张先生的老家在广州省中山市,常年在深圳上班,周末总会回家陪陪父母。这次和往常一样,在私家车的后备箱中备好父母的礼物,当然还有在路上的干粮后向北出发,因为张先生深知虎门大桥的堵车情况,没有几个小时根本无法通过。中山和深圳的额直线距离也就二十余公里,但珠江口成为横在两市之间的鸿沟。即便早有虎门大桥,近有港珠澳大桥,为两岸牵线搭桥,但这并不能从根本上缩短从中山到深圳的距离。“听说深中通道正在建设,建成后往来两地只需要不到30分钟了!”想到这个,张先生脸上流露出对未来的向往。
2019年1月23日,深中通道项目钢壳沉管隧道试验段足尺模型正式开始浇筑。同时,生产线完成全面改造的沉管预制厂正式亮相,该项目沉管预制进入了全面生产阶段。此前,西人工岛早已成岛,东人工岛、隧道、桥梁也已陆续开工,深中通道的雏形已跃然纸上。五年后,这里将建成与港珠澳大桥相匹敌的跨海大桥。届时,它将成为连接粤港澳大湾区珠江两岸的战略性通道。

深中通道的前世今生
在香港回归前夕,第一条横跨珠江口两岸的跨海大桥——虎门大桥建成通车。据悉,虎门大桥设计的日均通行量为8万辆标准车次。通车当年,日均车流达1.84万标准车次;20年后,日均车流已达到设计值的2倍多。虎门大桥显然不能满足两地往来的需求。次年,建设连接深圳和中山两地跨海通道的想法被提出,深中通道的建设被提上日程。
就在深中通道的前期规划阶段,另一条同跨珠江口的跨海通道——港珠澳大桥的前期工作在2004年全面启动,深中通道被迫放缓。但广州、深圳、中山三地政府均认为,现有及在建的通道均不能满足港珠澳大桥与虎门之间的近70公里范围的经济发展需要,因此建设深中通道势在必行。
终于,2008年,国务院批复同意实施《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》,明确深中通道是重要交通基础设施项目。同年,交通厅与广东省发改委委托多家国字头机构开展深中通道工程可行性研究。2009年6月,深中通道的路线被确认在处于虎门大桥和港珠澳大桥中间位置的“深圳机场南-中山新隆”。随后,由广东省交通集团成立深中通道项目前期工作办公室,广东省政府成立由副省长挂帅的前期工作协调小组共同负责深中通道项目协调解决工程方案及投融资模式等重任。
深中通道的路线方案决定了这项工程绝非易事,其独特的地理位置导致影响的行业众多。譬如,深中通道深圳侧登陆点位于深圳机场南侧,其建设需要满足航空限高要求;该项目地处南沙巷下游,项目建设需要满足航运发展需要;项目建于珠江出海口的河口湾,需要满足珠江口防洪纳潮要求等。为确保通道的建设能实现个相关行业的可持续发展,在借鉴世界上主要跨海通道方案后,最终确定了全隧和东隧西桥两种方案。“而这两种方案比选的核心是伶仃航道的桥、隧比选。”深中通道管理中心副主任、总工程师宋神友说道。

时任广州市长的陈建华是全隧方案的力主者之一。广州方面担心,深中通道如一根门梁,高悬在广州市出海口上空,伶仃洋大桥的高度,决定了日后进出广州港船高度的最大值,它迟早会把大型船舶挡在广州港之外。但中山和深圳方面却一致支持东隧西桥方案。从2012年11月交通厅在官网公布的《深圳至中山跨江通道工程海洋工程环境影响报告——二次公示》中证实了东隧西桥方案已胜出。在东隧西桥的方案之上,对设计方案进行进一步完善,最终将深中通道的长度缩至24公里,海上段基本保持不变,中山侧终点调整至马鞍岛。东隧西桥方案逐渐丰富细化,各项程序向前推进。2015年12月,国家发改委批复,同意深中通道以东隧西桥方案建设,争议暂时告一段落。
