深中通道是构建粤港澳大湾区综合交通运输体系的核心交通枢纽工程。作为环珠江口“A”字形交通网络骨架的关键一“横”,深中通道跨越伶仃洋,让珠江口东西两岸的“深莞惠”与“珠中江”两大城市群实现了跨海直连。
自建设以来,深中通道获得发明专利200余项、行业协会奖项数十项,并屡获国际赞誉。2024年4月,深中大桥荣获被称为桥梁界“诺贝尔奖”的国际桥梁大会“乔治·理查德森奖”,深中隧道荣膺“全球隧道与地下工程领域50项标志性工程”。深中通道到底有多“牛”?
桥 深中大桥创多项世界之最
大桥主缆直径为1.06米
深中大桥长度不到三千米,却是全线关键控制性工程之一。
建造这座大桥,需要克服多个难题——
首先,需要满足繁忙的通航需求。这座大桥的上游,是华南地区最大的集装箱干线港口——广州港。它的国际集装箱航线多达130多条,日均4000多艘次船舶在桥面下航行,未来还要满足30万吨散货轮和3万标箱集装箱船的通航需求。因此,深中大桥采用了1666米超大跨径桥梁,是世界上最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥。
并且,深中大桥通航净高是76.5米,这是什么概念?它比世界主航运通道——苏伊士运河和巴拿马运河的桥梁通航净高高出10米左右。这是目前世界上最高通航净空的海中大桥,距离海面26层楼的高度,足够容纳两艘上下叠置的泰坦尼克号。要实现这样的通航净高,就要在伶仃洋上建造两座更高的大桥主塔。中国工程师自主研发的一体化智能筑塔机,此时大显身手。7400吨预制成型的钢筋,5万立方米的混凝土,48次的浇筑,仅用一年的时间,90层楼高的主塔便拔“地”而起。
其次,需要承受得住重量。深中大桥钢结构用钢量约8.5万吨,相当于两座国家
体育场“鸟巢”的用钢量。要拉起如此重的桥梁,就需要拉力更大的主缆。主缆直径为1.06米,由25000多根直径6毫米的钢丝组成,钢丝的强度为2060兆帕,每根小小的钢丝都足以吊起3辆家用小轿车,两根主缆的总缆力将近30万吨。顺着主缆望去,在两座高主塔的两边,有两个钻石模样的巨大锚碇,这是大跨径悬索桥最重要的受力结构。但在淤泥层较厚、地质复杂的海中建设巨型锚碇结构,全世界都鲜有经验可循。深中大桥单个锚碇重约100万吨,面积相当于17个国际标准篮球场,是当前世界上最大海中锚碇。它用自己的体重“压住”了整个桥梁和日后行驶在桥上所有车辆的重量。
最后,深中大桥面临的最大挑战是风。因为其处在珠江口强台风频发区,曾有欧洲著名桥梁公司断定:整体钢箱梁悬索桥方案无法满足抗风安全要求。工程师宋神友牵头组织了3年多的平行研究,研发了新型组合气动控制技术,在世界上首次将超大跨整体钢箱梁悬索桥颤振临界风速提高至88米/秒,能抵御17级台风。
隧道 两个核心装备助力
深中通道“海底穿针”
深中通道海底隧道全长6845米,是世界上最长、最宽的海底钢壳混凝土沉管隧道。沉管隧道段由32个重达8吨的管节和一个最终接头连接而成。如何确保这些管节能在海底一次性精准安装到位?
两个核心装备助力深中通道“海底穿针”。世界首创的沉管浮运安装一体船“一航津安1”,主要任务是浮运安装深中通道海底隧道的沉管以及最终接头。船上有一个特殊的装置,黄色塔架的顶端是北斗导航系统的主机天线盘,它的作用是接收卫星定位信号传输给智慧施工系统,来指挥沉管在海底的精准对接。在看不见的水下,5厘米的安装误差量,对于长160多米、宽46米、高10米高的沉管来说是“穿针绣花”。为引入北斗的力量,团队在陆上、海上、沉管上反复做了上千次试验验证,最终形成方案,由船上的北斗卫星天线和附近的参考基准站配合,对沉管进行差分定位,精度可达毫米级。
隧道里还有哪些高科技?
北斗卫星定位。隧道内实现了北斗卫星定位信号的全覆盖,不仅可以实时导航,还能随时保持通信联络,即便是在40米深的海底隧道,也能“5G”冲浪上网。
智能巡检机器人。隧道内一共有14台智能巡检机器人。南、北行车洞平均每1.2公里就布有一台。这些机器人可以在应急情况下,接受控制中心远程指令赶赴现场,还可以通过自带扬声器疏导交通。
智慧交通管控系统。为了保证隧道行车的安全,深中通道研发了智慧交通管控系统,通过安装在隧道内的各种传感器,能够主动、快速发现事故。如果发生火灾,可以在控制室远程一键开启隧道顶部的高压水雾、泡沫灭火系统,为人员逃生争取更多时间。传递这些信息的“神经网络”,就设在隧道的中管廊内。
安全运营的“中枢神经”——中管廊。中管廊分为上中下三层,最下面一层是全线电缆、光缆、给排水、消防管道的铺设位置,可以说是深中通道安全运营的“中枢神经”。中间一层是横向联络道,最上面一层是排烟通道,在发生交通事故、火灾的情况下,人员可以通过横向联络道逃往对面的车道。
岛
4个半月刷新
快速成岛世界纪录
在全长24公里的深中通道行驶,车辆怎样从海面几十米高的桥上,安全顺利地开进海底隧道呢?深中通道西人工岛就解决了这个问题。
从空中俯瞰,西人工岛就像一只鲲鹏,展翅在伶仃洋海面上。
西人工岛面积约13.7万平方米,相当于19个足球场,是深中通道建设在伶仃洋上落下的第一子,其重要的功能就是要实现桥隧转换。
深中通道西人工岛处于采砂区内,地层复杂,建设团队研发了钢圆筒基础预处理核心技术,在不平整、不均匀的施工海域地基上“磨豆腐”,降低硬质土地层强度。
通过自主研发的12锤联动锤组同频振动,成功将一个个巨型钢圆筒精准牢固地打入海底岩层中,创造了西人工岛4个半月快速成岛的世界纪录。57个钢圆筒,每个钢圆筒直径28米、高35米至40米,重达650吨。
(据央视新闻、央视财经微信公众号)