【深中通道建设故事】将世界跨海沉管隧道施工引入智能化时代
鲁网7月2日讯2024年6月30日，集“隧、岛、桥、水下互通”于一体的世界级跨海集群工程——深中通道正式通车试运营。自此，珠江口两岸的“深莞惠”和“珠中江”两大城市群迎来首条直连通道，粤港澳大湾区“1小时交通圈”成为现实。深中通道全长24公里，设计时速100公里，中交一航局全面参与了“隧、岛、桥”等核心工程施工，创造出许多动人心魄的建设故事。
今天，让我们倾听“深中通道建设故事”之将世界跨海沉管隧道施工引入智能化时代。
“经过2020年6月至今的实战检验，一体船实现了预期功能，甚至在某些方面比预想的还出色。”2023年6月11日，深中通道海底沉管隧道正式合龙，全国水运工程建造大师、中交一航局总技术顾问李一勇感慨地说。至此，由中交一航局历时3年研发并投资建造的沉管运输安装一体船“一航津安1”，完成了深中通道沉管施工任务，强大的智能建造性能得到了有效验证。
深中通道是继港珠澳大桥后的又一世界级跨海集群工程，其沉管隧道长6.8公里，由32节双向八车道钢壳混凝土沉管相接而成，是目前全球最长、最宽的钢壳沉管隧道。从建设立项开始，就面临一个又一个亟需解决的世界难题。
时光回到2013年。港珠澳大桥沉管隧道施工开始不久，中交一航局作为我国外海沉管隧道施工的首倡者和国家队，就同步参与到深中通道有关技术方案论证工作中。与港珠澳大桥相比，深中通道沉管隧道面临钢壳结构新形式、尺寸超宽、浮运距离超长、航道封航时间长等许多新难题，已有装备无法满足施工要求。研发新的方案和装备，成为必由之路。
为了攻克这一世界级施工难题，一航局迅速组建了涵盖设计、研究、装备、施工等专家和工程师的专题研发团队。
起初，研发团队提出把港珠澳大桥使用的“津安2”“津安3”安装船切开加宽，以匹配深中通道沉管的宽度。但由于“津安2”“津安3”不带动力，需拖轮在左右两侧拖带，已有航道宽度无法满足安装船和拖轮编队的航行需求。若进一步拓宽航道，粗略估算，挖泥量将达4000万立方米，无论经济效益还是社会效益，都难言优越。此后，研发团队又提出了新造自航式半潜船方案，但也因造船周期长、作业风险大被搁置……3年时间悄然流逝，符合预期的完美研发方案却始终未出现。
2016年，在一次专家讨论会上，研发团队成员提出把两艘安装船加宽连成一体，再给一体船装上“腿”，令其自带动力的设想。这个十分具有想象力的创新想法让大家眼前一亮，会议室的氛围立刻热闹起来。在激烈的讨论中，一体船的研究方向逐渐清晰。此后经过三个月的深入细化，一体船的建设方案逐渐成型。
“相较于‘津安2’和‘津安3’，一体船体现了四个‘一体’。”李一勇解释说，“首先这是一艘船，船体结构是一体的；其次它集沉管浮运和沉放安装两项功能于一体；第三是动力一体，便于操作也更节能环保；第四是船舶和沉管是一体的，船管通过刚性连接，组合为一个整体，体现了沉管浮运安装一体化施工工艺。”
一体船方案一经发布，就获得业主单位和业内专家的高度认可，称赞“这又是一次重大的创新和跨越”。研发团队接续完成了船体结构工艺方案，确定了各项工艺参数，完成了一体船的可行性论证，又相继联合国内外知名科研机构分别进行了数模、物模试验，就一体船动力、航行及沉管沉放等关键课题完成了可行性论证。
从2013年启动研发到2016年取得根本突破，再到2017年完成可行性论证，“我们几乎把所有可能采取的方案进行了‘摸排’，这条从‘零’到‘一’的科技创新之路，终于迎来了‘柳暗花明’。”李一勇说。
2018年7月，一体船正式进入建造阶段。这艘世界首制的“巨无霸”，采用双体船船型设计，集沉管浮运、定位、沉放和安装等功能于一体，船长190.4米、宽75米、型深14.7米，甲板面积相当于两个足球场。
“‘一航津安1’具备自航功能，配有2套9280千瓦主推进系统和8台大功率侧推，主机和侧推的尺寸和功率均创国内同等设备之最，可满足带标准沉管浮运下深水静水航速5节的要求，并具备DP动力定位功能，在带沉管工况下可抵抗1.6节横流。”中交一航局副总工程师李增军介绍。同时，一体船还具备航迹追踪及偏移纠偏功能，在设计、建造及施工管理系统方面均做到了自主研发，实现了外海沉管机械化、无人化、自动化浮运安装作业。相比传统管节浮运安装方式，可减少浮运航道疏浚量1500万立方米，节省造价数亿元。
2019年6月1日，一体船顺利出坞，标志着世界上安装能力最大、沉放精度最高、施工作业最高效、性能最先进的海底隧道沉管施工专用船舶取得重大阶段性成果，并正式被命名为“一航津安1”。出坞后，“一航津安1”历时一年，先后完成了管系、电缆及电气设备安装，并开展设备调试、系泊试验及航行试验等工作。
“一体船从概念提出到最终落地成为现实，依靠的是一航局70多年水工建设历史积累形成的优秀传统和经验，凝聚了研发团队的集体智慧，也是在多家单位的大力协同配合下实现的，更是国家强盛、时代进步，我国整体工业水平飞跃的见证。”李一勇认真地说。（本网记者）
责任编辑：刘亮亮
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