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行业新闻
深中通道,基建狂魔在伶仃洋上表演 “风中穿针” “海底绣花”
时间:2021-07-06    来源:工程建设标准与实践    分享:
深中通道的建设 为粤港澳大湾区建设构筑了又一重要交通大动脉建成后将有力推进珠三角经济、交通一体化及转型升级成为联系珠江口东西两岸的直联通道中央企业把科技创新作为第一驱动力不断用中国“智”造为基础建设赋能积极为粤港澳大湾区建设贡献央企力量!

在大家的印象中

“基建狂魔”都自带钢铁(直男)属性

其实,这里有一个秘密



基建狂魔心细起来

比你想象得还要绝

这不,在祖国的南部

深中通道施工现场

基建狂魔表演起

“风中穿针”“海底绣花”



基建狂魔的铁汉柔情

看他们如何在

伶仃洋上串起海面风筝

凌空架起、岿然不动

伶仃洋下建起水下长龙

穿江过海、滴水不沾


▲ 深中通道线路规划图


深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”四位一体的世界级跨海通道集群工程,采用东隧西桥方案,全长24公里,拥有90米超高桥面、双向八车道海底隧道……是继港珠澳大桥之后的又一超级跨海工程,预计2024年建成通车。通车后,深圳到中山仅20分钟。


“ 风 中 穿 针 ”

中国智造大显身手


伶仃洋大桥:科技赋能 海上“针线”岿然不动


▲ 伶仃洋大桥效果图

作为深中通道的重要组成部分
中交集团参与建设的
世界最大跨径海上钢箱梁悬索桥
伶仃洋大桥,主跨1666米
就像是牵着风筝(西人工岛)的那根线
说它是线,却十分不简单
它拥有世界最大海中锚锭
以270米的主塔
跃居世界最高海中大桥
基建狂魔如何攻克世界之最?



海中筑岛

让“筷子”插稳在“豆腐”里




大桥修得好不好
首先要看地基打得牢不牢
锚碇就是大桥的“地基”
它就像一块巨大的“秤砣”扎根在海中
承受大桥上构传来的重量
伶仃洋大桥锚碇重达170万吨
是世界最大海中锚锭
这么大体积的锚碇如何造?
海中大型锚碇筑岛建造技术告诉你!


建设者奇思妙想
借鉴“水桶环箍原理”
围堰的钢管桩和钢板桩
就像木桶的木块环抱四周
外部再设围箍结构
增强了围堰的整体性
巧妙地解决了海中筑岛的难题


▲ 伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰顺利合龙

人工岛修好后
项目采用8字形地连墙止水
进行锚碇施工
技术人员通过“软硬皆施”的技术工艺
硬的地方先用钻头钻松后再挖
软的部分直接利用铣槽机
“哪里困难点哪里”
随后在8字的“腰部”灌入混凝土
成功解决地连墙挖槽并克服渗水问题


施工现场离陆地超过10公里
极易成为“信息孤岛”
“千里眼、顺风耳”闪亮登场
锚碇基础施工管理信息平台
全面监测围堰、锚碇、土体、水文等信息
建设者想了解施工情况
打开电脑或手机上的监控系统
所有信息一览无余




海中立塔

智能“套娃”节节升高




大桥修得高不高
锚碇基础要打得牢固
空中移动工厂助力桥塔节节高


伶仃洋大桥东索塔
塔高270米,相当于近90层楼高
塔柱上细下粗共48个节段
截面呈八边宝石形结构
每个截面均不相同
中交集团自主研发的
TD6000-30钢筋网片柔性制造生产线
实现钢筋笼批量生产+套娃
效率翻倍不是梦
相比传统施工工艺
塔柱建造速度
提升了40%以上
塔柱钢筋建造高空作业人员
减少了60%以上


