中交四航局獲國家科學技術進步獎一等獎

智能澆築機

7月8日,國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開。中交第四航務工程局有限公司(以下簡稱「中交四航局」)深度參與的「深中通道鋼殼混凝土沈管隧道建設關鍵技術、裝備及應用」成果榮獲國家科學技術進步獎一等獎。

深中通道全長約24千米,是全球首座集「橋、島、隧、水下互通」於一體的跨海集群工程。海底隧道總長6,845米,其中沈管段長5,035米,共32節管節,單節管節長165米、寬46米,重達8萬噸,為世界首例雙向八車道鋼殼混凝土沈管隧道。

從港珠澳大橋到深中通道,中交四航局始終深耕跨海工程建設領域。面對建設初期無成熟技術、無專用設備、無施工經驗可循等挑戰,技術團隊依託多年工程積累,聚焦密閉隔艙填充、大體積均衡澆築、巨型管節移運等關鍵難題,持續開展試驗驗證、技術迭代,逐一突破關鍵技術瓶頸。

創新工廠法預製技術,夯實鋼殼沈管落地根基

深中通道超大斷面鋼殼沈管混凝土預製施工,在國內無任何工程先例、無成熟技術體系、無現成施工經驗可循。為打消行業對鋼殼方案可行性的顧慮,中交四航局技術團隊開展多尺度模型試驗、全工況預製推演,系統梳理管節預製、混凝土澆築、大件移運全鏈條技術難點,用精准詳實的試驗數據驗證鋼殼混凝土組合結構的施工可行性,為工程項目選型論證確定鋼殼沈管技術路線提供了關鍵科學支撐。

沈管正在進行混凝土澆築

在此基礎上,中交四航局技術團隊跳出傳統施工思維,創新規劃卸駁區、澆築區、淺塢區三區直線連接流水線佈局,構建起完整的工廠化預製體系。鋼殼進場、混凝土澆築、管節舾裝、成品寄存各工序連貫銜接,實現全流程集約化、標準化作業,達到世界領先的1月1節的預製工效。

自研專用自密實混凝土,破解狹小隔艙填充痛點

深中通道鋼殼沈管單個標準管節設有2,255個密閉隔艙,倉格注入口內徑僅25釐米,混凝土澆築體量達2.92萬方,同時缺乏振搗條件、需要依靠混凝土自流平實現密實填充,且硬化後混凝土脫空高度不能超過5毫米,質量管控標準極為嚴苛。

管節頂板澆築

歷經數百次配比調試與不同尺度的模擬試驗驗證,中交四航局技術團隊研發高穩健鋼殼沈管自密實混凝土,建立適配施工工藝的多因素耦合泵送損失分析模型,研發的自密實混凝土工作性能保持時間不低於100分鐘,實現150米長距離穩定泵送,完美適配數萬處狹小隔艙精細化填充作業。

開發智能振搗裝備,毫米級控制管節形變

澆築工況複雜、工期緊張、變形控制嚴苛,是鋼殼管節施工另一大考驗。單節管節澆築工作在30天內完工,澆築空間狹窄、倉孔數量繁多,整體變形須控制在10毫米以內。

中交四航局技術團隊開展系統的澆築模擬試驗,精準確定工藝孔布設、澆築速率、施工終止判定等全套核心工藝參數,清晰揭示多因素耦合下管節變形演化規律,提出無支撐分段棋盤跳倉式澆築工藝,均衡分散澆築荷載,實現全過程形變可控。自主研制智能澆築裝備,集成避障行走、自動定位尋孔、澆築參數智能控制,精准適配受限空間狹小注入口施工,高效完成混凝土澆築任務,兼顧施工效率與毫米級質量控制。

國產智能移運裝備問世,單日完成8萬噸管節轉運

8萬噸巨型管節體型龐大、結構剛度敏感,移運環節同樣充滿挑戰。工廠化預製工藝要求支撐體系需在卸駁區、澆築區、淺塢區多次轉換,多支撐點協同控制難度極大,且要求單個管節全部移運工序1天內閉環,移運過程中管節變形不得超過10毫米。

智能台車組

針對一系列極限工況,中交四航局技術團隊自主研發8萬噸級鋼殼管節智能移運裝備,搭載多小車同步聯動、自動糾偏、自適應受載調節、智能制動一體化控制系統。根據不同支撐場景動態調整移運偏差,精准平衡管節受力,順利完成巨型管節轉運作業,創下超大沈管管節高效精准移運施工新紀錄,實現核心重型裝備完全國產化替代。

全套自主創新技術與自研裝備支撐了深中通道鋼殼沈管混凝土預製施工,全過程未出現重大質量隱患,脫空、變形等關鍵指標全部優於設計標準,按期高質量完成澆築任務。

如今深中通道正式通車,將珠江口兩岸兩小時通勤壓縮至半小時,成為串聯粵港澳大灣區東西兩岸、推動產業融合互通的交通大動脈。下一步,中交四航局將持續深耕重大跨海、跨江隧道工程科技創新,不斷迭代新型材料、先進工藝與智能建造裝備,持續輸出世界級工程核心技術,以硬核科創賦能交通強國建設,為粵港澳大灣區高質量發展注入持久動力。