3月7日,港珠澳大橋海底隧道最后一節(jié)巨型沉管——E30管節(jié)安裝取得圓滿成功,軸線、縱坡、艏尾高差等各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。至此,33節(jié)世界最大體量沉管全部安裝完畢,已建隧道總長達(dá)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(cè),長171米,為異形曲線段管節(jié),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,長度、位置均已無法改變,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(jié)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“一錘定音”。同時,E29沉管安裝后,基槽龍口東西長度已不足200米,實(shí)測表明,因受狹口效應(yīng)影響,現(xiàn)場海流流速顯著增大;E30沉管沉放時,阻水面積將超過龍口寬度的90%,線形控制難度特別大。這不僅是港珠澳大橋沉管安裝施工的最后一戰(zhàn),更是關(guān)系最終接頭能否精準(zhǔn)對接乃至海底隧道建設(shè)成敗的背水一戰(zhàn)。
謀定而后動。隧道最終接頭兩側(cè)沉管安裝精度控制難題成為中國交建建設(shè)者攻關(guān)的重點(diǎn)。隧道建設(shè)最難難在最后對接,采用“盾構(gòu)法”等傳統(tǒng)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,很多測量方法都無法施展。3年多來,島隧項(xiàng)目總部深入開展隧道龍口線形動態(tài)評估及控制系列專題研究,制定了綜合采用 GPS系統(tǒng)、雙人孔投點(diǎn)、管內(nèi)貫通測量、水下人工復(fù)核等四種測量手段進(jìn)行比對、校正的定位方案,力爭使線形誤差控制在5厘米之內(nèi),為最終接頭安裝奠定了良好的基礎(chǔ)。
精心選擇對接時機(jī)是保證對接精度的又一個關(guān)鍵。E29沉管對接時間長達(dá)7個小時,是整個港珠澳大橋海底隧道沉管安裝以來最為艱難的一次對接。安裝完成后,項(xiàng)目總部增設(shè)了海流橫向觀測儀器,進(jìn)一步強(qiáng)化了龍口區(qū)海流觀測頻次,分析流場變化規(guī)律,尋找最平穩(wěn)的時段進(jìn)行沉管對接。
為搶抓黃金施工季,如期完成大橋貫通目標(biāo),E29沉管安裝剛剛完成,建設(shè)者隨即啟動了E30沉管安裝準(zhǔn)備。2月21日,項(xiàng)目總部召開施工專項(xiàng)協(xié)調(diào)會,部署基槽回淤監(jiān)測、碎石基床鋪設(shè)、沉管隧道線形控制評估等各項(xiàng)工作,要求在最短的時間內(nèi)全面做好二次舾裝、基床整平、船機(jī)設(shè)備檢查等各項(xiàng)工作,不耽誤一分一秒,抓住3月上旬窗口完成最后一節(jié)沉管安裝施工。
建設(shè)者夜以繼日加緊推進(jìn)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,測量塔安裝、管內(nèi)設(shè)備安裝調(diào)試相繼完成,沉放演練、基床鋪設(shè)依次展開,各道工序無縫銜接,測量標(biāo)定復(fù)核、船機(jī)設(shè)備狀態(tài)檢查反復(fù)多輪,不讓一絲隱患出塢門。
沉管安裝是需要一個多工序同步推進(jìn)、多單位密切配合、多體系協(xié)同保障的系統(tǒng)工程,任何一個小小的疏忽都可能帶來重大風(fēng)險,準(zhǔn)備時間又僅僅只有半個月,絕不能留下一絲隱患。
多點(diǎn)定位沉管安穩(wěn)對接
3月4日7時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(shè)計(jì)規(guī)范,回淤強(qiáng)度可控;已經(jīng)過多次沉放演練的E30沉管整裝待發(fā),準(zhǔn)備工作全面就緒。