这波操作
需要分三步走


钢筋“排排坐、弯弯腰”:一根根绑扎太麻烦,我们就在工厂内利用生产线,把一根根钢筋规律排序、相互连接,变成一片片钢筋网片,再进行弯折。


“1+1+2=1”定理:网片折好了,就输送到现场,放到我们的塔柱“模具”——部品胎架内,1个三边形+1个三边形+2个直边=1个八边形部品。



塔柱“套娃”:将大部品套塔柱外圈,小部品放塔柱内圈,安装好塔柱“骨架”后再为塔柱注入“灵魂”——混凝土。


伶仃洋属南亚热带海洋性季风气候区
气候复杂多变,灾害性天气频繁
为了克服施工过程中存在的
安全风险高、劳动力需求大
高空作业条件差、施工效率受限等难题



中交集团自主研发的
一体化智能筑塔机横空出世
它就像一个空中移动工厂
是集混凝土布料与振捣
智能养护、自动爬升及实时监控
多功能于一体的智能筑塔机




一体化筑塔机
使塔柱每天提升达到1.2米
且无收缩裂纹,外观质量好
相比传统爬模工艺
工效提高1.5倍
安全、优质、高效

西人工岛:海上风筝 实现“二龙”牵手


风中穿针,海上引线
伶仃洋上建设者放飞的菱形大风筝
就是西人工岛
它是主体桥梁和沉管隧道的
转换平台


▲ 西人工岛效果图


西边是“海上巨龙”
东边是“水下长龙”
为了“二龙”牵手
在茫茫大海无掩护条件下
建设者选取钢圆筒结构
精心打造一座海上人工岛
海上造岛
靠的就是它
钢圆筒
将57个高35米
单个重近500吨的钢圆筒
打到海底13至15米深的位置
让它们在水下“手拉手”
围成一圈挡水墙
做成海上风筝的骨架


一个钢圆筒
有一栋十余层高楼房般大小
要让这个大家伙
乖乖听话、稳稳入海
就是一个字
“锤”它



中交集团自主研发的
世界第一锤
“12锤联动锤组”来帮忙
12台APE600型液压振动锤
每台振动锤拥有2224千牛的上拔力
联动发力,“哐哐”往下砸



当然海底不是你想钻
想钻就能钻
坚硬岩土层向钢圆筒发来挑战
中交集团技术团队研发
深层泥浆搅拌(DSM)技术


▲ DSM施工船
通过机械钻头
穿透硬土层并注入泥浆
“软化”硬土层
说白了就是给“海底松土”
减少钢圆筒振沉的阻力
这项技术还获得了国际专利


钢圆筒振沉后
再振沉副格
副格呈“弧形”
就像“胶带”一样
填补钢圆筒之间的缝隙
保证止水效果


钢圆筒和副格
在汪洋大海中围成一个“人工湖”
排水、填筑作业后
伶仃洋上逐渐形成了
一个坚实的岛屿




中山大桥:装配式施工 搭积木建桥


深中通道的另一座大桥就是
主桥长1170米的斜拉桥——中山大桥
拥有139个水域埋置式承台
数量为全线最多


▲ 中山大桥效果图


中交建设者们
利用锁扣钢管桩搭配传统插板桩
组成一个“双拼”的钢管桩+钢板桩围堰
解决深水施工难的问题

全线大量的大悬臂盖梁
通过装配化方式
将钢筋骨架在陆地做好直接吊装
大大降低了施工风险
每一个盖梁可节约15天左右工期
这就跟伶仃洋大桥钢筋网片生产线
有异曲同工之妙

建桥先架梁,走进智慧梁场的“大”“快”“精”



深中通道“智慧梁场”有着完整的配套设施

智能生产、智能养护、模板拼装等现代化设备

代表了中国桥梁智能化建设的发展方向 


深中通道全线箱梁

均通过“智慧梁场”生产

整个梁场共划分为

混凝土输送中心、钢筋加工中心

钢筋绑扎中心、箱梁制梁

箱梁存梁区、出海栈桥

试验室及预应力超市等10个主要功能区域

犹如一个超大型的智能超市


智慧梁场

“智慧梁场”是中国中铁大桥局

在港珠澳大桥项目预制梁场经验基础上

全面推行自动智能化、工厂化

及装配化的建设理念

应用物联网+、BIM及信息化等技术

实现模板自动化、钢筋部品化

及混凝土生产智能化

打造的国内最先进的梁场


智慧梁场管理平台

如此“大”的箱梁


智慧梁场位于中山市马鞍岛

濒临珠江口海域

深中通道项目的每片箱梁

都在这里“出生”


仔细操控器具,将材料缓缓注入模具,等待作品成型、再进行整体吊装入模……这不是烘焙食谱,而是深中通道项目每片箱梁的浇筑过程。通过BIM技术的应用,上千吨的箱梁预制工作变得如此高效。

 


不同型号的箱梁预制,同样难不倒咱们的“智慧梁场”。与40米箱梁预制不同,60米箱梁随下部结构施工进度进行预制,通过最先进的BIM技术,分别能实现最大重量为2752吨的标准宽度混凝土箱梁和最大重量为3180吨的变宽混凝土箱梁的精准预制。


将BIM技术运用于“智慧梁场”


如此“快”的架设



智慧梁场拥有
“下单后1分钟收货”的极致速度
重量相当于近1000台小轿车的
“巨无霸”钢箱梁
是如何从预制厂“发货”至架设桥位呢?


