歷時7年建設(shè)的深中通道,到底牛在哪?
今天(6月30日),歷時7年建設(shè)的深中通道將正式通車!
東起深圳,西至中山,全長24公里,未來30分鐘內(nèi)即可通達。
地處粵港澳大灣區(qū)核心區(qū)域,集“橋、島、隧、水下互通”為一體,當前世界上綜合建設(shè)難度最高的跨海集群工程,深中通道為什么這么“牛”?
01
橋
深中大橋(原名伶仃洋大橋)長度雖然不到三千米,卻是全線關(guān)鍵控制性工程之一。
建造這座大橋需要克服多個難題——
首先,需要滿足繁忙的通航需求。
這座大橋的上游,是華南地區(qū)最大的集裝箱干線港口——廣州港。
它的國際集裝箱航線多達130多條,日均4000多艘次船舶在橋面下航行,未來還要滿足30萬噸散貨輪和3萬標箱集裝箱船的通航需求。
因此,深中大橋采用了1666米超大跨徑橋梁,是世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋。
并且,深中大橋通航凈高是76.5米,這是什么概念?
它比世界主航運通道——蘇伊士運河和巴拿馬運河上的橋梁通航凈高高出10米左右。
這是目前世界最高通航凈空的海中大橋,距離海面26層樓的高度,足夠容納兩艘上下疊置的泰坦尼克號。
要實現(xiàn)這樣的通航凈高,就要在伶仃洋上建造兩座更高的大橋主塔。
中國工程師自主研發(fā)的一體化智能筑塔機,此時大顯身手。
7400噸預制成型的鋼筋,5萬立方米的混凝土,48次的澆筑,僅用一年的時間,這座90層樓高的主塔便拔“地”而起。
其次,需要承受得住重量。
深中大橋鋼結(jié)構(gòu)用鋼量約8.5萬噸,相當于兩座國家體育場“鳥巢”的用鋼量。要拉起如此重的橋梁,就需要拉力更大的主纜。
主纜直徑為1.06米,由25000多根直徑6毫米的鋼絲組成,鋼絲的強度為2060兆帕,每根小小的鋼絲都足以吊起3輛家用小轎車,兩根主纜的總纜力將近30萬噸。
順著主纜望去,在兩座高主塔的兩邊,有兩個鉆石模樣的巨大錨碇,這是大跨徑懸索橋最重要的受力結(jié)構(gòu)。
但在淤泥層較厚、地質(zhì)復雜的海中建設(shè)巨型錨碇結(jié)構(gòu),全世界都鮮有經(jīng)驗可循。
深中大橋單個錨碇重約100萬噸,面積相當于17個國際標準籃球場,是當前世界上最大海中錨碇。
它就像兩個大大的“稱砣”,用自己的體重“壓住”了整個橋梁和日后行駛在橋上所有車輛的重量。
最后,深中大橋面臨的最大挑戰(zhàn)是風。
因為處在珠江口強臺風頻發(fā)區(qū),曾有歐洲著名橋梁公司斷定:整體鋼箱梁懸索橋方案無法滿足抗風安全要求。
工程師宋神友牽頭組織了3年多的平行研究,研發(fā)了新型組合氣動控制技術(shù),在世界上首次將超大跨整體鋼箱梁懸索橋顫振臨界風速提高至88米/秒,能抵御17級臺風。
深中大橋一舉打破了國外權(quán)威的論斷,為我國未來跨海工程積累了技術(shù)儲備。
如今放眼望去,在浩瀚的伶仃洋上,深中通道的橋梁宛如巨龍一般,在水面上蜿蜒出優(yōu)美弧線,兩邊海天一色,開闊而壯觀。
02
隧道
深中通道海底隧道全長6845米,是世界上最長、最寬的海底鋼殼混凝土沉管隧道。
沉管隧道段由32個重約8萬噸的管節(jié)和一個最終接頭連接而成。如何確保這些管節(jié)能在海底一次性精準安裝到位?
兩個核心裝備助力深中通道“海底穿針”。
世界首創(chuàng)的沉管浮運安裝一體船“一航津安1”,主要任務(wù)就是浮運安裝深中通道海底隧道的沉管以及最終接頭。
船上有一個特殊的裝置,黃色塔架的頂端就是北斗導航系統(tǒng)的主機天線盤,它的作用就是接收衛(wèi)星定位信號傳輸給智慧施工系統(tǒng),來指揮沉管在海底的精準對接。
在看不見的水下,5厘米的安裝誤差量,對于長160多米、寬46米,還有10米高的沉管來說可以說是“穿針繡花”。
為引入北斗的力量,團隊在陸上、海上、沉管上反復做了上千次試驗驗證,最終形成方案,由船上的北斗衛(wèi)星天線和附近的參考基準站配合,對沉管進行差分定位,精度可達毫米級。
隧道里面還有哪些高科技?
