深中通道屡创工程奇迹:北斗定位系统提升稳定性 水箱密封工艺确保安全性
2022-09-30 07:18
来源: 深圳特区报

深中通道屡创工程奇迹:北斗定位系统提升稳定性 水箱密封工艺确保安全性

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施工人员检查一体船外部定位设备。 深圳特区报记者 周红声 胡蕾 潘康 摄

读特客户端·深圳新闻网2022年9月30日讯(深圳特区报记者 严俊伟 通讯员 粤交集宣 何紫琪 曹瀚文)粤港澳大湾区的核心地带,“超级工程”深中通道正在穿云破海、踏浪伶仃。

2022年9月20日,深中通道倒数第三节沉管E21完成水下毫米级对接,至此,沉管隧道建成总长4702.8米,剩余管节共计长332.2米。深中通道是继港珠澳大桥之后,另一座集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级跨海集群工程。它的建成将彻底改变粤港澳大湾区珠江东西两岸的交通格局,使粤港澳大湾区主要城市间一小时生活圈真正形成,推动粤港澳大湾区城市群融合发展。

国庆前夕,记者走进深中通道建设现场,在海上、在工地,聆听建设者故事,见证工程取得每一项突破背后建设者们付出的心血和汗水。

“北斗+沉管”确保水下精准作业

天刚蒙蒙亮,在深中通道施工总营地,锁旭宏已经穿好整齐的工衣和救生衣,戴上安全帽前往营地码头,身为深中通道项目部测管中心副主任,今天他要乘船出海,前往为深中通道量身打造的沉管浮运安装一体船上检测设备。

在此之前,锁旭宏十年驻扎珠海桂山岛,潜心钻研海底隧道测量技术,孜孜不倦地寻找着提高沉管隧道对接精度的“最优解”。他创新提出使用北斗卫星导航系统,通过测量塔数据实时计算沉管三维动态,为水下沉管安装作业安上精准无误、万无一失的“眼睛”。

“在港珠澳大桥建设时期,就多次出现GPS信号受限情况……”锁旭宏告诉记者,这对要求精准定位且一气呵成的工程施工来说,无疑是个“卡脖子”问题。在用惯了GPS的卫星定位领域,使用国产北斗定位系统是一次大胆的尝试。从思路到实践,从白天到黑夜,从陆地到海上,光试验准备就足足做了两个月。

在一体船9层楼高的测量塔上,锁旭宏和他的团队装置了飞碟状北斗卫星天线,天线收集的信号通过接收器传送到监控电脑上,而在监控电脑里加装了根据沉管浮运安装工序自主研发的测控系统。锁旭宏介绍,这套软硬件组合拳实现了系统之间的穿透,可接收GPS和北斗两种信号,实时计算沉管三维动态,指挥作业人员精准掌握船管在海底的具体位置。经过精度比对,两种定位系统定位精度相当,但北斗系统能够接收到的卫星数量更多,稳定性更有保畅,且成本只有四分之一。

为了解决外海沉管隧道施工测控难题,锁旭宏和他的测量团队,经常背着几十公斤重的测量设备,进行系统的标定、组装及调试,最终研发出覆盖全施工工艺的新型测控系统。“当今只有极少数国家具备外海沉管建设能力,我们下一个目标,是研发沉管隧道全智能施工管理系统,让更多的交通超级工程开启一键智能施工的时代。”锁旭宏望着浩瀚的伶仃洋信心满满。

双重保障的海底沉管滴水不漏

世界首例双向车道的钢壳沉管隧道,正在穿越海底,将以32节巨大沉管连接,创造史无前例的工程奇迹。

深中通道海底隧道长6845米,其中沉管段长5035米,由32个管节和1个最终接头组成,为世界上最宽的海底沉管隧道。记者登上深中通道西人工岛施工现场,和工程人员一道走进了正在施工的沉管隧道。“沉管在海底连接时必须完全密封、不透水。我们为沉管滴水不漏提供了双重保障。”一航局深中通道沉管舾装团队负责人刘博介绍说。

第一重保障就是在沉管两端各安装16扇钢铁大门,管节在沉放到最深达到37米的海底后将承受万吨级以上水压,端封门就成了沉管的“生命线”,抵御海底激流冲击。“哪怕一个小小的漏水点,都可能变成大喷泉,造成整个管节漏水、失控甚至报废。”刘博介绍,如此巨大的钢结构,变形量极难控制,平面误差不能超过2毫米。同时,加强端封面检测,大到一块钢板、小到一条焊缝,都需要反复检验。

第二重保障就是做好沉管内部防水,“在管节浮运过程中,经受颠簸的水箱一旦漏水,后果不堪设想。”刘博介绍,由于深中通道沉管采用钢壳结构,内部遍布各类预埋件,水箱装水后防水布容易与底部预埋件摩擦受损,因此,从制作水箱模型开始,就需要重新研究试验防水材料和防水密封工艺,期间推翻了多个设想和方案,最终设计出水箱挡墙内壁挂防水布的防水密封工艺。将防水布像“挂窗帘”一样挂在挡墙上,挡墙底端地面上提前焊接好一排拉弧焊钉,并将防水布底边开孔,套在拉弧焊钉上,收紧布面,再辅以密封条和钢压板,通过螺母进一步紧实密封。最终,水箱防水密封工艺实现了世界首例钢壳混凝土结构沉管水箱滴水不漏。

截至目前,已顺利安装的深中通道沉管不仅实现了沉管隧道滴水不漏,还创造了连续7节沉管近乎零偏差的世界纪录。其中,沉管隧道全线最深管节E9在深达37米海底,承受住了1.04万吨水压的考验。“我们有信心打造一条百年品质、滴水不漏的海底隧道,为大湾区建设贡献力量。”全体深中通道建设者们用智慧和汗水发出的呐喊,掷地有声。

[编辑:郑晓鹏]