深中通道建设难在哪？

2019-04-15金文良杨新辉曾倩莹

中国公路 2019年4期

文金文良杨新辉曾倩莹

深中通道是继港珠澳大桥之后，我国的又一世界级跨海通道集群工程，是交融海陆空、打破区域界限的重大枢纽工程，将珠江两岸“深莞惠”与“珠中江”两大城市群串联在一起，在建设粤港澳大湾区的进程中承担着极为重要的使命。

链接：

深中通道主桥伶仃洋大桥有着1666米的特大跨度，桥面高达90米，相当于30层楼的高度，未来有望成为全球最高海中大桥。当然，如此之高的海中大桥，又在台风频发的珠三角，对抗风要求相当高，有着极高的建设风险，建成后运营的安全也会受到极大考验。值得庆幸的是，通过近两年的科学研究，大桥的抗风安全性问题已经得到了很好的解决。

另外，由于深中通道处于海洋大环境内，还必须解决桥梁结构特别是与海水直接接触的下部结构基础工程的防腐蚀问题。为此，深中通道管理中心组织专业团队研发高性能海工混凝土，从材料、施工工艺等多方面保证结构的耐久性，确保为社会大众提供更加长久的安全运输通道，发挥更加长久的“动脉”作用。

深中通道是继港珠澳大桥之后，我国的又一世界级跨海通道集群工程，位于距离港珠澳大桥上游约38公里的伶仃洋海域处，由桥、岛、隧、水下互通组成，全长约24公里，按照双向八车道高速公路标准建设，设计行车时速为100公里，国高网编号为G2518。

深中通道是交融海陆空、打破区域界限的重大枢纽工程，将珠江两岸“深莞惠”与“珠中江”两大城市群串联在一起，在建设粤港澳大湾区的进程中承担着极为重要的使命。从2015年国家发展改革委正式批复，同意建设深圳至中山跨江通道开始，深中通道就开始一笔笔描绘自己的工程画卷，2019年将进入最难也是最关键的阶段——控制性工程沉管隧道的施工安装。

二十九选一，东隧西桥获认可

作为世界级跨海通道集群工程，深中通道施工难度之大可想而知。在建设方案的选择上，工程师们放弃了单纯的全桥或全隧工程方案，而是选择了东隧西桥集群工程方案。

据深中通道管理中心总工程师宋神友介绍，选择这样的方案跟深中通道的地理位置有关。项目所在区域地质条件复杂，采用穿越珠江口的超长海底隧道施工方案风险巨大，因此“全隧”行不通。在项目东侧，由于同时受到深圳机场航空限高及矾石航道等多条高等级通航水道通航净高的影响，必须采用隧道方式穿越，因此“全桥”也几乎行不通。

为了选择最优项目线位，在项目前期的论证阶段，深中通道前期工作办公室多次组织开展地质勘探的深度调查、建设条件和工程方案的反复论证，先后制定了多达29个过江通道方案，最终推荐方案通过权威专家评审团队的认可。在最终确定下来的方案中，决定在项目东边靠近深圳宝安机场的位置，建设6.8公里长的海底隧道，既解决了航空限高问题，又保证了三条航道的适航；在西边则建起全球最高的海中大桥，避免了超长隧道施工、运营过程中的安全问题，也给港口的未来发展带来了新的空间。

八变一十二，水下互通建枢纽

深中通道与港珠澳大桥同为世界级的桥、岛、隧集群工程，但不同的是，港珠澳大桥的海底隧道长6.7公里，是双向六车道的钢筋混凝土沉管隧道；深中通道沉管隧道长约6.8公里，是世界首例双向八车道的超宽钢壳混凝土沉管隧道。此外，深中通道还有一项港珠澳大桥不具有的“水下互通”——由于与广深沿江高速互联互通的交通需求需要在海中实现，深中通道项目构筑了东人工岛及水下互通，与之对接的海底隧道相应地设置了615米的变宽段，由双向八车道加宽至双向十二车道。

从深圳到中山，深中通道按照“东人工岛—钢壳沉管海底隧道—西人工岛—伶仃洋大桥—中山大桥”一路行进，沉管隧道两端分别连接东人工岛和西人工岛，西人工岛承担的是桥隧转换功能，东人工岛则承担着水下互通的重要枢纽功能，在设计时便充分考虑了行车的各种可能性和隧道内的车辆多次分合流的安全影响。

