3月7日,港珠澳大橋海底隧道最后一節巨型沉管——E30管節安裝取得圓滿(mǎn)成功,軸線(xiàn)、縱坡、艏尾高差等各項關(guān)鍵指標均滿(mǎn)足設計標準。至此,33節世界最大體量沉管全部安裝完畢,已建隧道總長(cháng)達到5652米,距最終合龍僅差12米。
精度控制要求前所未有
E30沉管位于隧道合龍口東側,長(cháng)171米,為異形曲線(xiàn)段管節,整體呈梯形。由于E29沉管已于2月中旬安裝就位,最終接頭已經(jīng)制造完成,長(cháng)度、位置均已無(wú)法改變,因此E30沉管是保證最終接頭安裝的最后一道關(guān)口,在33節沉管安裝中受限制條件最多,施工難度最大,精度要求最高,堪稱(chēng)“一錘定音”。同時(shí),E29沉管安裝后,基槽龍口東西長(cháng)度已不足200米,實(shí)測表明,因受狹口效應影響,現場(chǎng)海流流速顯著(zhù)增大;E30沉管沉放時(shí),阻水面積將超過(guò)龍口寬度的90%,線(xiàn)形控制難度特別大。這不僅是港珠澳大橋沉管安裝施工的最后一戰,更是關(guān)系最終接頭能否精準對接乃至海底隧道建設成敗的背水一戰。
謀定而后動(dòng)。隧道最終接頭兩側沉管安裝精度控制難題成為中國交建建設者攻關(guān)的重點(diǎn)。隧道建設最難難在最后對接,采用“盾構法”等傳統方法施工的隧道,對接誤差一般在15厘米;沉管隧道建在海底,很多測量方法都無(wú)法施展。3年多來(lái),島隧項目總部深入開(kāi)展隧道龍口線(xiàn)形動(dòng)態(tài)評估及控制系列專(zhuān)題研究,制定了綜合采用 GPS系統、雙人孔投點(diǎn)、管內貫通測量、水下人工復核等四種測量手段進(jìn)行比對、校正的定位方案,力爭使線(xiàn)形誤差控制在5厘米之內,為最終接頭安裝奠定了良好的基礎。
精心選擇對接時(shí)機是保證對接精度的又一個(gè)關(guān)鍵。E29沉管對接時(shí)間長(cháng)達7個(gè)小時(shí),是整個(gè)港珠澳大橋海底隧道沉管安裝以來(lái)最為艱難的一次對接。安裝完成后,項目總部增設了海流橫向觀(guān)測儀器,進(jìn)一步強化了龍口區海流觀(guān)測頻次,分析流場(chǎng)變化規律,尋找最平穩的時(shí)段進(jìn)行沉管對接。
為搶抓黃金施工季,如期完成大橋貫通目標,E29沉管安裝剛剛完成,建設者隨即啟動(dòng)了E30沉管安裝準備。2月21日,項目總部召開(kāi)施工專(zhuān)項協(xié)調會(huì ),部署基槽回淤監測、碎石基床鋪設、沉管隧道線(xiàn)形控制評估等各項工作,要求在最短的時(shí)間內全面做好二次舾裝、基床整平、船機設備檢查等各項工作,不耽誤一分一秒,抓住3月上旬窗口完成最后一節沉管安裝施工。
建設者夜以繼日加緊推進(jìn)各項準備工作,測量塔安裝、管內設備安裝調試相繼完成,沉放演練、基床鋪設依次展開(kāi),各道工序無(wú)縫銜接,測量標定復核、船機設備狀態(tài)檢查反復多輪,不讓一絲隱患出塢門(mén)。
沉管安裝是需要一個(gè)多工序同步推進(jìn)、多單位密切配合、多體系協(xié)同保障的系統工程,任何一個(gè)小小的疏忽都可能帶來(lái)重大風(fēng)險,準備時(shí)間又僅僅只有半個(gè)月,絕不能留下一絲隱患。
多點(diǎn)定位沉管安穩對接
3月4日7時(shí)37分,E30沉管基床最后一條碎石壟整平完成。經(jīng)多波束實(shí)測和潛水探摸,整平精度符合設計規范,回淤強度可控;已經(jīng)過(guò)多次沉放演練的E30沉管整裝待發(fā),準備工作全面就緒。
