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曾經(jīng)，人們渴望穿江過海連接隔岸相望的不同地域。1910年，美國底特律河沉管隧道建成，以沉管隧道一體互通的方法正式誕生。上世紀(jì)90年代，沉管隧道技術(shù)開始在我國內(nèi)河使用，但規(guī)模均比較小。21世紀(jì)，港珠澳大橋島隧工程動工，中國人開始在外海大規(guī)模使用沉管隧道技術(shù)。

從港珠澳大橋島隧工程到大連灣海底隧道再到深中通道，十余年間，中交人建成了我國三大外海沉管隧道。從曾經(jīng)到國外考察學(xué)習(xí)技術(shù)，到堅持打造原創(chuàng)技術(shù)策源地，中交人一步一步構(gòu)建起我國沉管隧道現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈體系，在推進(jìn)技術(shù)國產(chǎn)化進(jìn)程中，實現(xiàn)一個又一個里程碑式的奇跡。

破而后立，“中國智慧”填補(bǔ)空白

浩瀚的伶仃洋上，迄今世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋宛如長龍臥波，將香港、珠海、澳門三地緊密相連。港珠澳大橋沉管隧道是世界最長公路沉管隧道和唯一深埋沉管隧道，被譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”“新世界七大奇跡之一”。

建設(shè)伊始，如何保證沉管隧道在深海中精準(zhǔn)安裝？如何確保沉管連接處滴水不漏？沒有任何經(jīng)驗可以借鑒的建設(shè)者們走出國門，希望能夠得到國外成熟技術(shù)的幫助。然而，荷蘭咨詢公司開出了數(shù)億元的天價咨詢費(fèi)，并揚(yáng)言沒有他們的幫助，中國人絕對不可能在深海建成沉管隧道。

何以破局？唯有自立自主，掌握核心技術(shù)，才能不再受制于人。

“港珠澳大橋不僅對我們，對世界而言也是超級工程，沒有可借鑒經(jīng)驗，只能多動腦多實踐，集思廣益大膽創(chuàng)新，所有壓力才會變成動力。”全國水運(yùn)工程建造大師、一航局總技術(shù)顧問李一勇回憶道。港珠澳大橋采用“橋+隧道+人工島”設(shè)計方案，人工島島身填筑最早采用拋石斜坡堤方案。茫茫外海、憑空造島，這種技術(shù)至少要三年才能成島。經(jīng)過一次次方案研討，一航局首創(chuàng)的“超大直徑鋼圓筒液壓振動錘聯(lián)動振沉”的筑島方案逐漸明了。錘組組裝調(diào)試、振沉系統(tǒng)空載試振、運(yùn)輸船駐位、鋼圓筒振沉管理系統(tǒng)，一個個難題被相繼“拿下”。

2011年5月15日，8臺動力站和8臺振動錘同時啟動，一航局研發(fā)的當(dāng)時世界最大振動錘組正式亮相。大錘一響天下知，首個鋼圓筒成功入泥21米，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，取得“開門紅”。僅用7個月，一航建設(shè)者就成功將120個鋼圓筒沉入海底，順利實現(xiàn)了“當(dāng)年動工，當(dāng)年成島”的目標(biāo)。

為了應(yīng)對超大型沉管海上浮運(yùn)和水下45米沉管沉放對接安裝等世界級難題，一航局還自主研發(fā)建造投入使用了世界最大外海拋石整平船“津平1”和國內(nèi)首套沉管浮運(yùn)安裝專用船組“津安2”“津安3”，為的就是將33節(jié)巨型沉管安穩(wěn)沉入海底，實現(xiàn)無縫對接。

2013年5月2日，世界島隧工程史上首個真正意義上的外海深水安裝沉管——港珠澳大橋首節(jié)沉管開始浮運(yùn)安裝。按照預(yù)計時間應(yīng)該在30個小時內(nèi)安裝完成，但實際上卻用了五天四夜。由于首次施工缺乏經(jīng)驗，海況、基床狀態(tài)等存在很多不確定因素，首次沉放后檢測結(jié)果顯示管節(jié)安裝出現(xiàn)了較大誤差。

“從頭再來！”決策組迅速分析情況，查明了基床上的淤泥是造成沉管安裝誤差的主要原因，并立即組織潛水清淤工作，而這時距離沉管出塢已經(jīng)過去足足80個小時。2013年5月6日上午10時，首節(jié)沉管終于順利安裝就位，鏖戰(zhàn)96小時完成“海底初吻”，建設(shè)者們用一往無前的勇氣和精益求精的態(tài)度順利實現(xiàn)了中國沉管隧道建設(shè)領(lǐng)域零的突破，揭開了我國沉管隧道建設(shè)歷史的新篇章。

2013年9月13日，E4管節(jié)安裝完成，長達(dá)12.6公里的浮運(yùn)拖帶距離，卻創(chuàng)造了最快浮運(yùn)拖航紀(jì)錄；2015年3月26日，E15管節(jié)歷經(jīng)“兩進(jìn)塢門、三出外海”，順利克服了回淤難題，最終安裝成功……

“成功安完一節(jié)沉管，并不能使我們團(tuán)隊輕松。因為一節(jié)不能代表二節(jié)，始終要對工程保持敬畏。”一航局高級技術(shù)顧問宿發(fā)強(qiáng)回憶。“每一次都是第一次。”一航人用精益求精的態(tài)度順利實現(xiàn)了中國沉管隧道建設(shè)領(lǐng)域零的突破。

