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难度将超港珠澳大桥!深中通道牛头岛“梦工厂”开厂,将浇筑22节“航母级”管节

2019-06-18 21:02 来源:南方网 袁佩如

  临近端午,在距珠海主城区约28公里的牛头岛已经逐渐燠热,坐落其上的一座沉管预制“梦工厂”历经11个月改造后,在6月5日正式面世。这个曾经为港珠澳大桥作出重要贡献的工厂迎来了崭新使命——正式肩负起深中通道项目其中22个沉管管节的预制工作。

  去年年底,深中通道正式进入最难的“沉管时光”。据悉,今年6月底,这个“梦工厂”将迎来首个沉管管节浇筑,年底首个管节将浮运安装,全部预制工作计划于2022年底完成。

  沉管预制厂改造取得11项专利

  深中通道沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,其断面宽度达46-55.46米,比港珠澳大桥双向六车道钢筋混凝土沉管隧道断面还要宽9米,单孔跨度超过18米,沉放最大水深达到40米,沉管结构的受力非常复杂,是目前世界上最宽的海底沉管隧道。

  在施工中,深中通道沉管隧道将由33个标准管节“搭积木”连接而成,每个标准管节的尺寸为165×46×10.6米,用钢量约1万吨,其排水量相当于一艘中型航空母舰。

  而隧道沉管的生产全部采用“工厂法”流水线法,22个沉管管节首先在广州南沙龙穴岛船厂完成钢壳的制造,后运抵珠海牛头岛进行混凝土浇筑,在浅坞区、深坞区完成一次舾装和二次舾装作业后,再由自主研发专用装备沉管浮运安装一体船运至隧址进行沉放。比起港珠澳大桥6年建设33节管节,改造后的预制厂将要在3年内完成深中通道22节管节的艰巨任务,

  更高的难度对预制厂提出了更高的要求,深中通道建设者通过80多次方案研讨、300多份图纸、23项攻关,预制厂改造中取得了11项专利,将一张张设计蓝图变为现实。目前,沉管预制厂全面“智慧化”升级改造完成,200台管节整体移动小车已全部完成安装调试,智能浇筑设备进入浇筑调试阶段。新设备和新工艺全面提升了沉管预制工作的效率和质量控制能力。

  生产效率比港珠澳大桥提高一倍多

  据了解,沉管预制施工包含两次沉管移动、混凝土浇筑、两次舾装等繁复流程。对工程师们来说,首要解决的是如何将重达一万吨的“巨无霸”钢壳从驳船上安然无恙地运送到预制车间。

  “这种运输最适合的方式就是智能小车编组,但国内现有的智能小车的承载力均远远达不到要求,必须重新研发。起初,我们找了业内共11家高规格、实力雄厚的设备制造商,但由于项目规模大、难度高、技术复杂,没有一家单位能保证完成,我们只好自主研发。”中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧表示,历时一年半,终于攻克难关,研发出了单台承载力达到800吨的智能台车。

  据了解,钢壳沉管浇筑完成后将有近8万吨,并将再次纵移至浅坞区进行一次舾装作业,而200台智能小车编组,将彻底解决单节8万吨沉管转运难题,大大提升管节转运工效,预计沉管纵移只需要3天时间即可完成,对缩短沉管预制工期有很大推进作用。

  工程师们面对的第二个难题,就是如何在单个管节2500个仓格实现毫米级误差的混凝土浇筑工作。

  “深中通道沉管隧道每个标准管节由2500个约4 -16立方米封闭仓格构成,高流动性自密实混凝土方用量达到约2.9万立方米,要在这样一个庞然大物里头封闭的环境下完成混凝土浇筑工作,既看不见,又要求混凝土浇筑完要与面板紧密贴合,难度可想而知。”深中通道管理中心工程师杨福林表示。他提到,传统浇筑法全靠人员辅助浇筑,如果工人长时间工作,容易出现疲劳等情况,且无法控制混凝土下料高度和浇筑速度,难以保证自密实混凝土浇筑品质。

  为了解决这一难题,工程师们进行了上百次的科研试验,突破了国际技术封锁,配制出了更适合钢壳沉管浇筑,且稳健性更强的高流动性自密实混凝土,在6个月时间内成功完成足尺模型浇筑试验,同时还研发出了智能浇筑系统。智能浇筑系统是对沉管仓格进行精准浇筑的新型平台,通过对混凝土生产及浇筑等全过程监控,实时记录统计数据,不需要人工去做任何操作,包括作业人员所有的信息都可以在手机上能够查得到看得到,大大提高了工作效率,具备每个月生产一节管节的能力,比港珠澳大桥提高了一倍多。

  计划年底实现首节沉管沉放

  目前,深中通道沉管隧道工程进展顺利。由中交四航局自主研发、国内第一艘海上DCM施工船舶正在进行海上作业,对沉管安放前的地基进行处理。

  此外,依托深中通道工程研制的另一个核心装备、世界第一艘且唯一一艘沉管浮运安装一体船“一航津安1”已于6月1日顺利出坞,该船集沉管浮运、定位、沉放和安装等功能于一体,相较于港珠澳大桥采用的分体式浮运安装船组,“一航津安1”可连续完成沉管的出坞、浮运及定位安装等施工作业,且施工效率极大提高。

  按计划,运安一体船将于7月底试航,开展多项联调联试工作,为今年年底首节沉管安放进行准备。

  【记者】袁佩如 李赫?

  【通讯员】粤交集宣 ?岳路建

编辑: 杨格

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