深中通道通车，沉管隧道如何实现“海底绣花”？
转自：中国科技网
科技日报记者龙跃梅
6月30日下午3时，历经七年建设，国家重大工程深圳至中山跨江通道（以下简称深中通道）通车。
深中通道是继港珠澳大桥之后，又一世界级集“桥—岛—隧—水下互通”于一体的超级工程，是当前世界上综合建设难度最高的跨海集群工程之一。
海底沉管隧道建设是整个工程中技术含量最高、难度最大的控制性环节。科技日报记者采访了解到，深中通道建设团队将创新主导权牢牢掌握在自己手中，在钢壳—混凝土沉管隧道设计施工领域形成了原创性成果，建成了世界首例双向八车道海底沉管隧道。
确保丝毫不差
海底沉管隧道是核心控制性工程，沉管的预制质量直接决定了工程的使用寿命。
“我们在港珠澳大桥沉管建设理念‘每一节都是第一节’的基础上，根据深中通道钢壳沉管特点，进一步提出‘每一个仓格都是第一个仓格’的理念，确保每个标准管节的2255个仓格都能精准浇筑、丝毫不差。”中交四航局深中通道项目负责人张文森说。
要确保沉管隧道的质量，离不开高品质的混凝土。对此，广东省交通集团、深中通道管理中心和中交四航局组成技术专家攻关小组。“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，连晚上做梦都是混凝土。”时任中交四航局深中通道项目试验室主管孙帅说，必须确保混凝土性能万无一失。
在试验了300多立方米混凝土之后，试验团队终于找到了最合适的配比，制作出高流动性自密实混凝土，达到了设计要求。
预制好的沉管隧道的管节，运输到海上施工地点也不是一件容易的事。深中通道单个标准管节长165米、宽46米、高10.6米，浇筑完成后重达8万吨。这么个“巨无霸”在出运安装前需要涉及多次转运，哪怕出现一毫米的偏差，都有可能变形损坏，造成不可估量的影响。
“我们会从沉管上岛开始，对浇筑前、浇筑过程中和浇筑后的管节变化全程密切跟进，精准测量，把好每一道工序的‘数据关’。”中交四航局深中通道项目测量班部长周俊文说。
“经过5年多的努力，我们完成管节预制，共51286个仓格的浇筑，实现脱空监测合格率100%。”张文森自豪地说。
实现“滴水不漏”
深中通道海底隧道长约6.8公里，其中沉管段长5035米，由32个管节和1个最终接头组成，最终接头在E23和E24管节之间。
如何把E23管节和E24管节“滴水不漏”连起来？深中通道采用世界首创的全新结构装置——整体预制水下管内推出式最终接头。
该装置将最终接头与最后一节管节一同制造，推出段就像一个巨型的抽屉内盒（重1600吨），放置在管节对接端的扩大端内，与最后一节管节一并浮运沉放。待最后管节标准段与已安装管节完成对接并确认姿态合适后，建设者利用千斤顶将“抽屉”从一侧推出，与E24管节端的钢壳完成对接。
“创新采用这种新接头形式的出发点和目的，是希望在外海沉管隧道建造中，形成更加安全、更加高效、更加精准的对接。”深中通道管理中心总工程师宋神友说。
这个世界首创的集成装置，由中交公路规划设计院负责设计，其制造难度非同一般。设计负责人徐国平说：“在最终接头的狭小空间内，一共集成了11套专用设备和系统。”
宋神友介绍，为了实现最终接头的精准对接合龙，团队研发了深水水下测控系统，通过“双目摄影+拉线法”双测量系统，实现5毫米以内的测控精度，准确掌握推出段与E24端钢壳的相关空间姿态。
“我们研发了千斤顶同步位移控制系统，能实现推出过程平面精度在2.5毫米以内。”宋神友说，通过这些努力，实现了合龙段高精度推出对接。
据统计，深中通道形成了10项国际领先技术，创造了10项世界之最，扩大了我国跨海集群工程建设的国际领先优势，为世界跨海通道工程贡献了中国方案。
（广东交通集团供图）