3月6日7時(shí)30分,中交港珠澳大橋島隧工程項目總經(jīng)理林?zhù)Q下達開(kāi)工指令,E30沉管緩緩絞移出塢。
由于正值冬春轉換時(shí)節,天氣多變。臨出發(fā)前,受大霧影響,海上能見(jiàn)度極低,浮運指揮團隊憑借自主研發(fā)的拖航控制系統和豐富的經(jīng)驗,謹慎開(kāi)展編隊作業(yè)。10時(shí)30分,編隊完成,霧已消散,13艘大馬力拖輪、10艘海事警戒船護衛著(zhù)安裝船隊,沿著(zhù)沉管預制廠(chǎng)支航道、榕樹(shù)頭航道、回旋區浮運線(xiàn)路,浩浩蕩蕩駛往施工海域。為進(jìn)一步驗證拖力、流速、水深之間的關(guān)系,給以后類(lèi)似工程提供經(jīng)驗,E30拖航途中開(kāi)展了快拖試驗,首次采用四艘大馬力拖輪主拖、四艘拖輪幫拖的方式進(jìn)行拖帶作業(yè),沉管最快航速接近4節。
臨近傍晚,北風(fēng)突起,海上風(fēng)力達到6級,大風(fēng)卷著(zhù)白浪一陣陣涌上管頂。建設者嚴格按照標準化施工流程,高質(zhì)量完成系泊轉換、舾裝件拆除、拉合系統安裝等各項工作,做好沉放準備。
水下人工測量是對接精度控制的重要手段。水深流急,多點(diǎn)定位,操作困難,E30沉管對接時(shí)最大單邊測量長(cháng)度超過(guò)40米,這在所有沉管安裝中還是第一次。安裝之前,林?zhù)Q帶領(lǐng)測量技術(shù)員到“鹽中撈386”潛水船再一次做現場(chǎng)技術(shù)交底,鼓勵潛水員精準測量,細致復核。
3月7日凌晨3時(shí)18分,在對現場(chǎng)海況、基床回淤、人員狀態(tài)、船機設備等進(jìn)行再次確認后,林?zhù)Q下達沉放指令。此時(shí),陣風(fēng)已歇,海面風(fēng)平浪靜,巨大的沉管緩緩下沉。
龍口效應增添了沉管操控的難度,隨著(zhù)沉管逐步下沉,阻水面積越來(lái)越大,槽底流速隨之增大。經(jīng)過(guò)多輪對位置、縱坡、姿態(tài)的測量、比對、調整和復核后,沉管平穩著(zhù)床。8時(shí)40分,水力壓接順利完成。經(jīng)貫通測量,各項指標滿(mǎn)足預控標準,E30沉管安裝取得成功,港珠澳大橋海底隧道沉管浮運安裝圓滿(mǎn)收官。
港珠澳大橋海底隧道長(cháng)5664米,由33節巨型沉管和1個(gè)最終接頭對接而成,是世界最長(cháng)的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道,也是我國第一條外海沉管隧道。自2013年5月1日開(kāi)始進(jìn)行首節沉管安裝施工以來(lái),在近4年的時(shí)間里,建設者不斷優(yōu)化施工工藝、完善保障手段,先后攻克深水深槽、強回淤、大徑流等世界級難題,成功開(kāi)發(fā)并應用沉管浮運沉放窗口保障系統、沉管對接窗口保障系統等八大保障系統,按照標準化流程推進(jìn)浮運、系泊、沉放、對接作業(yè),在超長(cháng)工期中始終秉承“每一次都是第一次”的質(zhì)量理念,圓滿(mǎn)完成了全部33節沉管安裝對接,已建隧道滴水不漏,引領(lǐng)中國沉管隧道建設快速邁進(jìn)世界領(lǐng)先行列,讓實(shí)現一橋連三地、天塹變坦途的世紀夢(mèng)想近在咫尺。
在E30沉管安裝完成的同一天,最終接頭鋼結構也從上海振華南通基地經(jīng)長(cháng)途運輸抵達珠海,將在桂山沉管預制廠(chǎng)完成灌漿作業(yè)后,選擇合適窗口期用世界最大的1.2萬(wàn)噸起重船進(jìn)行吊裝,全面實(shí)現港珠澳大橋貫通目標。