湾区新地标
2016年12月29日,响亮的船笛在伶仃洋海域响起,4艘抓斗挖泥船和耙吸船蓄势待发,深中通道跨海工程西人工岛率先开建。从规划图上看,深中通道东起于深圳机场南侧,通过东人工岛接入一条长约7.1公里的海底隧道,于西人工岛实现隧桥转换;西侧桥梁长约16.9公里,共分为两段,以伶仃洋大桥跨越伶仃航道,进而继续向西以中山大桥在中山马鞍岛登陆。全线采用双向八车道高速公路标准建设,设计时速100公里/小时。
西人工岛不仅是海上大跨径桥梁与特长双向八车道海底沉管隧道的重要过渡以及首节沉管隧道对接的关键前提,还要经受住海浪的侵蚀,达到百年工程使用寿命的质量标准。
为尽可能的减少阻水效应,西人工岛岛型采用了分水效果较好的菱形,长625米,最宽处456米,就像海上的风筝。桥梁段构成了风筝线,枢纽立交轮廓形如线盘。“考虑到项目所处位置地质复杂、航道繁多、台风频发等建设条件,西人工岛围护结构采用直径28米大钢圆筒,不仅增强了成岛稳定性,比起常规重力式围堰的挖泥量要少,能够减少对海洋生态环境的影响。”深中通道管理中心总工程师宋神友介绍道。在西人工岛成岛之际,遭受超强台风“天鸽”“帕卡”等连番侵袭后,其钢圆筒围堰结构岿然屹立海中,成功抵御住了15级强台风,这给西人工岛的全体建设者打了一剂强心针。2017年9月18日,随着西人工岛最后一个钢圆筒精准振沉到位,西人工岛正式成岛。
另一个人工岛,东人工岛也于2017年12月底正式开工建设。东人工岛东连建广深沿江高速深圳段侧接线工程,西接项目沉管隧道,其除了承载着项目沉管隧道与桥梁交通转换功能外,还被赋予最重要的功能。作为国内首个高速公路水下枢纽互通立交,东人工岛最重要的功能是通过机场枢纽水下互通立交,实现深中通道与广深沿江高速、深圳宝安国际机场、大铲湾港区、大空港区之间的快捷交通转换。未来经深中通道东人工岛的互通立交,便可东往深圳,西往中山,北往广州,南往香港,真正实现快速便捷交通转换、各城市间互联互通。

为实现复杂多向的交通转换,东人工岛采用“一体两翼”方案,在岛上设主线隧道与堰筑段隧道、实现交通转换的4条匝道隧道、一座千吨级救援码头及包括风塔、泵房、变电站、发电机房等房建工程及相关附属配套设施。这意味着,填海筑岛后不仅要在岛上建设相应房建工程,还需在岛内建造沉管隧道、匝道隧道,形成复杂立体的水下互通立交。
深中通道项目S03标工程部副部长冯举介绍道,S03标项目紧邻宝安机场,施工时受到了航道限高的影响。为了在施工过程中不超限高,钢管只能进行切割焊接,而工程在施工方面对焊接技术的要求也更加严格。由于东人工岛位于深圳侧,为了克服工程近陆域施工受航空限高、海上风浪等条件的影响,堰筑段钢板桩施工班组的技术人员多次讨论实验,不仅克服了钢板桩本身嵌固较小、悬臂过长与航空限高之间的矛盾,还通过增加机械臂、浇水降温等方法解决了入岩困难问题。
即便前有港珠澳大桥带来的海底隧道施工的经验,但深中通道的海底隧道建设仍旧困难重重。深中通道项目沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,其断面宽度达46至55.46米,比港珠澳大桥双向六车道钢筋混凝土沉管隧道断面还要宽9米,沉放最大水深至40米,沉管结构的受力复杂。“深中通道钢壳混凝土沉管隧道是整个项目最难的部分。”深中通道管理中心技术顾问杨茨祥解释道,“简单来说,钢壳混凝土沉管隧道钢管是钢板包着混凝土,类似三明治结构,不易产生裂缝进水现象。在施工工艺上,钢壳混凝土沉管隧道是钢板隔仓内封闭式浇注,浇注隔舱多,内部结构复杂会影响混凝土的浇筑密实度,容易造成脱空现象,因此在施工过程管控难度会更大。”
