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 通江河 发表于: 2022-4-29 18:45:58|显示全部楼层|阅读模式

[2022年] 海底“搭积木”!这条海底隧道“拐弯”了

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源自:北京日报客户端
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  日前,备受瞩目的大连湾海底隧道工程全线首个曲线管节(E14)成功安装。在30米深的海底,海底隧道是如何实现“拐弯”的呢?近日,记者就此采访E14曲线管节施工方、中交一航局项目经理王殿文,他自豪地说出三个字:“搭积木。”
  大连湾海底隧道是我国北方首条跨海沉管隧道,全长3050米,由18节航母般沉管、在距离地面30米深的海底首尾相接而成。其中,E1到E13管节是标准(直线)管节,E14到E18管节是曲线段管节。今年3月初,最后一个标准管节E13管节安装成功,标志着大连湾海底隧道工程进入曲线管节安装新里程。仅仅28天后,第一个曲线管节(E14)顺利安装成功。
  王殿文介绍,E14管节由7个小节段组成,采用“以直带曲”的方式,即每个小节段在拼接时都带有一定的角度,类似于“搭积木”,7个小节完成拼接后,便形成了E14管节的“弧度”。其他4个曲线管节的“弧度”也是这样形成。最后,5个各自有“弧度”的曲线管节全部安装完毕后,构成隧道的“拐弯”通道,直接通到南岸。
  按照施工图纸,海底隧道在E14管节的位置开始拐弯,最终“拐着弯”进入大连港南岸3号和4号码头之间的港池,并与陆域地下结构相连。“拐弯设计可以最大程度保护南岸码头结构,对后续的港口生产也不会造成太大影响,但隧道的曲率变大,给我们安装施工带了巨大挑战。”王殿文介绍,这是国内所有沉管隧道中,半径最小、曲率最大的曲线段,通俗讲就是弧度很大,要“拐急弯”。
  为了拐好这道弯,技术团队从一年前便开始了曲线管节安装技术研究,他们发现,技术难点在于如何使沉管基床匹配大弧度管节。沉管安装前,整平船需在海底用碎石为沉管铺一个安稳的“床”,而曲线管节的基床需要与管节的曲率对应并形成相适应的弧度。但是整平船的抛石管在施工过程中只能横平竖直移动,从没有铺设过带有弧度的基床,怎么办?
  “可以把基床曲线部位的碎石垄适当延长,在曲线管节区域画一个平行四边形,把弧线包含其中。”技术人员宋江伟冷静地说。这位参与了港珠澳大桥岛隧工程全部33个管节的整平工作、对曲线施工有着丰富经验的年轻人大胆地提出设想,但是新的问题又出现了,与港珠澳大桥的海底结构不同的是,大连湾海底土层薄、岩石基础厚,整平船无法进行插桩作业,即便是素有“水下3D打印机”美誉的“津平1”整平船出马,要在全漂浮的状态下、迎着风浪做大曲率的海底整平,在施工精度和效率方面也无法保证万无一失。
  “于是我们把目光移到了整平船。通过研发新的操作系统,对整平船进行了数字化升级。”项目副经理朱春峰说道。项目团队经过3个多月的自主研发和反复试验,为全漂浮整平船量身定制了自动定位和调平系统。
  “这个自动定位模式就类似于汽车的‘自动泊车’功能。”朱春峰作了一个形象的比喻,在自动定位模式下,系统实时监测整平船当前的位置信息,获取与目标位置的偏差数据,同时自动控制整平船的6台绞车向目标船位进行收放缆动作,直至船体精准移至目标位置。
  “船体稳了,施工精度也就有了保障。”实施大曲率基床整平时,宋江伟就在控制室里,他看到自动定位和调平系统平台上的数据后异常兴奋:“最终的整平只存在2至3厘米的误差,比之前E13标准沉管的基床精度还要高。”
  E14管节的安装不到14个小时就顺利完成了,比原计划提前了1.5个小时,这和测量团队的锐意创新密不可分。测量人员徐良介绍:“我们打破传统的测量方法,提前在图纸上标注好预想的测量位置,再利用专用测控软件模拟精度,软件就会自动分析测站点是否合理。”通过软件模拟,减少了测站次数,不仅提升了测量精度,同时也加快了安装速度。
  E14管节的成功安装,为大连湾海底隧道工程进入曲线管节安装开了个好头。
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