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港珠澳海底沉管隧道世界难题的中国解法
2016-11-28 09:55:24  作者:  来源:青岛全搜索电子报  
  •   近8万吨重的巨型沉管、180米长的标准管节、40多米的海底埋深、120年的使用寿命……一串串关键数字,在珠江入海口注定了建造海底沉管隧道将会是一个世界级的难题。
    关键字:隧道

  

 

  

 

  近8万吨重的巨型沉管、180米长的标准管节、40多米的海底埋深、120年的使用寿命……一串串关键数字,在珠江入海口注定了建造海底沉管隧道将会是一个世界级的难题。在河海交汇、水文复杂的港珠澳海域,用十几艘大型船只浮运8万吨重的巨型沉管,好似一个浩浩荡荡的“航母编队”,如何在海底沟槽中高精度地安装,被称为交通业的“珠穆朗玛峰”,谁能攻克这一世界难题?

  中交一航局二公司,这个位于青岛的品牌国企,凭着厚积薄发的技术优势,迎难而上,在中交集团带领下,打破了国际的技术垄断,让中国的海底沉管隧道技术一下站到了世界之巅。作为世界瞩目的重大项目,港珠澳大桥是我国继三峡工程、青藏铁路、南水北调、西气东输、京沪高铁之后又一重大基础设施项目,其中沉管隧道是目前世界上综合技术难度最大的沉管隧道,也是世界上最长的公路沉管隧道,全长5664米。

  独立自主挑战世界难题

  先铺法海底沉管隧道只有建成的丹麦厄勒海峡和在建的韩国釜山二个沉管隧道工程,沉管的浮运安装均由荷兰公司实施。港珠澳大桥中的沉管隧道项目处于河海交汇的海域,波浪和水流大、回淤快,成为全球瞩目的“难题级项目”。

  中国人在世界工程界已经是“挑战不可能”的代名词。中交一航局有限公司副总工程师、中交一航局二公司总工程师刘德进,1986年7月毕业于清华大学水利水电工程建筑专业,已经在这个行业钻研了30年,主持了多项国内外大型工程的核心技术工作,青岛前湾港工程、董家口40万吨矿石码头工程、烟台港工程、日照港工程、长江南京以下12.5米深水航道建设一期工程、青岛海湾大桥、青岛地铁项目R3线工程等项目,都留下了他的汗水和智慧,仅鲁班奖就获得4项、詹天佑奖6项。荷兰公司在中国注册了沉管技术专利,做好了参与港珠澳建设的准备,中交集团中标后同荷兰公司进行谈判,对方最终要求7000万欧元的技术服务费,超高的报价反而激发了刘德进为代表的二公司技术团队的斗志:“凭着几十年的技术积累,我们有能力建设一个中国人的世界级外海沉管隧道工程!”一个曾经“南征北战”的团队聚集在一起,立志要拿下这个世界沉管隧道史上的标志性项目。

  突破难关成就自主技术

  要在40多米深的海底建一条海底隧道,地质条件没有先例可循。中交一航局二公司经过四年技术研究和考察,初步完成港珠澳大桥沉管隧道的两大技术难题:沉管浮运安装和基床整平技术方案。在总部的带领下又进行了一年多技术研究,公司形成了较为完备的施工技术方案。独立研发建造了世界先进的沉管浮运安装船和高精度外海深水抛石整平船,一大批在施工攻关中实现的技术突破和建造的自主大型专用装备,一下让中国站在了海底隧道沉管施工技术的尖端。但2013年5月6日第一节沉管安装时,仍出现了意想不到的情况。第一节沉管安装用了4天5夜总共96个小时,那真是心急如焚的96个小时。由于河海交汇带来的泥沙快速回淤,给沉管安装带来巨大困难。技术团队昼夜研究技术方案应对,以坚强的意志成功完成了第一节沉管。边干边研究,针对回淤这一重大技术难题,技术团队组织技术攻关,通过大量的实验和技术研究成功地解决了回淤对沉管施工的困扰,并且形成了“外海深埋大型沉管基础碎石垫层防淤与高精度清淤施工成套技术”这一被鉴定为世界先进水平的科技成果。

  海底隧道技术走向世界

  2016年11月23日上午7时40分,经过连续24小时顶风冒雨作业,中交港珠澳大桥岛隧工程项目部顺利完成曲线段E32沉管沉放对接,港珠澳大桥海底沉管隧道建设里程达到5130米,预计明年5月将完成全部沉管作业。根据媒体报道,整个港珠澳大桥有望在明年年底通车。

  港珠澳大桥岛隧工程180米标准管节,更是岛隧工程首个真正意义上外海深水安装的沉管隧道,引起了全球的关注。构建大桥海底隧道的33节沉管,每节超过100米长,四层楼高,隧道内宽可达到双向六车道,绝对是沉管中的巨无霸。 33节沉管几百道工序不仅环环相扣,还要重复千百遍,只要一个环节出问题,漏水将不可避免。那么海底沉管对接怎样才会滴水不漏?

  为了精确控制在下沉过程中的姿态,沉管每下沉1到3米左右就要停下来,监测系统开始工作,测控当时海水流速变化和周边流速情况,了解下沉过程中沉管的封门等数据是否在正常范围内,监测沉管管内是否有异常渗水和沉管的运动姿态,这些方面有任何异常都要立即停止沉放、分析原因。沉管内9个摄像头组成的监控系统会连续获取实时监控数据。一切数据正常,再进行下一个1到3米的下沉。

  即使有这些措施保障沉管姿态,对接前还要经过潜水员用沉管下面的拉合系统多次微调,保证管节的精准对接,海底一万多吨的水压力会使两节沉管接头部分的橡胶止水带紧紧地粘合在一起。

  中交一航局二公司在海底沉管隧道的突破,引起各方的关注。大连湾沉管隧道将交给中交一航局二公司的团队建设。规模超过港珠澳大桥隧道的深圳-中山海底沉管隧道工程正在筹备中,中交一航局二公司技术团队一直在为此精心准备。加拿大的沉管隧道拆除工程团队也慕名而来,刘德进认为,中国公司凭借大型工程成功取得的技术突破,加上中国人吃苦耐劳的精神,必将在世界海底隧道施工中展现更强的力量。

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