創(chuàng)造多項世界紀錄！深中通道有哪些創(chuàng)新技術

伶仃洋上壯觀的深中通道。蘇振飛 攝

通車第三天的深中通道，車流不息，熱度未減。

隧道中，一個個小小的裝置正在閃光，將一條條信息實時傳到智能指揮中心后臺……

“這些是雷視（雷達視覺）擬合設備，全線車輛軌跡追蹤全靠它們?！鄙钪型ǖ拦芾碇行墓こ處熇顐ヂ斀榻B，雷視擬合設備的應用是不停鉆研的結果，“這么大的車流量，怎么能做到實時監(jiān)管，及時掌握車輛實時動態(tài)信息？大家經(jīng)過多次探討和試驗，最終決定使用該裝置?！?/p>

車輛監(jiān)測雷達雖小，深中通道上線車輛卻全在其感知中。7年籌備，7年多建設，深中通道應用了大量新技術、新裝備、新材料、新工藝，研發(fā)形成了多項國際領先技術，創(chuàng)造了多項世界紀錄。

通車后的深中通道。本報記者 張武軍 攝

創(chuàng)新海底沉管隧道設計方法

從深中通道管理中心所在的中山市翠亨新區(qū)馬鞍島往珠江口外50公里，便是孤懸在大海中央的牛頭島，這里是港珠澳大橋和深中通道兩項“超級工程”的隧道沉管預制廠。

中交四航局深中通道項目負責人張文森介紹，有了在港珠澳大橋建設中積累的經(jīng)驗和技術，項目實現(xiàn)了沉管隧道建設的創(chuàng)新。

深中通道海底隧道部分長約6．8公里，雙向八車道，沉管段由32節(jié)鋼殼沉管和1個最終接頭連接而成，是目前世界上最長、最寬、綜合建設難度最高的鋼殼混凝土海底沉管隧道。在建設過程中形成的鋼殼—混凝土沉管隧道設計方法，實現(xiàn)了“從0到1”的創(chuàng)新突破。

早在2015年，為直觀獲取混凝土在鋼模中的流動狀態(tài)，廣東省交通集團、深中通道管理中心和中交四航局組成技術專家攻關小組，歷時4年多終于研究出了能滿足鋼殼質(zhì)量標準的混凝土材料，突破了封閉式隔倉混凝土填充密實度等難題。

“為了找到最好的混凝土原材料，我們多次跑到數(shù)千公里以外考察，晚上做夢都是混凝土。”時任中交四航局深中通道項目試驗室主管孫帥回憶，“解決了影響混凝土性能的單個敏感因素后，還要繼續(xù)研究溫度、時間、澆筑泵管等因素對混凝土的影響，確保性能萬無一失?！?/p>

在試驗了300多立方米混凝土之后，試驗團隊終于找到了最合適的配比，研發(fā)出高流動性自密實混凝土。首個管節(jié)澆筑完成后，通過脫空檢測一看，每個倉格的混凝土脫空率都穩(wěn)定在2—3毫米之間。“成了！”大家興奮得齊齊鼓起了掌。

經(jīng)過5年多的努力，項目團隊圓滿完成西側23個沉管管節(jié)及最終接頭的預制，共51286個倉格的澆筑。除了混凝土以外，國內(nèi)首套智能澆筑設備、世界最大智能臺車編隊、“四航固基”號深層水泥攪拌船……小小的牛頭島沉管預制廠，成為新科技、新裝備的創(chuàng)新孵化基地，攻克了沉管隧道建設的多項關鍵技術。

深中大橋大幅提升抗風性能

通過無人機從高空俯瞰，深中通道的關鍵控制性工程之一的深中大橋猶如臥龍高高聳起的脊背，蔚為壯觀。

“建成之后越壯觀，意味著建設過程面臨越多前所未有的技術挑戰(zhàn)?！睆V東交通集團深中通道管理中心主任、總工程師宋神友說?；浉郯拇鬄硡^(qū)是全國對外貿(mào)易最繁忙的區(qū)域之一，深中通道建成后，如何確保船只在珠江口駛得出、開得進？

為滿足通航需求，深中大橋采用了主跨1666米的世界最大跨徑全離岸海中懸索橋方案，橋面高達91米，通航凈高76．5米，為世界橋梁之最；又處在珠江口開闊水域、強臺風頻發(fā)區(qū)，抗風問題突出。

面對技術挑戰(zhàn)，深中通道管理中心組織多所高校和科研機構，采用產(chǎn)學研用相結合的方式，開展了3年多的研究，研發(fā)出了新型組合氣動控制技術，大幅提升了大跨徑整體鋼箱梁懸索橋抗風性能，臨界顫振風速提升到88米／秒。

作為懸索橋，深中大橋的橋面由一東一西兩座主塔“射出”股股強勁的鋼纜穩(wěn)穩(wěn)拉住。以大橋西主塔為例，其270米的高度相當于90層樓?！八艹蔀橐蛔蛏襻槨x不開身后的關鍵性受力構件錨碇，其作用就像個巨型‘秤砣’，將主塔之間的主纜緊緊錨固?！北＠L大工程有限公司深中通道S05標項目經(jīng)理吳聰說。

