大國(guó)工程驚艷世界 彰顯中國(guó)工程建筑雄厚實(shí)力
央視網(wǎng)消息:今天(11月28日)上午,國(guó)家重大工程粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐深中通道主線正式貫通。深中通道橫跨珠江口東西兩岸,聯(lián)通深圳、廣州、中山三地,集“橋、島、隧、水下互通”于一體,全長(zhǎng)約24公里,計(jì)劃明年6月具備通車條件。
深中通道是當(dāng)前世界上綜合建設(shè)難度最高的跨海集群工程之一,采用“西橋東隧”建設(shè)方案,東部的海底隧道部分全長(zhǎng)約6.8公里,設(shè)計(jì)為雙向八車道,是世界上最長(zhǎng)、最寬的海底鋼殼混凝土沉管隧道。海底隧道與東、西兩座人工島相連,其中東人工島實(shí)現(xiàn)了海底隧道與路面上各條高速公路的轉(zhuǎn)換,而西人工島則承擔(dān)著隧道與海上橋梁轉(zhuǎn)換的功能。
西人工島:“海上鯤鵬”伶仃洋上新地標(biāo)
在全長(zhǎng)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(jìn)海底隧道呢?深中通道西人工島就解決了這個(gè)問題。
從空中俯瞰,面積約13.7萬平方米,相當(dāng)于19個(gè)足球場(chǎng)的西人工島就像一只鯤鵬,展翅在伶仃洋海面上。
西人工島最重要的功能是實(shí)現(xiàn)橋隧轉(zhuǎn)換,2016年12月開工建設(shè),是全線最早開工的項(xiàng)目。這個(gè)深中通道全線在伶仃洋上落下的“第一子”,對(duì)深中通道整體穩(wěn)定性和進(jìn)展起著非常關(guān)鍵的作用。位置和作用無可替代,但在茫茫大海上筑起這么一座人工島,從哪著手呢?
57個(gè)鋼圓筒每個(gè)直徑28米、高35—40米,重達(dá)650噸。深中通道西人工島處于采砂區(qū)內(nèi),地層復(fù)雜,建設(shè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了鋼圓筒基礎(chǔ)預(yù)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(qiáng)度,加上自主研發(fā)的12錘聯(lián)動(dòng)錘組同頻震動(dòng),成功將一個(gè)個(gè)巨型鋼圓筒精準(zhǔn)牢固地打入海底巖層中,創(chuàng)造了西人工島四個(gè)半月快速成島的世界紀(jì)錄。
除了實(shí)現(xiàn)橋隧轉(zhuǎn)換的功能,西人工島也將作為隧道及大橋養(yǎng)護(hù)和管理的重要場(chǎng)所,這座“海上鯤鵬”造型的人工島還將成為伶仃洋上的新地標(biāo)。
東人工島:實(shí)現(xiàn)水下互通
深中通道要實(shí)現(xiàn)水下互通功能,離不開東人工島。那么島隧之間怎樣轉(zhuǎn)換?如何與地面上相鄰路網(wǎng)銜接,實(shí)現(xiàn)多地互聯(lián)互通呢?跟著記者到東人工島一起繼續(xù)了解。
深中通道東人工島位于深圳寶安機(jī)場(chǎng)南側(cè),西接海底沉管隧道,是深中通道深圳端的門戶工程。
從空中俯瞰,“T”字形的東人工島主線隧道與兩旁的匝道隧道橋梁就像一只揮動(dòng)著翅膀的海鳥翱翔在海面上。2017年開工建設(shè)前,這里還是一片海面淺灘。海砂填筑而成的島體面積近35萬平方米,相當(dāng)于48個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。
總臺(tái)央視記者李偉代:這里是深中通道東人工島水下互通樞紐的一個(gè)分流點(diǎn),我們現(xiàn)在是在海面下15米的地方,我的前方就是深中通道海底沉管隧道,隧道到這里分成了兩個(gè)岔,未來從中山到深圳來的車輛,會(huì)通過這個(gè)“Y”型的岔路分流和地面上路網(wǎng)順暢銜接。
像這樣的隧道匝道分、合流點(diǎn),在東人工島水下樞紐有四個(gè),它們和島上主線隧道共同實(shí)現(xiàn)車輛的分流與合流。
水下互通立交處于相對(duì)封閉環(huán)境,對(duì)駕駛視距有一定影響。早在項(xiàng)目前期研究時(shí),專業(yè)團(tuán)隊(duì)就通過專業(yè)軟件系統(tǒng)對(duì)多種狀態(tài)下的駕駛進(jìn)行仿真模擬,將主線隧道與匝道隧道合流處的連續(xù)隔墻優(yōu)化設(shè)計(jì)為立柱以增加通透性,同時(shí)采取智能電子安全輔助設(shè)施提高行車的安全性。
