山作为一个桥头堡，可以留得住，发展得好，然后我们再辐射我们整个西岸。
深圳市发展和改革委员会党组成员、深圳市大湾区办专职副主任 许云飞：深中通道开通后，将有利于深圳发挥技术、资本、品牌、管理、服务等优势，在更大范围联动布局创新链、产业链和供应链，持续增强粤港澳大湾区核心引擎功能。助力粤港澳大湾区建设全球科技创新高地，加快形成协调可持续的区域发展新格局。
随着深中通道将全线通车，一座全新的交通地标在珠江口横空出世。俯瞰粤港澳大湾区，虎门大桥、南沙大桥横卧在珠江口“A”字形顶端，如双龙出水。港珠澳大桥如一条海上纽带，紧密联结起粤港澳三地。深中通道的建设，使环珠江口百公里黄金内湾天堑变通途，黄茅海跨海通道一路延伸，让大湾区经济影响力向粤西地区辐射蔓延。这些超级工程，共同组成了跨江越海的通道集群，将极大促进东岸“深莞惠”和西岸“珠中江”两大城市组团间的要素流通，进一步加速推进粤港澳大湾区的高质量发展。(央视新闻客户端) 【编辑:梁异】