錨碇錨體長83米、寬83．85米、高51．5米，單個面積相當于17個國際標準籃球場，重量約100萬噸。為將這個巨無霸“坐”定在茫茫大海中，保利長大施工團隊采用圍堰筑島的工藝，將水上施工環(huán)境轉換為陸域施工環(huán)境，在海上造出了3．15萬平方米的橢圓形施工陸域；并在國內(nèi)首次采用“8字形”海中地連續(xù)墻施工，將錨碇基礎深深嵌入中風化花崗巖層。

建設團隊里，還有一個“勞模創(chuàng)新工作室”，帶頭開展技術攻關。“我們在錨體澆筑過程中，在錨體中間預留‘十字形’地帶，待其余4個區(qū)域澆筑完成后，再用微膨脹混凝土澆筑補齊，從而有效防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土因自身收縮不勻或沉降不勻產(chǎn)生的不利影響，確保大體積混凝土施工質(zhì)量?！眳锹斀榻B。

深中通道另一座關鍵性工程中山大橋，橋梁全寬達到46米，鋼箱梁標準節(jié)段長18米，重量相當于300輛小轎車，是目前世界上最寬的整幅跨海斜拉橋鋼箱梁。

為此，中鐵大橋院設計團隊協(xié)調(diào)各參建單位，創(chuàng)新采用“超寬鋼箱梁設計”“超寬鋼箱梁架設”“斜拉索預張和主梁分階段焊接”等技術，成功解決了主梁架設大變形、斜拉索張拉小空間的技術難題，保障中山大橋順利合龍，為今后其他類似的超寬鋼箱梁架設施工提供理論和工程參考經(jīng)驗。

智慧管理保障出行安全順暢

深中通道開通即迎來高峰，至7月1日15時，通車24小時車流量已超12．5萬輛次。

“我們一定會管好用好深中通道，確保這座超級工程安全、順暢、舒適、智慧運行，為粵港澳大灣區(qū)高質(zhì)量發(fā)展做好服務保障?！睆V東省交通集團黨委書記、董事長鄧小華說。

行駛在深中通道，無論是置身開闊的海面上，還是在四面包圍的超長隧道中，都有很強的5G信號覆蓋；隧道頂部精心設計的藍天白云天幕，由造型各異、色彩豐富的燈具按不同角度排列組合而成，不僅給人賞心悅目的感受，也兼具安全誘導、變色輔助的功能……

在西人工島，55米的風塔是島上單體最高的建筑。深中通道管理中心交通工程部工程師朱丁濤介紹，風塔是整個隧道的呼吸系統(tǒng)，它設置的位置鄰近隧道出入口，主要配合軸流風機將廢氣排出到隧道外，萬一隧道發(fā)生火災，也可以快速將沉管內(nèi)的煙氣排出隧道。

除了風塔，在深中通道海底隧道的雙向車道中間，還建有一條中管廊，集合了供電、給排水、消防、通信和智能控制等設施，是整個隧道的“神經(jīng)中樞”。中管廊還是應急避險的重要通道，在緊急情況下，人們可以通過它到達對向的車道進行逃生。

在深中通道指揮大廳里，大屏幕上顯示的是與工程項目同步建設完成的數(shù)字孿生平臺。平臺通過精準的三維仿真建模技術，以1∶1的比例高度還原了深中通道橋、島、隧、水下互通等真實物理環(huán)境，24小時實時呈現(xiàn)車輛運行情況，并具備車輛智能追蹤與駕駛行為分析、危險品運輸車輛管控等智慧管控功能。

深中通道還采用了多種高科技設備保障隧道安全：全線固定攝像機視頻事件檢測，做到超溫車輛進入隧道前檢測與誘導，進入隧道后實時跟蹤，出現(xiàn)情況可第一時間響應；氣象檢測器、氣象雷達實時監(jiān)測，配合氣象數(shù)據(jù)預測氣象災害，提前發(fā)現(xiàn)橋梁段及島面影響行車氣象問題，及時告知預警；14臺智能巡檢機器人實時采集隧道內(nèi)環(huán)境和設備設施的狀態(tài)信息……這些設施，能夠在第一時間與周邊消防救援、公安交警、醫(yī)療、應急等單位共同完成應急處置，保障車輛通行安全。

“我們將堅持系統(tǒng)謀劃、整體協(xié)同，繼續(xù)推動黃茅海跨海通道、獅子洋通道建設，做好京港澳、廣深、廣澳等國家高速公路繁忙路段擴容升級，為促進珠江口東西兩岸融合發(fā)展、服務粵港澳大灣區(qū)發(fā)展作出新?lián)敗⑿伦鳛??！睆V東省交通集團黨委副書記、總經(jīng)理劉曉華說。（版式設計：沈亦伶 本報記者 賀林平 程遠州）