“零丁洋里嘆零丁。”700多年前,南宋著名愛國詩人文天祥在這里撫今追昔,感嘆家國命運。
今天,在這里,粵港澳大灣區的核心區域,世界級跨海集群工程——深中通道穿云破浪、逐夢伶仃。
1.5萬余名建設者奮斗7年,深中通道以“硬核”實力創下10項“世界之最”。這項令世界驚嘆的超級工程,將珠江口東西兩岸的深圳、中山之間的車程由2小時縮短至30分鐘以內,有力推動大灣區一小時生活圈形成,為粵港澳大灣區融合高質量發展按下“加速鍵”,更成為點燃灣區新質生產力的新引擎。
深中通道地處粵港澳大灣區幾何中心,所處海域水文地質條件異常復雜,工程受航空、水運、環保等多重因素限制,建設條件十分嚴苛,需攻克無數世界級技術挑戰。5年前期研究,52項專題論證、29個通道方案比選、19項通航專題研究,提出“橋—島—隧—水下樞紐互通”于一體的跨海工程方案,前期科研團隊走過的道路極其艱辛。
雙向8車道、設計速度100公里/小時,全長24公里的深中通道采用西橋東隧的方案,跨越伶仃洋三條主要航道。靠近中山的西段以橋梁為主,橋梁部分全長17.2公里,中山大橋和深中大橋各跨越一條珠江主要航道,并且通過萬頃沙互通橋與廣州南沙相連??拷钲诘臇|段則選擇了水底沉管隧道的建設方式,從第三條航道的水下穿過。因此,在整個通道穿行水下的東西兩端,各建有一個人工島。
在海上“放風箏”
從空中俯瞰,深中通道西人工島這只伶仃洋上的巨型“風箏”以“S”形的深中大橋、中山為線,躍然于海天之間。
“要在技術和美學上尋找最佳平衡點。”取得交通運輸部通航批復后,時任深中通道管理中心主任的陳偉樂萌生出這個想法。2015年10月,深中通道向全世界發出競賽邀請函。最后,采納了兼具橋隧轉換功能和防洪納潮需求的西人工島菱形設計,實現工程與自然、人文和諧共生,把我國工程美學設計的前沿推進了一大步。
2016年12月,深中通道先行工程西人工島開工建設。這個深中通道建設過程中在茫茫大海上落下的“第一子”,對深中通道整體穩定性和發展起了非常關鍵的作用。
西人工島面積約13.7萬平方米、相當于19個足球場。駕車從中山市出發,駛過中山大橋、深中大橋后,會從這里駛向海平面之下,進入全長6845米的海底沉管隧道部分,最深的地方在海平面之下39米。隨后到達國內首個高速公路水下樞紐互通立交——東人工島,可便捷前往深圳寶安國際機場或前海等地。
“島體建造,僅用時141天。”中交一航局深中通道項目部工程技術部副部長劉帥說。這刷新了快速成島的世界紀錄。
57個鋼圓筒,每個直徑28米、高35-40米,重達650噸;西人工島處于采砂區內,地層復雜,建設團隊研發了鋼圓筒基礎預處理核心技術,在不平整、不均勻的施工海域地基上“磨豆腐”,降低硬質土地層強度,加上自主研發的12錘聯動錘組同頻振沉,成功將一個個巨型鋼圓筒精準牢固地打入海底巖層中。
鋼圓筒在海水之下“手牽手”圍成一個人工湖,排水、填筑作業……2017年9月18日,隨著最后一根鋼圓筒振沉到位,西人工島外圈圍堰如珠玉般勾勒出“海上風箏”的輪廓。
深中通道建成通車后,西人工島還將承擔通道隧道及大橋管理、救援、通信等工作場所和科普基地功能,來往旅客可在這里欣賞珠江口壯美景色和深中通道迷人風采。
“水豆腐上插筷子”
如果說西人工島是伶仃洋上深中通道建設者放飛的最浪漫“海上風箏”,那么超長的橋梁便是握在工程師手中的“放飛線”。
深中通道橋梁工程創造了多個世界之最:最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋——主跨1666米;橋面最高的海中大橋——高約91米;最高通航凈空——76.5米;最大海中錨碇——單個錨碇重量約100萬噸……
“這可不是為了‘炫技’,每個紀錄的創造都著眼于現實需要。”中交二航局深中通道項目生產經理廖文龍說。
這里有全世界最繁忙的港口之一——廣州南沙港,萬噸級船舶往來頻繁。為了不影響通航,就要讓橋面足夠高,進而需要更高的橋梁主塔。既要不影響通航,又要抵抗浪涌和船行波對鋼平臺的巨大沖擊,如何讓這座超級橋梁穩穩扎根海底?
