陈悦
深中通道施工现场
伶仃洋大桥东主塔及东锚海上施工平台
正在建设中的深中通道是继港珠澳大桥之后的又一“超级工程”。近日,广州日报记者探访深中通道建设现场,采访了深中通道副总工程师陈悦。早在2008年底,他就担任港珠澳大桥管理局总工程处主任,全程参与港珠澳大桥建设。
深中通道预计2024年建成通车,届时深圳至中山的行车时间将由目前的2个小时缩短至20分钟左右。在陈悦看来,深中通道建设的意义不止于此,它对于推动珠三角东西两岸协同发展、促进粤港澳大湾区城市群一体化发展、推动广东经济转型都具有重大战略意义。
文/图片 广州日报全媒体记者 肖欢欢 通讯员 曾倩英
作为国内知名的隧道专家,刚刚完成港珠澳大桥建设的陈跃,便立即参与到深中通道的建设中。
施工进度
截至3月底,已安装完24段管线。
深中通道全长约24公里,设东、西两个人工岛,海底隧道6.8公里(沉管段长约5公里),桥梁17公里(包括主跨1666米的伶仃洋大桥和主跨580米的中山大桥),水下互通立交(东人工岛),按时速100公里、双向八车道高速公路标准设计。
“现在工期这么紧,不感到压力是难免的。”陈悦笑着说道。
2022年是深中通线工程的关键一年,任务极其繁重。“要抓住机遇,赶在雨季到来前加快施工。最近天气好,我们工地上的工人基本早上7点就开工,大型施工设备也是24小时不间断作业。”陈悦说,今年以来,深中通线建设一路顺风,多个施工节点取得新突破。截至目前,深中通线沉管隧道已完成24个管段安装对接;东西人工岛建设有序开展;工程重点控制性工程之一的伶仃洋大桥主塔、锚碇已完工,伶仃洋大桥先导索也成功过江,东西塔成功“对接”,猫道正在铺设,上部结构正在施工; 中山大桥正在进行箱梁架设和斜拉索吊挂。随着主桥首节钢箱梁架设成功,深中通道中山大桥主桥上部结构施工也将加快推进,预计2022年建成通车。今年3月,深中通道在世界范围内首次实现同一施工窗口内两段沉管段下沉。“深中通道通车时间没有改变,仍计划在2024年底前建成通车,所以2023年下半年要完成所有主体土建工程,2024年进行电气化施工。为了实现2024年建成通车的计划,深中通道近万名建设者正拼尽全力。”陈悦说。
技术突破
46米宽沉管误差毫米级
除了参与深中通道建设,陈跃还是港珠澳大桥建设的“老将”。由于同为跨海工程,深中通道不可避免地被拿来与港珠澳大桥作比较。陈跃说,相同之处是,都是建在珠江入海口,都是桥岛隧道结合,都受到机场、水道的制约;而两者的区别也十分明显。
首先,深中通道为8车道,港珠澳大桥为6车道,由于通行能力要求不同,工序也不同。海底隧道对比了沉管法、盾构法、钻爆法三种施工方法,最终选择了沉管法。
第二,深中通道沉管隧道采用钢壳混凝土组合结构,而港珠澳大桥为钢筋混凝土节段结构。陈跃说,这是为了适应深中通道超宽、深埋、加宽、重填沉管隧道的施工条件。这种结构在国内也是首次采用,在国际上也是首次大规模应用。“采用钢壳混凝土,可以充分发挥材料结构的优势,跨度更大。所以,同样采用1.5米厚的钢结构,深中通道可以双向8车道,沉管可达46米,这就是钢壳混凝土的优势。”
第三,深中通道东侧设有水下互通立交,这是港珠澳大桥所不具备的。陈跃告诉记者,深中通道全长约24公里,东西两侧各设一座人工岛,海底隧道6.85公里(沉管段5.03公里),桥梁17公里(包括主跨1666米的伶仃洋大桥和主跨580米的中山大桥)及一座水下互通立交(东人工岛)。工程按时速100公里高速公路标准设计,双向八车道。
陈悦介绍,深中通道不仅跨海,规模大,有桥梁、隧道、岛屿、水下互通立交等,受航运、防洪、水利、机场航空高度限制、海洋环境、通航安全等因素影响,建设条件极其复杂。从建设难度上看,深中通道建设难度大于港珠澳大桥。
双向八车道海底沉管隧道,国际上尚无先例,单管段宽度由37.95米增加到46米,每管段重约8万吨。此前,国际上从未有船舶执行过8万吨管段运输任务。2万吨级综合运输安全船“托”住总重10万吨的8万吨沉管。浮运工程时,管段底部距海底仅2.4米。长190.5米、宽75米的综合船在200米宽的航道中航行,犹如“胖子跳芭蕾”,航向必须准确。 幸运的是,在北斗导航的帮助下,2022年1月15日,在北斗导航的指引下,深中通道完成深中通道E16管段沉管对接,仅用30分钟便成功对接。最终测量数据显示,首端偏差值为3.4毫米,尾端偏差值为9.8毫米,远优于设计要求的50毫米误差值。在国际上首次实现北斗定位毫米级测控安装精度。
