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亚洲赌城网-探秘深中通道海底隧道“开路先锋”:槽底精挖犹如海底“绣花”

2020-01-11 16:49:05
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亚洲赌城网-探秘深中通道海底隧道“开路先锋”:槽底精挖犹如海底“绣花”

亚洲赌城网,经过近8小时的海上运输,从广州出发的深中通道沉管隧道首个管节钢壳,顺利抵达位于伶仃洋上的珠海桂山镇牛头岛预制厂。这个重达8716吨、相当于一艘中型航母重量的钢壳“巨无霸”管节,将在这里进行自密实混凝土浇筑及舾装,为今年年底的管节安装做准备。

位于牛头岛北面的伶仃洋上,深中通道施工现场一片繁忙。在管节安装之前,还有更多的准备工作在紧锣密鼓地进行——矾石水道附近,中交广航局旗下的国内唯一一艘精挖抓斗式挖泥船“金雄”轮和它的搭档“金建”轮,正在进行海底沉管隧道基槽开挖的关键部分,联袂“凿+挖”遍布在沉管基槽区域的28万立方的全风化花岗岩及强、中风化花岗岩,为世界级跨海通道开挖出一条平整的海底隧道。

除了清理礁石外,“金雄”轮还将进行槽底精挖,即对槽底设计线以上约2.5米厚的泥层,按照分段、分条、分层的原则精确开挖,误差范围必须控制在0.5米以内,这个精度要求堪比港珠澳大桥岛隧工程,继续谱写海底“绣花”传奇。

挑战世界级难题

港珠澳大桥“功臣船”转战深中通道

已有10年历史的“金雄”轮,是港珠澳大桥海底沉管随道基槽开挖的主力船舶,被誉为港珠澳大桥“功臣船舶”。如今,这艘国内首艘真正具备定深平挖功能的挖泥船,已转到了另外一个超级跨海集群工程的施工现场,成为深中通道海底隧道工程的“开路先锋”关键性船舶之一。

尽管深中通道仅与港珠澳大桥相距38公里,但两者水下的环境却有很大差别。据深中通道岛隧工程地质勘察报告显示,除隧道基槽及航道疏浚开挖出常规的疏浚土质外,在e6—e13、e23—e30沉管基槽区域还遍布着28万立方的全风化花岗岩及强、中风化花岗岩。

“如果用广东人的汤来比喻,把港珠澳大桥水底情况比作一盅淮山枸杞汤,那么深中通道水底就好比一盅加了骨头的淮山枸杞汤,啃骨头自然要比只吃掉淮山枸杞用的时间多。”中交广航局深中通道项目经理詹锐彪形象地比喻道。

也就是说,深中通道基槽开挖不仅面临深水深槽精挖、清淤技术的突破,还需进行深水深槽岩石处理技术的攻关,比港珠澳大桥岛隧工程基槽单纯开挖淤泥、砂土的情况更复杂也更困难,而且隧道基槽岩石呈现范围广、埋藏深、硬度强等特点。

这种深水深槽高精度凿岩施工,国内可参考的成功案例接近于零,没有经验可循,常规开挖根本行不通。甚至在世界范围内也鲜有先例,堪称世界级难题。而且,最大挖深处达到40米,如何挖除这些坚硬的岩石层,为世界级跨海通道开挖出一条平整的海底隧道,成为摆在建设者面前一大新难题。

按照常规的施工方法,处理海底岩石最直接的办法就是实施水下爆破。然而,考虑到深中通道施工区域处于粤港澳大湾区的核心区和中华白海豚的洄游区,水下爆破不仅妨碍粤港澳大湾区数条水上交通主干道的正常通航,还会对生态环境和水生生物造成巨大影响,这个方案显然不可行。

拉开水下攻坚战

为跨海通道清除第一道“拦路虎”