記者探訪:沉管浮運(yùn)安裝一體船
深中通道的海底隧道部分,全長(zhǎng)約6.8公里,雙向八車道,隧道沉管段由32個(gè)管節(jié)和一個(gè)最終接頭連接而成,其中每個(gè)管節(jié)長(zhǎng)165米、寬46米、高10.6米,重約8萬噸。怎樣才能把這些“巨無霸”在茫茫大海上浮運(yùn)到位并精準(zhǔn)安裝呢?全靠一個(gè)核心裝備,這就是我國(guó)自主研發(fā)的世界首制沉管浮運(yùn)安裝一體船。
這艘為深中通道量身定制的沉管浮運(yùn)安裝一體船船長(zhǎng)190.4米、船寬75米、型深14.7米,甲板面積相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng),是世界上安裝能力最強(qiáng)、沉放精度最高、施工作業(yè)最高效、性能最先進(jìn)的海底隧道沉管施工專用船舶。從高處看,它就像一只巨大的長(zhǎng)方形鋼鐵夾子,把沉管牢牢抱在船的中央。
浮運(yùn)安裝一體船最大的亮點(diǎn)就是配備了自動(dòng)駕駛系統(tǒng),它完美地解決了所有沉管出塢浮運(yùn)中的各種困難。深中通道所有沉管需要從桂山島沉管預(yù)制廠出塢,浮運(yùn)到西人工島附近的沉管安裝區(qū),浮運(yùn)近50公里,經(jīng)過7次航道轉(zhuǎn)換,航道寬度只有200米,并且途經(jīng)我國(guó)最繁忙的伶仃洋航道,全過程要面臨諸多安全風(fēng)險(xiǎn)。
相比傳統(tǒng)管節(jié)浮運(yùn)安裝方式,一體船大幅減少了浮運(yùn)航道的疏浚量,更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。通過智能的駕駛系統(tǒng),沉管浮運(yùn)到指定海域后,一體船上的安裝系統(tǒng)就要大顯身手了。
通過顯示屏,指揮人員精準(zhǔn)掌握沉管在海底的具體位置;同時(shí),利用動(dòng)態(tài)信號(hào)采集信息系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管姿態(tài)。在多個(gè)系統(tǒng)的密切配合下,沉管下放到基床上實(shí)現(xiàn)初步對(duì)接。然后借助海水的壓力,進(jìn)行水力壓接,從而使沉管對(duì)接達(dá)到嚴(yán)絲合縫,滴水不漏。目前,深中通道海底沉管隧道已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了所有管節(jié)的對(duì)接精度都在五厘米以內(nèi),連續(xù)七個(gè)管節(jié),實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)精度。
“北斗”助力海底穿針 八萬噸沉管無縫對(duì)接
深中通道海底隧道沉管段由32個(gè)重約8萬噸的管節(jié)和一個(gè)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(zhǔn)安裝到位?北斗導(dǎo)航系統(tǒng)功不可沒。
這是世界上第一條特長(zhǎng)、超寬雙向八車道的鋼殼混凝土沉管隧道。6.8公里長(zhǎng)的它分為32個(gè)管節(jié)和最終接頭,分步安裝,每節(jié)沉管重量達(dá)8萬噸。
首先要用纜繩把巨型沉管運(yùn)來,準(zhǔn)確放置進(jìn)海底的基槽,然后使它與前面的管節(jié)嚴(yán)絲合縫地首尾對(duì)接,還要安全使用100年。
在看不見的水下,5厘米的安裝誤差量對(duì)于長(zhǎng)160多米、寬46米,還有10米高的沉管來說可以說是“穿針繡花”。如果定位不準(zhǔn)或精度不足,造成管節(jié)安裝偏差過大,工程就得全部暫停,進(jìn)行“精調(diào)”。
項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí),恰逢北斗系統(tǒng)投入使用。為引入北斗的力量,團(tuán)隊(duì)在陸上、海上、沉管上反復(fù)做了上千次試驗(yàn)驗(yàn)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(zhǔn)站配合,對(duì)沉管進(jìn)行差分定位,精度可達(dá)毫米級(jí)。
入水后,沉管隧道在水下的位置、姿態(tài)清晰顯示在屏幕上。北斗定位性能表現(xiàn)穩(wěn)定而可靠,使得工程進(jìn)展高質(zhì)高效。
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