2月18日,中共中央、國務院印發了《粵港澳大灣區發展規劃綱要》,提到要加快基礎設施互聯互通,構筑大灣區快速交通網絡。其中,深中通道的建設備受各界關注。
深中通道是繼港珠澳大橋之后,又一集“橋、島、隧、水下互通”于一體的超級工程,項目全長24公里,計劃2024年建成通車。目前,該項目已進入最關鍵的沉管隧道建設部分。
2月20日下午3點,記者李赫來到深中通道項目沉管隧道工程鋼殼制造GK01標廣船國際有限公司南沙廠區現場,與深中通道管理中心技術顧問楊茨祥、深中通道項目GK01標總工程師龍漢新一起,在直播中生動展現了深中通道沉管隧道鋼殼制造的重點施工工序,講述了萬噸巨無霸鋼殼的制造之難。
用鋼量堪比中型航母,“鋼的殼”成為前所未有挑戰
深中通道項目采用東隧西橋方案,路線起自廣深沿江高速機場互通立交,在深圳機場南側跨越珠江口,在東人工島水下互通進行隧道和陸地的轉換,中間經過6845米的雙向8車道海底隧道,再經西人工島進行橋隧轉換來到伶仃洋大橋。
“深中通道的海底隧道部分采用雙向8車道的設計,比港珠澳大橋雙向6車道的海底隧道更寬更長,施工難度也更大。”楊茨祥表示,深中通道鋼殼混凝土沉管隧道是整個項目最難的部分,具體來說,具有“超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖砂坑區域地層穩定性差”五大技術難點,工程規模和技術難度前所未有。
那么,與港珠澳大橋的鋼筋混凝土沉管隧道相比,深中通道的“鋼殼混凝土”沉管隧道有何區別呢?
楊茨祥表示,鋼殼混凝土沉管結構,與港珠澳大橋的鋼筋混凝土沉管結構雖然僅一字之差,但差之千里。“簡單來說,鋼殼混凝土沉管隧道鋼管是鋼板包著混凝土,類似三明治結構,不易產生裂縫進水現象。在施工工藝上,鋼殼混凝土沉管隧道是鋼板隔倉內封閉式澆注,澆注隔艙多,內部結構復雜會影響混凝土的澆筑密實度,容易造成脫空現象,因此在施工過程管控難度會更大。”
據了解,深中通道鋼殼混凝土沉管隧道是世界上首次大規模應用鋼殼混凝土沉管結構的項目,其管節構件尺寸大大超出了既有國外工程案例的經驗范圍,目前國內尚缺乏成套的鋼殼混凝土沉管隧道技術標準和規范、施工經驗,每月一節的生產工期、苛刻的精度要求等各方面因素對鋼殼制造能力提出了很大的挑戰。
“深中通道鋼殼混凝土沉管隧道每個標準管節都是‘巨人’,尺寸為寬46米×高10.6米×長165米,用鋼量約1萬噸,體量相當于一艘中型航空母艦船體。”龍漢新介紹,整個深中通道沉管隧道項目由32個管節組成,總用鋼量達到了32萬噸,相當于3個鳥巢!據了解,用鋼材搭起來的國家體育館“鳥巢”總用鋼量約為11萬噸。
“巨無霸”智能造,超級工程推動行業進步
那么重達萬噸的巨無霸鋼殼是怎樣制造的呢?走進廣船國際南沙廠區的智能制造車間,我們看到從鋼廠購買回來的一片片鋼材,首先在數字化的切割車間進行加工,再與自動化切割的零件組成小組件,然后組成塊體。隨后,四個塊體再拼成一個小節段,再由22個小節段最終拼接成165米長的標準管節。
簡單來說,深中通道沉管隧道的鋼殼制造重點施工工序包括下料切割工序、片體組裝工序、智能化涂裝工序、塊體組裝和小節段組裝安裝工序。
“整個過程就像搭積木一樣,一片片鋼板最終被組裝成22個像火柴盒一樣的小節段,組成完整的標準管節。”龍漢新表示,“建造成一個管節需要6個月,還需運到桂山島進行澆筑,再使用特殊裝備進行沉放,可以說,建造深中通道沉管隧道任重道遠。”
與此同時,每一次超級工程的建設,往往會帶動整個行業的進步。
例如在智能制造片體車間,幾乎看不到太多工人的身影,智能化片體焊接生產線配備了先進流水線作業工位,并由4個機器人進行焊接。龍漢新表示,該生產線是目前國內片體生產線自動化最高的,工人把基本結構位置裝好以后,將鋼板滾動到焊接工位,機器會進行自動掃描,對焊部進行自動識別,自動編程,自動焊接。
在智能涂裝環節,該項目則是全國船舶行業首次引入智能涂裝的生產線,由兩個車間組成。首先,在智能噴砂車間對鋼殼小節段噴砂,進行表面預處理,達到噴漆表面的處理要求;隨后,到智能噴漆車間對鋼殼小節段進行噴漆,待小節段組成管節后,再對相應接縫位置進行補涂。整個小節段噴涂過程車間內實現無人操作,工人不再需要忍受作業過程中大量揚塵和油漆氣味的傷害。
目前,深中通道項目鋼殼混凝土沉管隧道首節管節鋼殼仍在緊鑼密鼓地生產,按計劃擬于今年上半年開始澆筑。隨后,我國研制的世界第一艘且唯一一艘沉管運輸安裝一體船將于10月份進行聯調聯試,為2019年底首節沉管安放進行準備。
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