怎么办?2019年春节过后,中交广航局内部多次组织了深中通道岩石处理专题会,最终决定起用另一种工艺来破解这一世界级难题,即重型抓斗船与凿岩棒的组合开挖工艺。

“这个方案肯定比直接爆破要费时费力得多,但它最明显的优点就是能有效降低施工对航道通航和生态环境的影响。这其中的关键,就在于国内深水深槽领域首次登场的凿岩棒。”中交广航局深中通道工程项目总工廖曾平介绍,“就好比平时我们掰核桃,徒手掰不动,就会用锤子凿,现在就是看这个‘锤子’给不给力。”

一场看不见的水下攻坚战就此拉开序幕,而e7沉管基槽海域被挑选为首个“主战场”。为了对付槽底连片、较坚硬的风化花岗岩,中交广航局也将远在纳米比亚的“金建”调遣回国。

“金建”轮,这一艘具有定深、自动挖掘平整、环保碎岩等功能的抓斗式挖泥船。其中一个关键的“法宝”——船上重达35吨的凿岩棒。

“哗啦……嘭!”每分钟850米的自由落体运动,重达35吨的凿岩棒快速冲向海底。这是深中通道e7沉管基槽海域,4月,典型施工试验就在这里展开。

“10米!20米!30米!40米!凿岩棒已到位!”驾驶台前,“金建”船长周红心正小心翼翼地操纵着新装上的凿岩棒,手心开始冒汗。第一次,第二次……随着凿岩棒一次次地以自由落体运动快速下水,周红心的心也跟着一次次提起来。当凿岩棒第八次从水面升起的时候,周红心的心终于放了下来,他从船上的深度显示器屏幕上清晰地看到了他期待的结果:岩石层面终于开始出现下沉。

这些岩石硬度有多大?这群海上建设者们给记者展示了一个对比图:“金建”轮上用特殊钢材制作的35吨凿岩棒,早上开工前和晚上收工后,凿岩棒根部平均磨损10公分左右。其施工强度和难度,可见一斑。

槽底精挖误差不超0.5米

“金雄”再现海底“绣花”绝技

除了清理礁石外,“金雄”还将进行槽底精挖,即对槽底设计线以上约2.5米厚的泥层,按照分段、分条、分层的原则精确开挖,误差范围仅必须控制在0.5米以内,这个精度要求堪比港珠澳大桥岛隧工程。

0.5米,这是一个什么概念?

“金雄”的抓斗重达110吨,相当于100辆小轿车的重量;斗身高近4层楼,巨大的抓斗张开时最大宽度可达9米,一斗下去,30方的斗容量可以把一个10平方米的房间都填满泥。可以想象,在海底这样一个受水流等自然条件影响极大、变幻莫测的世界里,“金雄”这只“巨手”只要伸到海底“随便一抓”,都很可能出现较大的误差。

而凭借着精挖平深控制系统,“海上变形金刚”“金雄”轮装上了“慧眼”,“大脑”也变得更聪明了,能灵活地指挥“大手”干活,解决了深海作业“看不见”“控不住”的难题。

挖泥手只要在挖泥室的操作控制面板输入挖深数据,就能准确地控制挖泥过程,监控人员也能通过传感器和监视器及时获取抓斗的挖泥轨迹,并能准确地检测出抓斗船下放的实时数据,完成精挖这项“海底绣花”绝技。“通过我们自主研发的专用精挖船挖泥控制系统,船长通过计算机就能清楚地监控到重达110吨的巨斗在海底‘绣花’作业的过程。”中交广航局“金雄”轮船长唐少鸣介绍。

在这一片长宽不足百米的水域里,白天,“金建”轮打头阵,就像精心雕刻的石匠,用凿岩棒将连片、较坚硬的风化花岗岩进行凿岩定点、定深,一层层地凿碎;晚上,“金雄”轮接力,利用巨型抓斗将凿碎的岩石清除。这对黄“金”搭档,为跨海通道清除第一道“拦路虎”。

【记者】罗丽娟 戴晓晓

【实习生】杨嘉业

【通讯员】庞美雄 钟君敏 国玲

【作者】 罗丽娟;戴晓晓

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端