3月6日7時30分,中交港珠澳大橋島隧工程項(xiàng)目總經(jīng)理林鳴下達(dá)開工指令,E30沉管緩緩絞移出塢。
由于正值冬春轉(zhuǎn)換時節(jié),天氣多變。臨出發(fā)前,受大霧影響,海上能見度極低,浮運(yùn)指揮團(tuán)隊(duì)?wèi){借自主研發(fā)的拖航控制系統(tǒng)和豐富的經(jīng)驗(yàn),謹(jǐn)慎開展編隊(duì)作業(yè)。10時30分,編隊(duì)完成,霧已消散,13艘大馬力拖輪、10艘海事警戒船護(hù)衛(wèi)著安裝船隊(duì),沿著沉管預(yù)制廠支航道、榕樹頭航道、回旋區(qū)浮運(yùn)線路,浩浩蕩蕩駛往施工海域。為進(jìn)一步驗(yàn)證拖力、流速、水深之間的關(guān)系,給以后類似工程提供經(jīng)驗(yàn),E30拖航途中開展了快拖試驗(yàn),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(jié)。
臨近傍晚,北風(fēng)突起,海上風(fēng)力達(dá)到6級,大風(fēng)卷著白浪一陣陣涌上管頂。建設(shè)者嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化施工流程,高質(zhì)量完成系泊轉(zhuǎn)換、舾裝件拆除、拉合系統(tǒng)安裝等各項(xiàng)工作,做好沉放準(zhǔn)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沉管對接時最大單邊測量長度超過40米,這在所有沉管安裝中還是第一次。安裝之前,林鳴帶領(lǐng)測量技術(shù)員到“鹽中撈386”潛水船再一次做現(xiàn)場技術(shù)交底,鼓勵潛水員精準(zhǔn)測量,細(xì)致復(fù)核。
3月7日凌晨3時18分,在對現(xiàn)場海況、基床回淤、人員狀態(tài)、船機(jī)設(shè)備等進(jìn)行再次確認(rèn)后,林鳴下達(dá)沉放指令。此時,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(yīng)增添了沉管操控的難度,隨著沉管逐步下沉,阻水面積越來越大,槽底流速隨之增大。經(jīng)過多輪對位置、縱坡、姿態(tài)的測量、比對、調(diào)整和復(fù)核后,沉管平穩(wěn)著床。8時40分,水力壓接順利完成。經(jīng)貫通測量,各項(xiàng)指標(biāo)滿足預(yù)控標(biāo)準(zhǔn),E30沉管安裝取得成功,港珠澳大橋海底隧道沉管浮運(yùn)安裝圓滿收官。
港珠澳大橋海底隧道長5664米,由33節(jié)巨型沉管和1個最終接頭對接而成,是世界最長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日開始進(jìn)行首節(jié)沉管安裝施工以來,在近4年的時間里,建設(shè)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(qiáng)回淤、大徑流等世界級難題,成功開發(fā)并應(yīng)用沉管浮運(yùn)沉放窗口保障系統(tǒng)、沉管對接窗口保障系統(tǒng)等八大保障系統(tǒng),按照標(biāo)準(zhǔn)化流程推進(jìn)浮運(yùn)、系泊、沉放、對接作業(yè),在超長工期中始終秉承“每一次都是第一次”的質(zhì)量理念,圓滿完成了全部33節(jié)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(shè)快速邁進(jìn)世界領(lǐng)先行列,讓實(shí)現(xiàn)一橋連三地、天塹變坦途的世紀(jì)夢想近在咫尺。
在E30沉管安裝完成的同一天,最終接頭鋼結(jié)構(gòu)也從上海振華南通基地經(jīng)長途運(yùn)輸?shù)诌_(dá)珠海,將在桂山沉管預(yù)制廠完成灌漿作業(yè)后,選擇合適窗口期用世界最大的1.2萬噸起重船進(jìn)行吊裝,全面實(shí)現(xiàn)港珠澳大橋貫通目標(biāo)。