漂亮的销售数据和新兴的电商模式所蕴含的经济力量背后，是对其所反映的社会文化、民生等问题的思考，这一思考已经超越国界。例如“双十一”便捷快速、江浙沪包邮、爆仓越来越少等优点，就曾引发某些国家民众对本国低效邮政系统强烈抗议和吐槽。去年的“双十一”更是有阿里等国内电商自组的快递公司进入俄罗斯等国家，实现了国外买家最快一个小时后收货的“夙愿”。全球化就通过这样的“毛细血管”逐步臻于完善，各大网购平台帝国正在用无与伦比的购物体验征服全世界。

“作为国内首个高速公路水下枢纽互通立交，东人工岛除了承载着项目沉管隧道与桥梁交通转换的功能外，它最重要的功能是通过机场枢纽水下互通立交，实现深中通道与广深沿江高速、宝安机场、大铲湾港区、大空港区之间的快捷交通转换。未来，经深中通道东人工岛水下互通立交，可东往深圳、西往中山、北往广州、南往香港，真正实现各城市间的互联互通。”宋神友告诉记者。

一月一管节，钢壳沉管难又难

钢壳混凝土沉管结构，与港珠澳大桥的钢筋混凝土沉管结构仅一字之别，却差之千里。

“钢筋混凝土结构是土木工程领域最常采用的结构形式，就是通过绑扎钢筋设置结构骨架，再拼装模板浇筑混凝土，使之形成我们需要的结构形状。而钢壳混凝土结构则完全不同，它是先预制好与结构物外形一致的钢壳，再向钢壳内浇筑特殊的高流动性混凝土，国际上也形象地称这一结构为‘三明治结构’。”宋神友解释道。

深中通道是世界上首次大规模应用钢壳混凝土的沉管结构，其管节构件尺寸大大超出了既有国外工程案例的经验范围，国内也缺乏成套的钢壳混凝土沉管隧道技术标准和规范，因此沉管隧道综合施工难度极大。

管节大用钢多

深中通道钢壳沉管隧道每个标准管节都无比巨大：宽46米、高10.6米、长165米，用钢量约1万吨，投影面积远大于一个标准的国际足球场，排水量相当于一艘中型航空母舰船体。项目共有32个管节，总用钢量达到了32万吨。据了解，同样采用钢材搭建的国家体育场鸟巢的外部结构用钢量约为4.2万吨，也就是说，建设深中通道沉管隧道的用钢量可以搭建起近8个鸟巢。

构造工艺复杂

此外，管节构造工艺也相当复杂，单个管节达到2500个隔仓，纵横隔板、连接件交错，还涉及到厚钢板的焊接、接头处的管节大小是否适应接口等问题，都面临着技术上的巨大挑战。

工期紧要求高

尽管钢壳沉管体量巨大，但对制造精度的要求一点也不含糊，远高于造船的精度。全部钢壳制造工期预计为30个月，大约每一个月就要造出一节标准钢壳，工效要求极其高。苛刻的精度要求、每月一节的生产任务，各方面因素都对钢壳制造能力提出了很大的挑战。

链接：

在具体施工过程中，深中通道沉管隧道建成主要面临着超宽、变宽、深埋、回淤量大、挖砂坑区域地层稳定性差五大技术难点，工程规模和技术难度前所未有。

超宽隧道采用双向八车道高速公路建设技术标准，管节断面宽度46米，比港珠澳大桥还要宽约9米，为世界首例，设计及施工难度很大。

变宽为满足互通功能，隧道设置了615米长的变宽段，由双向八车道加宽至双向十二车道，管节断面宽度由46米变宽至约70米，在隧道内多次分合流。目前，国内尚缺乏相关的规范标准，由此带来的行车安全风险突出。

深埋沉管隧道埋置深度深，最深处沉管底标高距水面接近40米，管节结构设计难度高。

回淤量大洪季回淤强度平均每天接近2厘米，台风期最大回淤强度超过每天5厘米，沉管沉放及沉降控制难度大。

挖砂坑区域地层稳定性差西人工岛斜坡段位于超大挖沙坑内，区域地层扰动严重，稳定性很差，对基槽开挖成槽及基础处理造成较大困难。

为了攻克这五大技术难题，深中通道管理中心夜以继日地组织设计，科研单位反复论证比选，最终选择采用钢壳混凝土沉管结构。该结构能适应超宽、深埋、变宽等建设条件，承载能力、抗裂性能比较好，耐久性有保障，对海洋环境影响较小。目前，依托深中通道项目设计的世界首条超大型沉管隧道运安一体船正在建造中。约，管节需要远距离浮运，并沿基槽远距离横拖，安装风险很大。

无论是采用超长、超宽的海底隧道，还是超高、超大跨径的桥梁越过伶仃洋，都是必然又艰难的选择，每一个细节的精准程度直接关系着深中通道的工程质量，每一次难题的成功突破都推动着深中通道建设的顺利进行。