海底“繡花開(kāi)路”！深中通道沉管隧道“水下3D打印機(jī)”來(lái)了

來(lái)源：南方網(wǎng)

6月21日，從廣東省交通集團(tuán)獲悉，深中通道沉管隧道工程核心裝備之一、由交通運(yùn)輸部廣州打撈局聯(lián)合中船708所、華南船舶機(jī)械有限公司及天津水運(yùn)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(kāi)工建造。這個(gè)被譽(yù)為“水下3D打印機(jī)”的“神器”，預(yù)計(jì)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(dòng)脈。作為世界級(jí)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(zhǎng)約6.8公里，為雙向八車(chē)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(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)管節(jié)外，項(xiàng)目還包括5個(gè)總長(zhǎng)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(dá)55米的管節(jié)，如何解決基槽整平，給管節(jié)一個(gè)安全的環(huán)境，成為一大難題。在實(shí)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(jī)，通過(guò)拋石管精準(zhǔn)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�！按舜伍_(kāi)工建造的‘水下3D碎石整平清淤船’，將主要解決項(xiàng)目超寬變寬管節(jié)基槽碎石整平的難題�！鄙钪型ǖ拦芾碇行母笨偣こ處熇钸M(jìn)表示。

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


“傳統(tǒng)管段都是矩形，而我們這個(gè)標(biāo)段中有一半管段為不規(guī)則形狀——梯形，基礎(chǔ)最寬處達(dá)60米，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有碎石基礎(chǔ)整平船都無(wú)法滿足要求�！睆V州打撈局深中通道項(xiàng)目部經(jīng)理孔維達(dá)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(zhǎng)62米、寬55.6米，整平作業(yè)設(shè)計(jì)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(wàn)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(guó)沉管隧道施工技術(shù)水平提上新臺(tái)階�！笨拙S達(dá)說(shuō)。如果說(shuō)“津平2”是港珠澳大橋深水整平的功勛船舶“津平1”的升級(jí)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(duì)作業(yè)的不利影響。該船采用船、架分離的設(shè)計(jì)，直接把整平架下放到開(kāi)挖好的基槽面進(jìn)行碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)，避免了風(fēng)浪流對(duì)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(jī)場(chǎng)側(cè)航空限高問(wèn)題。同時(shí)，該船碎石整平精度可達(dá)±2.5厘米，為國(guó)內(nèi)碎石基礎(chǔ)整平精度最高的船舶，在國(guó)際也屬于領(lǐng)先水平。

根據(jù)技術(shù)要求，在管節(jié)沉放對(duì)接之前，如果已經(jīng)鋪設(shè)好的碎石基礎(chǔ)面回淤超過(guò)一定厚度，則需要進(jìn)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(cè)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(shì)，在整平架上配置了高功率的清淤泵，配合設(shè)計(jì)巧妙的清淤結(jié)構(gòu)，便可通過(guò)精準(zhǔn)控制清淤高度，一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)碎石基礎(chǔ)表面及壟溝淤泥的高效清除，且不會(huì)對(duì)已鋪設(shè)的碎石基床造成破壞�！笨拙S達(dá)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(cè)控制系統(tǒng)和精準(zhǔn)清淤系統(tǒng)融為一體，即使在基槽底部能見(jiàn)度為零的情況下，也能實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化控制，由供料系統(tǒng)自動(dòng)輸送石料，通過(guò)鋪設(shè)整平系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)根據(jù)海床情況自動(dòng)進(jìn)行3D碎石整平作業(yè)，7天即可完成單節(jié)管近1萬(wàn)方的碎石基礎(chǔ)鋪設(shè)任務(wù)。

深中通道首個(gè)管節(jié)于6月下旬浮運(yùn)澆筑
目前，深中通道沉管隧道工程進(jìn)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(jì)項(xiàng)目首個(gè)管節(jié)將于6月下旬從廣州南沙出運(yùn)至珠海桂山島進(jìn)行澆筑。另一方面，“津平2”自升平臺(tái)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(gè)核心裝備、世界第一艘且唯一一艘沉管浮運(yùn)安裝一體船也已于6月出塢，預(yù)計(jì)兩艘設(shè)備船將于今年下半年運(yùn)抵深中通道現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試，為力爭(zhēng)年底實(shí)現(xiàn)首個(gè)管節(jié)浮運(yùn)做好準(zhǔn)備�！八�下3D碎石整平清淤船”則預(yù)計(jì)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(xiàng)目。