深中通道项目水域环境复杂,施工里程长,上部结构梁片类型多、重量大、安装难度高。来看看智慧梁场如何化繁为简?


寄 件

在72轴模块车的有力托举下

1800吨的大家伙上船啦



3月26日,深中通道首片钢箱梁从码头运出,经过多次讨论研究,建设者决定将钢箱梁横放于集控组合模块车上,采用横向滚装方式装载上运输船。整个装船过程,高效流畅,精准落位,这是国内梁体结构体量最大的一次滚装上船


出 海


  

将钢梁装上运输船后,需要通过滑道梁、千斤顶将钢箱梁由运输船拖拉滑移至中山梁场出海平台。

深中通道首个钢箱梁采用整体制造、运输和吊装的模式,使海上作业工厂化,有利于整个工程的质量控制,降低施工风险,同时也能更好地保护伶仃洋的生态环境。

发 运



到达出海平台后,再由“天一号”运架一体船起吊钢箱梁、运输至桥位、架设安装。

通常取梁工作在潮位最低时进行,架梁工作则在最高潮时进行,因此,“发货”速度还得看天气,如果天气条件好,在同一天潮位允许的情况下,一天内可完成取梁和架梁工作,否则,架梁工作就只能等到第二天了。


抵 达



4月2日,在波光粼粼的伶仃洋上,中国中铁大桥局“天一号”的船员们早早就各就各位,开始了深中通道首片钢梁架设的取梁工作。随着抛锚、进船、取梁提升、退船、落梁到甲板加固等一系列动作,“天一号”稳稳地将钢梁长133.1米、宽20米、高4米、重达1780吨的钢梁“背”在了身上,这相当于1000辆小汽车的重量。

17时58分,钢梁被稳稳地架在桥墩上,一片钢梁的“海上之旅”到此结束。


深中通道首片钢箱梁架设运输线路长、穿越航道多,且取梁、运梁、移梁及架梁均需特定潮位方可进行施工,施工组织协调难度大,安全风险高。在全体建设者的努力下,终于顺利完成了首梁架设工作。


如此“精”的要求


施工组织和大型设备

是精准安装“钢铁巨人”的必要条件

缺一不可



“天一号”是国内首创单体船型结构、全电力推进的海上架梁施工专用起重船,最大起吊重量为3600吨,无需辅助船舶,即可独立完成取梁、运梁和架梁工作。


深中通道海上箱梁种类多,吊高达64米,要求“天一号”的架梁吊具适应5种类型的箱梁,中国中铁大桥局项目部通过多方面的设计验算,设计制造出重达550吨的吊具,既节省了材料,施工中又节省了人工,加快了施工进度。


“天一号”在深中通道将要完成共计280片梁的架设,其中最重箱梁达3180吨,相当于2000辆小汽车的重量,这也是“天一号”将要面对的有史以来最重的箱梁,64米的架设高度也将打破它的历史作业记录。



“海 底 绣 花 ”

中国实力惊艳四方


海底沉管隧道:基建狂魔招招出奇


伶仃洋下
建设者筑起的海底长龙
正由西向东蔓延
这就是由中交集团参建的
深中通道海底隧道
32节航母般大小的沉管相接
组成的世界最宽、建设规模最大的
钢壳沉管隧道
一节节沉管
在海下手牵手
并准确定位在
提前开挖好的水下基槽内
两端则连接陆上交通
形成海底沉管隧道
抗震性能好、结构更安全
百年滴水不漏的超级品质
还能确保水面船只正常通航  
想想都觉得“腻害”

01

流水线造“航母”

深中通道标准管节

长165米、宽46米、高10.6米

如一艘航母般大小

为钢壳混凝土结构

浇筑完成后重量约为8万吨

你没看错

“航母”也能和下图一样

流水生产


重约12000吨钢壳

中交四航局自主研发的

承载力为每台800吨的

200台智能台车

通过控制液压系统顶升

驮运至浇注区



此时,另一位“流水线工人”

智能浇筑系统出马

通过液面自动监测系统

智能计算浇注速度

控制下料高度、浇注速度

保证每个仓格浇注饱满



混凝土浇筑完成后

智能台车再将8万吨的管节

整体纵移到浅坞区

等待后续施工



点击下方链接
通过漫画生动了解这一过程


02

两次舾装,蛟龙升级


要在数十米深的海底“安家”

沉管在正式浮运安装前

先要做防水处理

并装上一副能够看清海底的眼睛

这两道工序就是“一、二次舾装


一次舾装主要包括

安装压载水箱、封门

将两端通透的沉管

临时升级为密闭的“潜艇”

保证沉管浮运安装滴水不漏



到了二次舾装

沉管将与沉管安装船舶

“合为一体”

并在沉管上安装测量塔、监测设备等

保证作业人员实时监测沉管

在几十米深水中的一举一动

为高精度水下安装保驾护航



03

为沉管建造舒适的家

逢山开路,遇水架桥

大家都不陌生

但海底开路基

你听说过吗?