据了解,深中通道钢壳混凝土沉管隧道是世界上首次大规模应用钢壳混凝土沉管结构的项目,其管节构件尺寸大大超出了既有国外工程案例的经验范围,目前国内尚缺乏成套的钢壳混凝土沉管隧道技术标准和规范、施工经验,每月一节的生产工期、苛刻的精度要求等各方面因素对钢壳制造能力提出了很大的挑战。
值得一提的是,整个深中通道的沉管隧道项目共由32个管节组成,每个管节的尺寸为宽46米×高10.6米×长165米,总用钢量约32万吨,相当于3个鸟巢。面对如此巨无霸的钢壳,广船国际南沙厂区的智能制造车间采用数字化的加工方式,先在数字化的切割车间进行加工,再与自动化切割的零件组成小组件,继而组成块体。随后,四个块体再拼成一个小节段,再由22个小节段最终拼接成165米长的标准管节。“整个过程就像搭积木一样,一片片钢板最终被组装成22个像火柴盒一样的小节段,组成完整的标准管节。”深中通道项目GK01标总工程师龙汉新表示,“建造成一个管节需要6个月,还需运到桂山岛进行浇筑,再使用特殊装备进行沉放,可以说,建造深中通道沉管隧道任重道远。”
目前该工厂已具备足尺模型浇筑条件,基本形成了每月一节高质量沉管的生产能力。据悉,沉管预制厂现已达到每月生产一节沉管的能力标准,项目共32个管节中的22个将在这里预制,全部预制工作计划于2022年底完成。
此外,深中通道项目还自主研发出沉管隧道预制核心装备:单台800吨智能台车和智能浇筑系统。智能台车是用于沉管从卸驳区到浇筑区、从浇筑区到浅坞区转运的沉管移动装备,承载力为800吨,解决单节8万吨沉管转运困难这一难题,提升管节转运速度,对缩短沉管预制工期有一定的推进作用。
2019年,深中通道的建设将逐步进入关键期,也将开始直面诸多世界级技术难题。深中通道钢壳混凝土沉管隧道首节管节计划于2019年上半年开始浇筑,中国研制的沉管运输安装一体船于2019年10月份进行联调联试,为2019年底首节沉管安放进行准备。
而对于桥隧之争中的矛盾聚焦点,伶仃航道通航问题被广州、深圳、中山三方高度重视。在讨论设计方案时,充分考虑了未来船舶大型化的发展需求、特种工程船舶及海工装备进出需求,最终确定伶仃航道桥的通航标准:通航净高、极端高水位76.5m以上、净宽1520m。在伶仃航道上架起一座目前世界上跨海通航标准要求最高的桥梁,高于世界上主航运通道上及类似港湾上桥梁通航净高,可以满足3万标箱集装箱船、30万吨级散货船,30万吨级油轮、22.5万吨级豪华邮轮通航需求,并且有足够的富裕高度。

深中通道的整体规划描绘出其作为粤港澳大湾区又一交通要道的前景。根据计划,深中通道通车后,将成为连接珠江东西岸的重要通道,从中山快速直达深圳,通勤时间由以往2小时缩减为30分钟。除了大大减轻虎门大桥的交通压力外,更彻底改变粤西方向湛江,茂名,阳江民众出入深圳必经虎门的交通瓶颈。届时,粤港澳大湾区的交通格局将进一步完善,资源要素将得到更高的配置。(转载请注明见道网 www.seetao.com )见道网工程栏目编辑/马晓晴
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