近日，2024年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎揭曉，“超寬深埋鋼殼混凝土跨海沉管隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)”項目斬獲科技進步獎特等獎。該項目成果應(yīng)用于深中通道海底隧道建設(shè)，攻克了多項世界級難題，創(chuàng)下多項世界紀錄。

深中通道海底隧道全長6845米，是目前世界上最長、最寬的海底鋼殼混凝土沉管隧道。面對這一極具挑戰(zhàn)的工程，項目團隊為何放棄了以往采用較多的傳統(tǒng)鋼筋混凝土沉管方案？又突破了哪些技術(shù)瓶頸？日前，記者走進深中通道西人工島科普基地，專訪項目相關(guān)負責人，探尋這項頂尖技術(shù)背后的創(chuàng)新密碼。

多項“世界首創(chuàng)”

破解超寬深埋海底隧道建設(shè)難題

作為集“橋、島、隧、水下互通”于一體的跨海集群工程，深中通道創(chuàng)下了多項世界之最。其中最驚艷的，就是世界最長、最寬的鋼殼海底沉管隧道。而它的建設(shè)之路，從起步就直面一系列世界級難題。

破解這些難題的關(guān)鍵，正是“超寬深埋鋼殼混凝土跨海沉管隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)”項目。該項目包含鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)、自密實混凝土智能澆筑裝備及系統(tǒng)、巨型管節(jié)自航式浮運安裝一體船等一系列國際領(lǐng)先技術(shù)，構(gòu)建起一套完整的超寬沉管隧道解決方案。

建設(shè)海底隧道，為什么沒有沿用已在港珠澳大橋海底隧道成功應(yīng)用的鋼筋混凝土沉管方案？這是不少人關(guān)注的焦點。廣東省公路建設(shè)有限公司深中通道管理中心主任范傳斌作出解答：港珠澳大橋為6車道，其沉管隧道單孔跨度不足15米；而深中通道海底隧道需滿足8車道通行需求，單孔跨度超過18米，水下互通區(qū)域變寬段更是接近24米�！叭绮捎脗鹘y(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，將因承載力需求而配筋過密、混凝土澆筑難以密實等原因，工程質(zhì)量與結(jié)構(gòu)耐久性難以得到保障�！�

需求倒逼創(chuàng)新，項目團隊研發(fā)出超寬深埋鋼殼混凝土沉管管節(jié)結(jié)構(gòu)型式。廣東省交通集團有限公司原副總工程師吳玉剛形象地將其比喻為“三明治”結(jié)構(gòu)——內(nèi)外雙層鋼板形成隔艙，中間灌注混凝土。該結(jié)構(gòu)不僅有效地提高了結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性，更填補了國際相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)空白，相比傳統(tǒng)方案節(jié)約造價超過9億元。

新結(jié)構(gòu)帶來新挑戰(zhàn)——“三明治”內(nèi)部設(shè)有2000多個隔艙，常規(guī)方式無法讓混凝土在隔艙內(nèi)填充密實�！拔覀兪讋�(chuàng)了自密實混凝土智能澆筑裝備及系統(tǒng)，這種混凝土像‘蜂蜜’一樣，靠自身流動性就能填滿所有空隙。”吳玉剛介紹，早在2015年，廣東省交通集團、深中通道管理中心與中交四航局等單位組建攻關(guān)小組，歷經(jīng)4年多反復(fù)試驗，最終攻克了這一技術(shù)難關(guān)。

此外，鋼殼長期處于海水環(huán)境中，防腐蝕至關(guān)重要。為實現(xiàn)隧道100年使用壽命，團隊除了采用環(huán)氧玻璃鱗片漆重防腐涂裝體系外，還加裝了犧牲陽極電化學(xué)防腐系統(tǒng)，同時結(jié)構(gòu)鋼板也預(yù)留了被腐蝕的厚度。三重措施疊加，共同保障了“百年壽命”目標。

從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

為全球跨海通道建設(shè)提供“中國方案”

從2010年啟動研究到2024年通車試運營，深中通道項目歷經(jīng)十余年攻關(guān)，僅施工建設(shè)期就長達7年�！斑@是我職業(yè)生涯中最難的項目，也是最有成就感的項目。”吳玉剛感慨。

回憶研發(fā)過程，多個關(guān)鍵節(jié)點的突破仍歷歷在目。首個沉管借助自航式浮運安裝一體船完成運輸安裝時，團隊既興奮又緊張�！懊恳粋�管節(jié)出塢前都要開好幾次協(xié)調(diào)會，始終按‘第一次’標準嚴格把控。”吳玉剛說。

而全長6845米的海底隧道，由32個巨型管節(jié)與1個最終接頭組成。最終接頭的順利推出并完美實現(xiàn)對接，同樣讓吳玉剛記憶深刻。深中通道首次研發(fā)應(yīng)用的沉管隧道水下推出式最終接頭和配套的止水體系，實現(xiàn)了深水條件下沉管高精度對接并滴水不漏，是世界首創(chuàng)的沉管隧道全新最終接頭結(jié)構(gòu)裝置。為確保最終接頭的可靠性，團隊專門開展十幾項專題研究，從高校實驗室實驗到陸地模擬測試，再到水下實操驗證，反復(fù)研究、試驗與模擬，最終取得成功。

2023年6月11日清晨，伶仃洋海域靠近深圳一側(cè)，世界首艘沉管浮運安裝一體船上傳來持久熱烈的掌聲——深中通道海底隧道成功合龍。多年心血，終于鑄就“海底長城”。

在吳玉剛看來，多項“世界首創(chuàng)”的誕生，離不開廣東堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。項目依托廣州造船基地完成鋼殼制造，也倒逼其生產(chǎn)線升級與技術(shù)迭代，形成“項目帶動產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)反哺項目”的良性循環(huán)。如今，深中通道的技術(shù)成果正通過參與項目的高校、科研機構(gòu)及制造企業(yè)，自然輻射至類似工程及其他領(lǐng)域，成為可復(fù)制、可推廣的寶貴經(jīng)驗。

“深中通道建成，標志著我國在集群跨海通道建設(shè)領(lǐng)域邁入國際領(lǐng)先行列�！狈秱鞅蟊硎荆瑥募夹g(shù)攻關(guān)到工程落地，不僅體現(xiàn)了跨領(lǐng)域協(xié)作的強大力量，更彰顯了國家綜合實力的提升，“無論是設(shè)計實驗?zāi)芰�，還是裝備制造水平等，都實現(xiàn)了從‘跟跑’到‘領(lǐng)跑’的跨越。這些技術(shù)成果將持續(xù)推動行業(yè)進步，為全球跨海通道建設(shè)提供‘中國方案’和‘中國智慧’”。（記者 郭思琦 張小悅）