中交广航局“金雄”轮

拥有重达100吨、高达10米的

30方巨型抓斗

通过定深平挖控制系统

高度误差能控制在0.5米以内

堪比挖掘机开啤酒瓶盖子



岩石,是基槽开挖施工

遇到的又一个拦路虎

“金建”轮决定使出必杀技

35吨凿岩棒

“花岗岩,请吃俺老金一棒!”



粗挖、精挖、凿岩

等工序完成后

“海底吸尘器”——“捷龙”轮出战

一小时能吸干4个标准游泳池的水

挖深达到40米,相当于13层楼的高度



它的吸头可以精准定位到指定区域

进行“定点盖章式”地清淤

完美解决基槽成型后的回淤难题



为保障沉管安稳着陆

实现毫米级对接

中交一航局研发世界最大最先进的

自升式碎石铺设整平船一航津平2

还可以在基槽上铺设一条条

“弓”字形的碎石垄

整平精度可控制在

正负40毫米以内

3天时间便可完成

单个管节基床的铺设

有效避免基槽回於问题

确保沉管水下高精度对接


04

抱着沉管畅游海洋


万事俱备

沉管开启海上之旅

从牛头岛沉管预制厂

到西人工岛对接区

沉管需浮运近50公里

经7次航道切换

克服浅水区航道搁浅

地质条件复杂

回淤强度大

等多个世界难题

才能成功安放海底



为此,中交一航局打造了

世界首艘沉管浮运安装一体船

“一航津安1”

它集沉管浮运、定位

沉放和安装等功能于一体

具有DP定位和寻迹功能

目前世界上安装能力最大

沉放精度最高

施工作业最高效

性能最先进的

海底隧道沉管施工专用船舶

在设计、建造及施工管理系统方面

均为自主研发

标志着海底沉管隧道施工

正式进入智能化时代



一体船的研发投产

可减少航道疏浚挖泥量

超2000万立方米

节省随行辅助船舶10余艘

有效缩短沉管浮运和航道封航时间

经济和社会效益显著



沉管浮运既要有硬核装备

又要有过硬的软件系统

为了保证沉管安全抵达水工水域

一体船配套了船管连接系统

通过监测数十个应力监测点

实时将沉管连接情况

反馈到指挥室



中交集团还研发出

世界上首套船管姿态监测系统

“港湾一号”

它具备监测

0.05赫兹超低频运动的能力

专门监测船与沉管在水中的

每一个“舞步”

都能清清楚楚地

呈现在屏幕上

为指挥决策提供参考


05

开一双敏锐“天眼”


经过“长途跋涉”

沉管终于来到安装施工区

为实现水下毫米级对接

中交集团建设者将北斗定位系统

引入跨海通道施工

一体船通过北斗定位系统

将沉管在水下的三维动态

呈现在显示屏上

帮助指挥人员实时掌握

沉管在海底的一举一动



操作人员通过锚机将沉管下放到

距对接端1米的基床上

经拉合进行初步对接

通过水力压接

排出多余的水

实现严丝合缝、滴水不漏



06

盖上石头被子

沉管对接完成后

仍然处在一种不稳定的状态

水中的压力随时可能对各个部件

造成巨大的破坏


世界最大供料锁固回填船“一航津供1”

储存能力3000立方米

供料能力每小时800立方米

通过精准抛填石块

在沉管堆起梯形山

把沉管埋起来

让沉管有力应对

海水冲刷、侧移、水浮的抵抗力

至此

海底沉管隧道的预制浮运安装

才算是宣告完成



深中通道沉管全线最深管节E9
实现海底37米精确对接
世界最宽的海底隧道沉管
正努力向东延伸
目前,深中通道建设正有序推进
预计8月实现东端首节沉管浮运沉放安装
届时将开启东西侧双向沉管施工新局面

“风中穿针”“海底绣花”的未来风采

一睹为快

???

深中通道的建设

 为粤港澳大湾区建设构筑了

又一重要交通大动脉

建成后将有力推进珠三角

经济、交通一体化及转型升级

成为联系珠江口东西两岸的直联通道

中央企业把科技创新作为第一驱动力

不断用中国“智”造为基础建设赋能

积极为粤港澳大湾区建设

贡献央企力量!

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