当然,该项目的重点工程伶仃洋大桥更是一块“硬骨头”。伶仃洋大桥是一座超大跨度海上悬索桥,主跨1666米,桥面高达90米,建成后将是世界上最高的海上大桥。对于如此大跨度的悬索桥,如何防风浪、防涡振都是极大的挑战。
陈跃表示,港珠澳大桥是从零开始修建的,深中通道则是在已有结构基础上迈出新的一步。他把港珠澳大桥建设比喻为“考进重点学校”,而深中通道建设则如同“考进重点学校后考进重点班”,要求更高。
环境亮点
没有一滴污水排入大海
记者采访陈越时,天正下着大雨。他指着车窗外说,这种天气,桥面一定不能铺,必须停止施工。因为桥面是沥青和石砂的混合物,必须干燥,否则质量达不到标准。一般来说,铺路的黄金期是9月到次年1月,因为这段时间雨水较少。因此,每年施工的黄金期,工人们天不亮就开始施工,甚至通宵达旦。
施工有多严格?铺路时,工人头上必须戴大毛巾,一滴汗水都不能滴到地上。“如果一滴汗水滴到地上,路面就会形成汽包或气膜,整车填料就报废了。”陈悦说,铺桥面时,要保证桥面干净、无积水。工人进去后,不能到处踩,必须站在原地不动。铺完压实后,就会进行封闭;而且工人喝水、吃饭都要到休息室,不能在施工现场喝水。因此,即便是炎热的天气,工人在冒着热气的沥青路面上工作,也要忍着口渴。深中通道施工现场参与施工的建设者共有1.1万名,可想而知,要落实如此严格的要求,难度有多大。
除了严格的施工要求,陈跃和他的团队还要与时间赛跑。按照计划,2023年下半年将完成所有海底隧道管段的安装,同时完成桥、岛、隧的对接,实现主体结构封顶。“如果不能在2023年枯水期完成所有土建施工,2024年通车也难。”
该项目不仅建设标准高,对环保也达到了极致的要求。从港珠澳大桥开始,陈跃一直坚持一个理念:“超级工程”也要打造成“绿色工程”,把对海洋环境的影响降到最低。
他告诉记者,从一开始团队就要求所有工程设备必须符合环保要求,一滴生活垃圾、污水都不能排入大海。岛上修建了化粪池,把生活垃圾带到岸上处理。同时,要尽量减少工程设备对环境的污染。另外,隧道的地基处理、回填材料都是石块或沙子等天然材料,也避免了对海洋的污染。“我们的人工岛其实就是一大片海洋礁石,增加了鱼类的栖息地,让鱼类在这里生存,就像我们在海底建了一个大型海洋牧场。港珠澳大桥建成后,监测显示中华白海豚的数量比建设前有所增加,相信深中通道也是如此。”陈悦说,深中通道建成后中山钢结构防腐,将成为全生命绿色公路示范工程。
攻克诸多“瓶颈”难题,实现多项世界级技术创新
说起深中通道创造的诸多“第一”,陈跃十分激动,目前他和团队已经攻克了很多“瓶颈”难题,取得了很多世界级的技术创新。
一是世界最宽、全长6.8公里的海底钢壳混凝土沉管隧道,为钢壳混凝土组合结构,这是国内首次大规模应用钢壳混凝土结构。
二是智能浇注系统解决了钢壳填充密实度问题,深中通道采用的钢壳混凝土工艺在强度、抗腐蚀性能等方面已达到世界领先水平。
三是采用新型隧道排烟方式。双向8车道超宽沉管隧道在大交通量、高货车比例条件下火灾排烟存在技术难点。团队提出“主洞顶部横向排烟联络通道+中廊纵向排烟”新技术,一旦隧道发生火灾,可为人员逃生赢得3分钟以上的宝贵时间。
四是专用施工装备发展,如综合运输安全船、石料破碎整平机、管节移运车(200台列装)、塔机等。
五是创造性地解决了伶仃洋大桥抗风、抗浪、抗流等难题。伶仃洋大桥作为世界最大跨度全离岸海上悬索桥,所处环境具有“三高一大”的特点:高温、高湿、高盐,特别是车、风等交变荷载作用较大,对主桥钢结构的长效防腐提出了挑战。
陈越说,伶仃洋大桥地处珠江口宽阔海域,是台风多发区。因此,团队想出了很多应对挑战的办法。“我们的应对措施是把海域变成陆地,在塔、墩处设置海上施工平台,用钢栈桥将平台连接起来,基本消除风、浪、流的影响。通过这些措施,伶仃洋大桥保持100年的使用寿命是没有问题的。”
深中通道总工程师宋申友也对建设过程中的技术创新表示钦佩。“我们研发了国内第一条钢壳沉管智能制造生产线,在国内首次实现了分段智能焊接和涂装智能化。同时,我们还研发了全球首套智能化钢壳混凝土浇筑系统,研发制造了全球首艘综合运输安全船。正是这些技术创新中山钢结构防腐,加速了这项‘超级工程’的建设速度。”