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日前，地處粵港澳大灣區核心區域的超級工程——深中通道正在加緊建設，為6月具備通車條件做最后沖刺。深中通道是集“橋、島、隧、水下互通”為一體、當前世界上綜合建設難度最高的跨海集群工程。作為深中通道海底隧道工程重要參建方之一，建筑央企中交四航局所屬中交四航工程研究院有限公司（簡稱中交四航研究院）承擔起鋼殼沉管混凝土的研制工作。

深中通道海底隧道是國內首座采用鋼殼混凝土組合結構建造的海底隧道。由于深中通道管節結構尺寸更大、內部構造和施工工藝更復雜、對混凝土的穩健性要求更高，盡管有國家沉管隧道也采用鋼殼混凝土沉管建造，但可借鑒性不強。

“面對困難挑戰，中交四航研究院自2015年開始，歷時4年艱辛探索，經歷了縮尺模型、浮態澆筑、足尺模型和模擬澆筑等系列試驗，在2019年終于配制出鋼殼沉管澆筑工藝的自密實混凝土‘超級配方’，有力保障了深中通道鋼殼混凝土沉管的順利澆筑，為深中通道如期通車打下堅實基礎。”中交四航研究院建材所總工鄧春林介紹說。

“深中通道每節鋼殼混凝土標準沉管，內部被分成了2255個倉格，每個小格子之間都是不連通的。為了加強結構的整體性，我們要在每個倉格內灌注一種高流動性的混凝土，這種混凝土就是自密實混凝土。”中交四航研究院建材所副總工于方介紹說，“將混凝土配制成這種高流動性的流體，甚至達到可以像水一樣在任意容器中進行良好的填充絕非易事。”

中交四航研究院建材所團隊成員在項目前期開展了大量的自密實混凝土室內試驗，經過了100余次的試驗，才制備出工作性能良好的自密實混凝土。室內實驗成功只是第一步，接著，中交四航研究院科研團隊在江門新會預制場開始了深中通道自密實混凝土沉管海上足尺模型澆筑試驗，以真正檢驗自密實混凝土性能。

與傳統的混凝土沉管澆筑方式不同，深中通道鋼殼沉管是采用超長混凝土地泵設備進行混凝土澆筑，即將混凝土通過一根根200m長的管子壓入到一個個倉格內部。在此過程中，進入管子前和從管子泵出后的性能都要滿足自流平的性能。然后，建材所團隊在測試過程中發現傳統的控制變量法已經不適用，迫切需要提出一種新型的分析方法，才能建立比較準確的性能預測模型。為此，在E1-E4沉管施工過程中，于方帶領團隊收集了上百個批次水泥、粉煤灰、礦渣粉等原材料的性能指標，以及2000余組自密實混凝土泵送前后的性能測試數據，歷時大半年的時間，推翻了20余個方案，最終找到了一種合適的分析方法，量化了各種原材料的關鍵技術指標與混凝土性能的相關性，實現對混凝土原材料和混凝土工作性能質量動態控制。同時建立了泵送前后自密實混凝土性能的預測模型，提出了一套自密實混凝土穩健性控制的技術指標，形成了《深中通道鋼殼沉管自密實混凝土配制及施工關鍵技術指南》，指導鋼殼沉管順利澆筑。

于方介紹說，“在自密實混凝土方面的研究，相關成果被納入《水運工程自密實混凝土技術規范》《鋼殼沉管自密實混凝土質量控制技術規范》等規范中，為今后我國鋼殼沉管隧道提供技術指導。”

“自深中通道建設以來，中交四航研究院建材團隊便深耕其中，從設計、施工、質量控制等方面開展了大量的研究，研究成果全面納入工程設計和施工中，為工程建設提供了重要的技術支撐，體現中交四航研究院科研團隊的實力。”深中通道管理中心主任、總工程師宋神友表示。