□本报记者 袁立朋 通讯员 樊琳
风云际会的珠江口、烟波浩渺的伶仃洋,一条“钢铁巨龙”从空中“潜入”海中,连通6.8公里的海下沉管隧道,使珠江东岸的深、莞、惠和西岸的珠、中、江两大城市群紧密联系在一起。
海面之下的隧道,每节沉管都承受着万吨级的海水压力,居然四壁滴水不漏。驻秦皇岛的央企中交一航局五公司(以下简称“航五公司”)就是负责深中通道最具挑战性的3800米长沉管舾装任务的建设单位,工程人员用创造性的努力,打造了又一个“河北制造”精品工程。
追求极致
质量效率双提升
深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程,设计使用寿命100年,海底沉管隧道建设是整个工程中技术含量最高、难度最大的控制性环节。为了确保工程质量,航五公司郑重承诺:沉管舾装工程“滴水不漏”。
为了合力攻坚,总工程师赵校辉带领技术团队集体进驻施工营地,硬生生地把100多张沉管舾装图“啃”了下来。
在沉管浮运安装前,要将原本通透的沉管两端密封严实。沉管两端的开口封堵装置叫作端封门,它长度约18.3米、高度为7.6米,对平整度要求很高。时任船机中心经理的团队成员刘博说,这么巨大的钢结构,很难控制变形量,但总的平面误差不能超过2毫米。
虽然承受着万吨级水压,端封门也必须像潜艇外壳一样不能出现一丁点破损,哪怕是直径1毫米的小漏水点,都会变成大喷泉。
为防止端封门在海底因巨大压力产生变形,舾装团队在端封门背后安装了13根钢梁和10根L型“牛腿”相互作用,稳固住了端封门。
“在100%全覆盖磁粉探伤的基础上增加100%全覆盖真空检测,施行200%的双重焊接质量检验保障!”为了保证舾装焊接质量,舾装团队主动加码提升质量检验。
在真空检测时,由于需要检测的密封钢板存在多种异形结构面,普通的平面检测罩无法满足需要,技术人员重新收集数据,经过四个多月反复尝试,制作完成6类11个异形检测罩,使质检效率和精准度实现双提升。
因地制宜
成功实施“挂窗帘”工艺
创新就要敢于大胆想象。
舾装的另一个重头戏是安装压舱水箱。压舱水箱是控制沉管在水中沉浮的重要装置,是沉管浮运安装的关键。
“沉管浮运安装时,每节沉管内要安装6个储水量达2000吨的压舱水箱。水箱由钢结构框架和木方构成,在沉管浮运过程中,经受颠簸的水箱结构不能存在丝毫差池,一旦被晃动破损漏水,后果不堪设想。”现场负责人郭振生说。
早在开工前,舾装团队就仔细分析了港珠澳大桥沉管舾装方案,由于深中通道沉管采用混凝土钢壳结构,内部遍布各类预埋件,如果完全采用港珠澳大桥的水袋压载工艺,容易造成水袋磨损漏水。
没有先例,必须自己摸索。
办法一定比困难多。舾装团队从制作水箱模型开始,一步步反复研究试验防水材料和防水密封工艺,推翻了多个设想和方案后,最终拿出了一个很有想象力的方案:水箱挡墙内壁挂防水布实现防水和密封。
“在水箱挡墙顶部设置挂钩,把防水布像挂窗帘一样附在挡墙上,挡墙底端地面加固密封条防水。”郭振生解释道。
经过测试,“挂窗帘”工艺非常有效,水箱滴水不漏,沉管可以如“潜水艇”般浮潜自如,为沉管安全安装提供了坚实的保障。
巧思妙焊
实现全线合龙
工程进入尾声,舾装团队没有丝毫松懈,他们精益求精,科学制定施工方案,最终圆满完成了后焊段的焊接任务。
2023年6月13日,深中通道海底隧道完成全线合龙。接头完成了,但是“抽屉内盒”后端与E23管节中间就形成了一个长46米、宽2.3米、高9.95米的环形空腔段,成为沉管中最薄弱的部位,必须焊接一个与空腔段同等尺寸的钢结构进行加固。
舾装团队把这段钢结构叫作后焊段,有了它才能保证整体沉管隧道的结构强度。
“施工中,后焊段将同时承受海水的巨大压力、焊接施工产生的应力,导致它随时面临回退、沉管漏水等风险,可以说后焊段施工是与大自然争分夺秒的竞赛。”作为项目主办工程师,李树新倍感压力。
项目团队借鉴分段造船的办法,把重达200吨的后焊段这个“大块头”划分为8个分段和20个片体,按照施工顺序,依次堆放在沉管端封门外侧。等沉管沉放对接后,进行分段装配焊接。这不仅避免了管节内部倒运的问题,还能有效保证施工的连续性。
接下来,又出现了狭窄空间施工问题。方案讨论会上,凭借多年的现场施工经验,李树新想到利用特种起重机“电动葫芦”小巧且易安装的特性,作为狭窄空间内的起升设备。技术团队利用BIM建模,完整地模拟出后焊段吊装过程,还进行了一比一的实物吊装试验,进一步验证了新方案的可行性。
67天的施工作业中,舾装团队夜以继日奋战在大海深处,最终用出色的业绩完成了焊接合龙。
珠江烟波接海长,长龙卧虹落霞光。舾装团队历时4年,从陆地到深海,实现了沉管舾装工程“滴水不漏”,用智慧和汗水谱写了新时代的奋进之歌。