隧道內(nèi)實現(xiàn)了北斗衛(wèi)星定位信號的全面覆蓋,不僅可以實時導航,還能隨時保持通信聯(lián)絡(luò),即便是在40米深的海底隧道,也能“5G”沖浪上網(wǎng)。
隧道內(nèi)一共有14臺智能巡檢機器人。南、北行車洞平均每1.2公里就布有一臺。這些機器人可以在應(yīng)急情況下,接受控制中心遠程指令趕赴現(xiàn)場,還可以通過自帶揚聲器疏導交通。
為了保證隧道行車的安全,深中通道研發(fā)了智慧交通管控系統(tǒng),通過安裝在隧道內(nèi)的各種傳感器,能夠主動、快速發(fā)現(xiàn)事故。
如果發(fā)生火災,可以在控制室遠程一鍵開啟隧道頂部的高壓水霧、泡沫滅火系統(tǒng),為人員逃生爭取更多的時間。
傳遞這些信息的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,就設(shè)在隧道的中管廊內(nèi)。
中管廊分為上中下三層,最下面一層是全線電纜、光纜、給排水、消防管道的鋪設(shè)位置,可以說是深中通道安全運營的“中樞神經(jīng)”。
中間一層是橫向聯(lián)絡(luò)道,最上面這一層是排煙通道,在發(fā)生交通事故、火災的情況下,人員可以通過橫向聯(lián)絡(luò)道逃向?qū)γ娴能嚨馈?/p>
03
島
在全長24公里的深中通道行駛,車輛怎樣從海面上幾十米高的橋上,安全順利地開進海底隧道呢?深中通道西人工島就解決了這個問題。
4個半月刷新快速成島世界紀錄!
從空中俯瞰,西人工島就像一只鯤鵬,展翅在伶仃洋海面上。
西人工島面積約13.7萬平方米,相當于19個足球場,是深中通道建設(shè)在伶仃洋上落下的第一子,其重要的功能就是要實現(xiàn)橋隧轉(zhuǎn)換。
茫茫大海上如何“無中生有”,在四個半月快速筑起一座人工島?
關(guān)鍵就在于這57個鋼圓筒,每個鋼圓筒直徑28米、高35~40米,重達650噸。
深中通道西人工島處于采砂區(qū)內(nèi),地層復雜,建設(shè)團隊研發(fā)了鋼圓筒基礎(chǔ)預處理核心技術(shù),在不平整、不均勻的施工海域地基上“磨豆腐”,降低硬質(zhì)土地層強度。
通過自主研發(fā)的12錘聯(lián)動錘組同頻震動,成功將一個個巨型鋼圓筒精準牢固地打入海底巖層中,創(chuàng)造了西人工島四個半月快速成島的世界紀錄。
西人工島上最核心的區(qū)域,就是深中通道隧道的出入口。
同時在它的上方還有很多橫梁組成的減光帶,在進出隧道時可以更好地來適應(yīng)光線的變化,讓行車更加安全和舒適。
這座“海上鯤鵬”造型的人工島,已經(jīng)成為伶仃洋上的新地標。
04
真正的核心技術(shù)
是要不來的討不來的
深中通道建設(shè)難度是世界級的,在攻克一個個難點和堵點的時候,我們也是孤獨的。
2018年,我國工程師們組團到國外的類似工程去調(diào)研學習。可到了現(xiàn)場后,對方不讓靠近,更不讓拍照。
工程師們不遠萬里、滿懷希望地去,卻只看了一個寂寞。
真正的核心技術(shù),是要不來的討不來的。
回國后,我國組織國內(nèi)頂尖的高校、科研院所、施工設(shè)計單位等,全產(chǎn)業(yè)鏈進行了系統(tǒng)性攻關(guān),形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果。
作為項目總工程師、“1號員工”的宋神友,已為此奮斗了近5000個日夜。
世界最大直徑鋼圓筒扎根珠江、世界最高強度主纜索股飛躍伶仃洋、世界首例雙向八車道海底隧道首節(jié)管節(jié)成功安裝……
回想起深中通道的每一個重要時刻,他依然心潮澎湃。
2024年,深中通道終于建成通車,宋神友14年夢想變成現(xiàn)實。
談到未來的交通強國夢,他說:“人這一輩子,總歸是要干點事的,建設(shè)人享其行、物暢其流、保障有力的通道工程,讓深中通道的標準成為中國標準,讓中國橋、中國隧成為世界橋、世界隧,我想,這就是我的交通強國夢?!?/p>
終于,我們在這片寬闊的海面上架起了堪稱雄偉的橋梁!
為跨江越海的能力
超級工程背后的超級智慧而贊嘆!