錨碇可將橋梁主纜緊緊拉住,承受整個橋梁的重量和橋上行車荷載??墒鞘┕^域處于無遮掩的寬闊海域,海底流塑狀淤泥層深厚,地基都不穩。經過反復論證,中交二航局項目團隊提出以“圍堰筑島+地連墻”方式在海中進行軟基處理。“在海上打下158根直徑2米的鋼管樁,形成一個巨大正圓形,為8字形地下連續墻施工形成陸地作業環境,就像在‘水豆腐上插筷子’。”廖文龍說。
建設者們在海上“如履平地”,讓一塊巨大的“秤砣”穩穩扎在海中,為建造大跨度跨海懸索橋打下堅實基礎。這一整套建造技術,開創了寬闊海域建造大跨度懸索結構體系橋梁工程的先河。
深中大橋長期處于高溫、高鹽、高濕的海洋環境,金屬腐蝕疲勞問題突出,全壽命周期不能更換,對纜索強度、耐腐蝕性要求極高。
“主纜是大橋的生命線。”深中通道管理中心常務副主任范傳斌說,“深中大橋所使用的主纜鋼絲十分特別,無論是強度還是耐腐蝕性能,都達到了世界領先水平。這也是我國自主研發的2060兆帕鋼絲‘中國芯’在世界上首次大規模應用于懸索橋主纜建造。”深中大橋上下游共設兩根主纜,每根主纜纜力超10萬噸,相當于能同時承受2艘“遼寧號”航母的重量。
珠江口水域開闊,強臺風頻發。雙向八車道、相當于30層樓高的橋面如何抗風?
這是世界性難題。“經過3年多的研究,建設單位和多所高校、科研機構研發了新型組合氣動控制技術,優化了整體式鋼箱梁的構型,將超大跨鋼箱梁懸索橋臨界顫振風速從世界公認的70米/秒,提升至88米/秒。”中交二航局深中通道項目副經理張平信心滿滿,“大橋可抵御17級臺風。”
保護白海豚的“接力賽”
深中通道項目臨近多個國家級自然保護區,穿越7條航道。在面積約460平方公里的中華白海豚國家級自然保護區內,活躍著眾多白海豚。長達7年的建設周期,保護白海豚既是一次“競速跑”,也是一場“接力賽”。
“在中華白海豚的洄游區建設如此浩大的工程,必須慎之又慎,稍有差池就可能造成不可逆的影響。”中交一航局深中通道項目部總經理岳遠征說,“要把影響降至最低。”
深中通道的海底沉管隧道由32節沉管加一個最終接頭對接而成,從沉管預制廠到安裝區,需浮運50公里,歷經7次航道轉換。“50公里的‘海上航路’,背后是一本生態賬。”中交一航局深中通道項目部常務副總工程師寧進進介紹,項目團隊創造性地提出了建造沉管運輸安裝一體船的方案。“相比傳統拖帶方案,可減少航道疏浚挖泥量超千萬立方米,降低廢氣排放約100萬立方米,有效保護了白海豚生活的海洋環境。”
深中通道的海底隧道是世界上最長、最寬的鋼殼混凝土沉管隧道,每一節沉管的安放都至關重要。要將沉管安放至大海深處的預定位置,必須對海底進行處理,減少沉降。有兩種方式:一是將深海淤泥挖出,然后進行拋石作業;二是利用深層水泥攪拌樁,加固軟土地基。
“第一種方案成本較低,但為了保護白海豚的生存環境,我們最終決定采用第二種方案。”說起方案商定的過程,項目原工程技術部部長王耀彭記憶猶新。
除此之外,中交四航局二公司深中通道建設團隊還專門發明了一項國家實用新型專利——深層水泥攪拌船用整船防污系統。通過這一系統可以形成兩道防污屏障,能有效防止打樁形成的污水進入海水,避免污染白海豚棲息地環境。
從首節沉管順利安放到最后一節沉管安裝成功,海底安放32節沉管,用了整整3年。項目專門編制了《白海豚保護管理手冊》,不僅明確了每艘施工船舶船長為白海豚保護直接責任人,還設置了“觀豚員”,實時觀測白海豚活動情況,夜以繼日、年復一年,為白海豚筑起一道保護屏障。
浪奔浪涌,日升日落,深中通道又像一條舞動的蛟龍,在伶仃洋里騰躍成島、臥伏成隧。
7年籌備、7年建設,這場建設者與海洋的較量迎來決勝時刻。
6月16日,深中通道通過“大考”,廣東省政協委員、深中通道總工程師宋神友終于舒了一口氣,作為深中通道項目“1號員工”,他已經為此奮斗了超過5000個日夜。“深中通道通過交工驗收,不僅標志著深中通道內優外美、高質量建成得到了認可,更標志著我國建造世界級跨海集群工程的技術能力又實現了飛躍。在深中通道建設過程中打造形成的新質生產力,未來一定會應用到更多工程中。”他底氣十足,話語鏗鏘。(本報記者 白楊 《人民政協報》 (2024年06月25日第 04 版))