海底“繡花開路”！深中通道沉管隧道“水下3D打印機”來了

來源：南方網(wǎng)

6月21日，從廣東省交通集團獲悉，深中通道沉管隧道工程核心裝備之一、由交通運輸部廣州打撈局聯(lián)合中船708所、華南船舶機械有限公司及天津水運工程研究院自主創(chuàng)新、共同研發(fā)的“水下3D碎石整平清淤船”正式開工建造。這個被譽為“水下3D打印機”的“神器”，預(yù)計于2020年建成投產(chǎn)，將用于解決深中通道沉管隧道所有超寬變寬沉管管節(jié)基槽碎石鋪設(shè)難題。

給海底“做磨皮美容”，解世界最寬海底沉管隧道基槽整平難題

深中通道連接珠江東西岸，是承接粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移打造的交通大動脈。作為世界級超大型“橋、島、隧、地下互通”集群工程，該工程的海底沉管隧道長約6.8公里，為雙向八車道超寬鋼殼混凝土沉管隧道，具有“超寬、變寬、深埋、回淤量大、挖砂坑區(qū)域地層穩(wěn)定性差”五大技術(shù)難點，工程規(guī)模和技術(shù)難度前所未有。

據(jù)悉，深中通道沉管隧道將由32節(jié)深埋在伶仃洋海底40多米深基槽內(nèi)的沉管組成。除尺寸為46×10.6×165米的標準管節(jié)外，項目還包括5個總長為615米的變寬管節(jié)，其斷面寬度從46米逐漸變寬至最寬的55米。建成后的深中通道沉管隧道將是世界上最寬的海底沉管隧道。

在40多米深的海底，放入最寬達55米的管節(jié)，如何解決基槽整平，給管節(jié)一個安全的環(huán)境，成為一大難題。在實際的作業(yè)中，碎石整平清淤船的功能相當(dāng)于海底鋪路機，通過拋石管精準定位，向海床投入碎石并鋪平，大型海底隧道的沉管就鋪設(shè)在碎石面上，高效率的作業(yè)速度可以解決受海底水流影響在碎石上產(chǎn)生回淤量大的難題，保障沉管快速安裝。“此次開工建造的‘水下3D碎石整平清淤船’，將主要解決項目超寬變寬管節(jié)基槽碎石整平的難題。”深中通道管理中心副總工程師李進表示。

據(jù)了解，該船集基準定位、石料輸送、高精度鋪設(shè)整平、質(zhì)量檢測驗收功能于一體，因其鋪設(shè)作業(yè)的高效率和自動化，被形象地稱為深水碎石鋪設(shè)的“3D打印機”。


“傳統(tǒng)管段都是矩形，而我們這個標段中有一半管段為不規(guī)則形狀——梯形，基礎(chǔ)最寬處達60米，國內(nèi)外現(xiàn)有碎石基礎(chǔ)整平船都無法滿足要求�！睆V州打撈局深中通道項目部經(jīng)理孔維達介紹，建成后的“水下3D碎石整平清淤船”由主船體、水下整平架兩部分組成。主船體為箱型“回”字形結(jié)構(gòu)，船長62米、寬55.6米，整平作業(yè)設(shè)計水深60米，最大水深可突破100米，是當(dāng)前世界上作業(yè)水深最大的碎石基礎(chǔ)整平船。

　　

特別版“津平2”7天完成近1萬方碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)任務(wù)
“水下3D碎石整平清淤船的創(chuàng)新，將把我國沉管隧道施工技術(shù)水平提上新臺階�！笨拙S達說。如果說“津平2”是港珠澳大橋深水整平的功勛船舶“津平1”的升級版，那么“水下3D碎石整平清淤船”就是“津平2”的特別版。

特別版“津平2”有何特別之處？
據(jù)了解，建成后的“水下3D碎石整平清淤船”與傳統(tǒng)整平設(shè)備相比，其分體式水下整平系統(tǒng)可大大降低海況對作業(yè)的不利影響。該船采用船、架分離的設(shè)計，直接把整平架下放到開挖好的基槽面進行碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)，避免了風(fēng)浪流對碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)作業(yè)的影響，克服了水深限制、提高了作業(yè)效率和精度，解決了E23-E32管節(jié)沉放隧址鄰近深圳機場側(cè)航空限高問題。同時，該船碎石整平精度可達±2.5厘米，為國內(nèi)碎石基礎(chǔ)整平精度最高的船舶，在國際也屬于領(lǐng)先水平。

根據(jù)技術(shù)要求，在管節(jié)沉放對接之前，如果已經(jīng)鋪設(shè)好的碎石基礎(chǔ)面回淤超過一定厚度，則需要進行清淤工作，但是又不能破壞碎石基礎(chǔ)。為了提供工作效率，“水下3D碎石整平清淤船”集作業(yè)母船、供料、整平、測控、清淤功能于一體，“利用整平架可下放靠近碎石基礎(chǔ)面的優(yōu)勢，在整平架上配置了高功率的清淤泵，配合設(shè)計巧妙的清淤結(jié)構(gòu)，便可通過精準控制清淤高度，一次性實現(xiàn)對碎石基礎(chǔ)表面及壟溝淤泥的高效清除，且不會對已鋪設(shè)的碎石基床造成破壞�！笨拙S達介紹。

另外，該船所采用的高精度水上水下定位控制系統(tǒng)，將碎石供應(yīng)系統(tǒng)、高精度鋪設(shè)整平系統(tǒng)、質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)和精準清淤系統(tǒng)融為一體，即使在基槽底部能見度為零的情況下，也能實現(xiàn)智能自動化控制，由供料系統(tǒng)自動輸送石料，通過鋪設(shè)整平系統(tǒng)和測控系統(tǒng)根據(jù)海床情況自動進行3D碎石整平作業(yè)，7天即可完成單節(jié)管近1萬方的碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)任務(wù)。

深中通道首個管節(jié)于6月下旬浮運澆筑
目前，深中通道沉管隧道工程進展順利。本月初，深中通道沉管預(yù)制智慧工廠已正式完成改造，預(yù)計項目首個管節(jié)將于6月下旬從廣州南沙出運至珠海桂山島進行澆筑。另一方面，“津平2”自升平臺式碎石鋪設(shè)整平船已于今年4月正式下水，依托深中通道工程研制的另一個核心裝備、世界第一艘且唯一一艘沉管浮運安裝一體船也已于6月出塢，預(yù)計兩艘設(shè)備船將于今年下半年運抵深中通道現(xiàn)場進行調(diào)試，為力爭年底實現(xiàn)首個管節(jié)浮運做好準備�！八�下3D碎石整平清淤船”則預(yù)計于2020年6月建成投產(chǎn)，建成后將首先服務(wù)于深中通道項目。