2018年4月27日，深中通道海底隧道沉管钢壳试验段开工，拉开沉管隧道建设的序幕。5年间，深中通道建设团队引领的智能科技光芒一直闪耀，突破了沉管隧道建造的一系列技术难题，实现我们国家沉管隧道建设技术的新跨越。让我们来数一数，深中通道沉管隧道建设背后的“黑科技”。

　　统筹/查九星 文字/本报记者 何淼 图编/明剑 摄影/缪晓剑 制图/彭晓光

　　技术亮点1

　　“三明治”结构的钢壳混凝土沉管设计

　　海底隧道一般采用沉管法进行修建，把隧道分成若干个巨型“箱子”，也就是沉管。这些“箱子”在工厂内预制，一一浮运出海，在水下完成对接，管管相连最终建成海底隧道。

　　深中通道海底隧道全长约6.8公里，双向8车道设计，由32个沉管和1个最终接头连接而成，具有超宽、变宽、深埋等技术难点。双向8车道的沉管，如此大的体量如果沿用传统的混凝土结构，将无法保证其承载力以及抗裂性能等问题。因此，深中通道在国内首次创新提出了钢壳混凝土沉管隧道新型结构形式。

　　这种结构被称为“三明治”结构，其中混凝土是“夹心”，钢壳是外皮。钢壳主要起到两个作用，一是混凝土浇筑的一个模，作为基础；第二个，钢壳与混凝土形成“三明治”钢壳混凝土结构，共同受力。这样的钢壳沉管隧道性能优异，拥有承载能力强、抗裂性能好、耐久性高、对海洋环境影响小等特点。

　　技术亮点2

　　高流动自密实混凝土

　　“三明治”结构的钢壳混凝土沉管设计，内外采用两层钢板制造出巨型钢壳，两层钢板之间分隔成2000多个体积为4到16立方米，用来浇筑混凝土的隔仓。这些相互独立且封闭的仓格，要完成混凝土浇筑可不是一件简单的任务。钢壳结构的特殊性，导致浇筑过程封闭且不可视，不能像普通的钢筋混凝土预制一样，一边浇筑一边进行人工振捣密实，只能依靠混凝土自行流动进行填充密实。为了解决这一难题，深中通道建设团队开发了另一“神器”——高流动自密实混凝土。

　　高流动自密实混凝土具有高流动、低收缩、免振捣的特性，采用它进行浇筑，能够实现沉管仓格的填充密实，满足混凝土与钢壳缝隙不超过5毫米的严格标准，确保沉管百年质量。但是，高流动自密实混凝土又十分“娇气”，性能指标极其容易受温度、泵送及等待时间等因素影响，智能浇筑系统应运而生。

　　技术亮点3

　　智能浇筑系统的“独臂机器人”

　　怎样充分发挥“娇气”新型材料的长处，填充好钢壳的“芯”？世界首创的智能浇筑设备系统交出了一份令人满意的答卷。智能浇筑设备系统涵盖钢壳沉管混凝土生产、运输、浇筑、检测等全过程，可实现混凝土自动布料、自动浇筑以及浇筑速度控制，智能化浇筑且混凝土填充密实度达到100%，使沉管管节的浇筑符合验收标准。

　　其中，智能浇筑机像一个独臂机器人，其机臂能够自动定位寻找浇筑孔，浇筑时能够精准控制速度与高度，精细化控制每个仓格混凝土的饱满度。“机器人”还有8条“大长腿”，能够越障、灵活移动。信息化系统将现场数据实时传输至智能中控大厅，实现自密实混凝土从生产、运输、浇筑全过程严格把控，标准化、数字化、精细化管理。

　　技术亮点4

　　智能台车“蚂蚁搬大象”

　　从钢壳加工厂生产线上下来的钢壳沉管，完成混凝土浇筑后，它的自身重量从1.2万吨左右增加到约8万吨，需要快速地移运至距离200米左右的浅坞区。当年港珠澳大桥的沉管，要完成这样一次移运大约需要7天的时间，而在深中通道项目，只要4个多小时就可以完成。这是怎样实现的呢？

　　深中通道建设团队，为了解决8万吨沉管移运的难题，自主研发了单台承载力800吨的智能台车，总共200台台车组队编程，台车总共承载力16万吨，最终实现一次性从浇筑区移运到浅坞区，最后通过“巨无霸”浮运安装一体船“一航津安1”，将沉管浮运到50公里外的深中通道隧址进行安装。

　　技术亮点5

　　水下推出海底“巨型抽屉”

　　作为海底隧道沉放安装的最后一个管节，E23管节可以说是“C”位出道。与其他标准管节不同，E23管节包含了一个最终接头。最终接头是沉管隧道的关键控制性节点工程。深中通道建设团队在预制推出式、整体吊装式、传统止水板现浇、最终沉管法四种方案中，选定了“预制推出式”方案。这意味着，最后一个管节及最终接头沉放安装要以“巨型抽屉”形态出现。

　　最终接头与E23管节一同制造，推出段放置在管节对接端的扩大端内（形似“巨型抽屉”），与最后一节沉管一并浮运沉放，待E23管节与已安装的E22管节完成对接并确认姿态合适后，再利用千斤顶将推出段（抽屉内盒）从一侧推出，与E24管节的端钢壳完成对接，实现隧道的合龙。

　　“巨型抽屉”如何在24米深海实现对接？

　　最后一个管节及最终接头生产、安装步骤到底是怎样进行的？记者为你一一揭秘。

　　●第一阶段是钢壳制造。在钢壳加工厂，最终接头与E23管节同步加工制造。

　　●第二阶段是沉管浇筑。在桂山岛沉管预制场浇筑区进行E23管节标准段扩大端局部混凝土浇筑。随后进行一次舾装、二次舾装。各系统安装调试完毕后，进行E23环节及最终接头沉放演练。

　　●第三阶段是一体船和沉管连接，开始浮运。到达隧址后，将E23管节与西侧E22管节对接。

　　●第四阶段是开展最终接头推出作业。E23管节沉放安装完成后，开展最终接头推出施工，与东侧E24管节对接，实现合龙。