日前,備受矚目的大連灣海底隧道工程全線首個曲線管節(E14)成功安裝。在30米深的海底,海底隧道是如何實現“拐彎”的呢?近日,記者就此採訪E14曲線管節施工方、中交一航局項目經理王殿文,他自豪地說出三個字:“搭積木。”

大連灣海底隧道是我國北方首條跨海沉管隧道,全長3050米,由18節航母般沉管、在距離地面30米深的海底首尾相接而成。其中,E1到E13管節是標準(直線)管節,E14到E18管節是曲線段管節。今年3月初,最後一個標準管節E13管節安裝成功,標誌着大連灣海底隧道工程進入曲線管節安裝新里程。僅僅28天后,第一個曲線管節(E14)順利安裝成功。

王殿文介紹,E14管節由7個小節段組成,採用“以直帶曲”的方式,即每個小節段在拼接時都帶有一定的角度,類似於“搭積木”,7個小節完成拼接後,便形成了E14管節的“弧度”。其他4個曲線管節的“弧度”也是這樣形成。最後,5個各自有“弧度”的曲線管節全部安裝完畢後,構成隧道的“拐彎”通道,直接通到南岸。

按照施工圖紙,海底隧道在E14管節的位置開始拐彎,最終“拐着彎”進入大連港南岸3號和4號碼頭之間的港池,並與陸域地下結構相連。“拐彎設計可以最大程度保護南岸碼頭結構,對後續的港口生產也不會造成太大影響,但隧道的曲率變大,給我們安裝施工帶了巨大挑戰。”王殿文介紹,這是國內所有沉管隧道中,半徑最小、曲率最大的曲線段,通俗講就是弧度很大,要“拐急彎”。

爲了拐好這道彎,技術團隊從一年前便開始了曲線管節安裝技術研究,他們發現,技術難點在於如何使沉管基牀匹配大弧度管節。沉管安裝前,整平船需在海底用碎石爲沉管鋪一個安穩的“牀”,而曲線管節的基牀需要與管節的曲率對應並形成相適應的弧度。但是整平船的拋石管在施工過程中只能橫平豎直移動,從沒有鋪設過帶有弧度的基牀,怎麼辦?

“可以把基牀曲線部位的碎石壟適當延長,在曲線管節區域畫一個平行四邊形,把弧線包含其中。”技術人員宋江偉冷靜地說。這位參與了港珠澳大橋島隧工程全部33個管節的整平工作、對曲線施工有着豐富經驗的年輕人大膽地提出設想,但是新的問題又出現了,與港珠澳大橋的海底結構不同的是,大連灣海底土層薄、岩石基礎厚,整平船無法進行插樁作業,即便是素有“水下3D打印機”美譽的“津平1”整平船出馬,要在全漂浮的狀態下、迎着風浪做大麴率的海底整平,在施工精度和效率方面也無法保證萬無一失。

“於是我們把目光移到了整平船。通過研發新的操作系統,對整平船進行了數字化升級。”項目副經理朱春峯說道。項目團隊經過3個多月的自主研發和反覆試驗,爲全漂浮整平船量身定製了自動定位和調平系統。

“這個自動定位模式就類似於汽車的‘自動泊車’功能。”朱春峯作了一個形象的比喻,在自動定位模式下,系統實時監測整平船當前的位置信息,獲取與目標位置的偏差數據,同時自動控制整平船的6臺絞車向目標船位進行收放纜動作,直至船體精準移至目標位置。

“船體穩了,施工精度也就有了保障。”實施大麴率基牀整平時,宋江偉就在控制室裏,他看到自動定位和調平系統平臺上的數據後異常興奮:“最終的整平只存在2至3釐米的誤差,比之前E13標準沉管的基牀精度還要高。”

E14管節的安裝不到14個小時就順利完成了,比原計劃提前了1.5個小時,這和測量團隊的銳意創新密不可分。測量人員徐良介紹:“我們打破傳統的測量方法,提前在圖紙上標註好預想的測量位置,再利用專用測控軟件模擬精度,軟件就會自動分析測站點是否合理。”通過軟件模擬,減少了測站次數,不僅提升了測量精度,同時也加快了安裝速度。

E14管節的成功安裝,爲大連灣海底隧道工程進入曲線管節安裝開了個好頭。

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