再攀頂峰，“中國標(biāo)準(zhǔn)”保駕護(hù)航

港珠澳大橋建設(shè)后期，建設(shè)者們奔向更高緯度的大連灣。作為我國北方寒冷條件下的首條大型跨海沉管隧道，大連灣海底隧道全長約5.1公里，其中沉管海底隧道長3035米，由18節(jié)預(yù)制管節(jié)組成，單節(jié)沉管重約6萬噸。

面對大連灣高寒氣候、水域、地質(zhì)等制約因素，一航局團(tuán)隊堅持自主創(chuàng)新，繼續(xù)走在技術(shù)國產(chǎn)化最前沿，在國際上首次破解寒冷地區(qū)大型跨海沉管隧道施工的核心技術(shù)，創(chuàng)新實踐了大曲率沉管安裝、最終接頭頂進(jìn)節(jié)段法、全漂浮碎石基床整平、水下電纜插座國產(chǎn)化等施工技術(shù)。沉管安裝工作開展以來，一航建設(shè)者不斷刷新“40天安裝3節(jié)沉管”“12個月安裝12節(jié)沉管”“20個月安裝18節(jié)沉管”和“單節(jié)沉管安裝時間最短”等多項行業(yè)紀(jì)錄，創(chuàng)造了世界跨海沉管隧道建設(shè)領(lǐng)域的“中國速度”和“中國效率”。最終接頭作為海底隧道段和陸上現(xiàn)澆段的過渡結(jié)構(gòu)，是關(guān)鍵核心技術(shù)，一航局在國內(nèi)首次提出并應(yīng)用“頂進(jìn)節(jié)段法”施工工藝，在頂推、止水、測控等關(guān)鍵核心技術(shù)上實現(xiàn)了自主自控，安裝精度控制在3毫米以內(nèi)。

“這是在港珠澳大橋隧道工程‘巨人’肩上又邁出的重要一步，也使中國跨海沉管隧道產(chǎn)業(yè)在世界上的領(lǐng)先水平更進(jìn)一步。”2022年8月，大連灣海底隧道沉管安裝全部完成，中國工程院院士、橋梁隧道及近海工程專家林鳴在接受記者采訪時如是說。如今，大連灣海底隧道已建成通車，大連人民海底隧道夢終于得以實現(xiàn)。

從有到優(yōu)，“中國方案”譽(yù)滿全球

在建設(shè)者們眼中，如果說港珠澳大橋意味著諸多“從0到1”的突破，那么深中通道就是在實現(xiàn)“從1到2”的升級。

人工島是實現(xiàn)跨海橋梁和海底隧道轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。一航局研發(fā)的“大直徑鋼圓筒快速成島技術(shù)”在港珠澳大橋島隧工程已經(jīng)成功使用，但深中通道西人工島鋼圓筒直徑更大、重量更大，施工地質(zhì)和水文條件也更為復(fù)雜。

在8錘聯(lián)動的基礎(chǔ)上，一航局團(tuán)隊成功研發(fā)12錘聯(lián)動錘組，聯(lián)動激發(fā)、同頻震動。2017年5月1日，首個鋼圓筒振沉成功；9月18日，最后一個鋼圓筒振沉完成。歷時141天，“快速成島”的施工紀(jì)錄得以再次刷新。

與港珠澳大橋沉管隧道相比，深中通道沉管隧道為全球首例雙向八車道鋼殼混凝土沉管隧道，由32節(jié)“航母般”大小的沉管連接而成，也是世界上最寬的鋼殼沉管隧道。面對新結(jié)構(gòu)、新形式，現(xiàn)有裝備無法滿足實際需要。為攻克這一世界級施工難題，一航局組建涵蓋設(shè)計、研究、裝備、施工等專家和工程師的專題研發(fā)團(tuán)隊，歷時3年成功研發(fā)出世界首制自航式沉管運(yùn)輸安裝一體船“一航津安1”。

“相較于‘津安2’和‘津安3’，一體船體現(xiàn)出四個‘一體’。”李一勇解釋說，“首先這是一艘船，船體結(jié)構(gòu)一體；其次集沉管浮運(yùn)和沉放安裝兩項功能于一體；三是動力一體，便于操作也更節(jié)能環(huán)保；四是船管通過剛性連接組合一體，體現(xiàn)了浮運(yùn)安裝一體化施工工藝。”

這又是一次重大的創(chuàng)新和跨越。“一航津安1”集沉管浮運(yùn)、定位沉放和安裝等功能于一體，且具有DP動力定位和循跡功能。此外，團(tuán)隊還成功引進(jìn)我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，高質(zhì)量完成了深中通道23節(jié)沉管以及最終接頭的安裝任務(wù)，創(chuàng)下1年安裝9節(jié)沉管、連續(xù)7節(jié)實現(xiàn)近乎零偏差的毫米級安裝的世界紀(jì)錄。“北斗定位測控系統(tǒng)在深中通道的成功應(yīng)用，將‘一體船+沉管’免精調(diào)的中國方案變?yōu)楝F(xiàn)實。”一航局深中通道項目部總經(jīng)理岳遠(yuǎn)征自豪地說。

十余年來，中交建設(shè)者構(gòu)建起我國大型外海沉管隧道的三大版圖。我國首支專注于中國沉管隧道匠心品質(zhì)和科技內(nèi)涵的卓越隊伍逐漸走向成熟，一航局在打造沉管隧道原創(chuàng)技術(shù)“策源地”的道路上邁出堅實步伐。