多项“世界首创”成就跨海超级工程

一应用于深中通道海底隧道建设的科研项目获广东省科学技术奖科技进步特等奖

羊城晚报记者 郭思琦 张小悦

近日，2024年度广东省科学技术奖揭晓，“超宽深埋钢壳混凝土跨海沉管隧道建设关键技术与装备研发”项目斩获科技进步奖特等奖。该项目成果应用于深中通道海底隧道建设，攻克了多项世界级难题，创下多项世界纪录。

深中通道海底隧道全长6845米，是目前世界上最长、最宽的海底钢壳混凝土沉管隧道。面对这一极具挑战的工程，项目团队为何放弃了以往采用较多的传统钢筋混凝土沉管方案？又突破了哪些技术瓶颈？日前，羊城晚报记者走进深中通道西人工岛科普基地，专访项目相关负责人，探寻这项顶尖技术背后的创新密码。

多项“世界首创”

破解超宽深埋海底隧道建设难题

作为集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程，深中通道创下了多项世界之最。其中最惊艳的，就是世界最长、最宽的钢壳海底沉管隧道。而它的建设之路，从起步就直面一系列世界级难题。

破解这些难题的关键，正是“超宽深埋钢壳混凝土跨海沉管隧道建设关键技术与装备研发”项目。该项目包含钢壳混凝土结构、自密实混凝土智能浇筑装备及系统、巨型管节自航式浮运安装一体船等一系列国际领先技术，构建起一套完整的超宽沉管隧道解决方案。

建设海底隧道，为什么没有沿用已在港珠澳大桥海底隧道成功应用的钢筋混凝土沉管方案？这是不少人关注的焦点。广东省公路建设有限公司深中通道管理中心主任范传斌作出解答：港珠澳大桥为6车道，其沉管隧道单孔跨度不足15米；而深中通道海底隧道需满足8车道通行需求，单孔跨度超过18米，水下互通区域变宽段更是接近24米。“如采用传统钢筋混凝土结构，将因承载力需求而配筋过密、混凝土浇筑难以密实等原因，工程质量与结构耐久性难以得到保障。”

需求倒逼创新，项目团队研发出超宽深埋钢壳混凝土沉管管节结构型式。广东省交通集团有限公司原副总工程师吴玉刚形象地将其比喻为“三明治”结构——内外双层钢板形成隔舱，中间灌注混凝土。该结构不仅有效地提高了结构承载能力和耐久性，更填补了国际相关领域技术空白，相比传统方案节约造价超过9亿元。

新结构带来新挑战——“三明治”内部设有2000多个隔舱，常规方式无法让混凝土在隔舱内填充密实。“我们首创了自密实混凝土智能浇筑装备及系统，这种混凝土像‘蜂蜜’一样，靠自身流动性就能填满所有空隙。”吴玉刚介绍，早在2015年，广东省交通集团、深中通道管理中心与中交四航局等单位组建攻关小组，历经4年多反复试验，最终攻克了这一技术难关。

此外，钢壳长期处于海水环境中，防腐蚀至关重要。为实现隧道100年使用寿命，团队除了采用环氧玻璃鳞片漆重防腐涂装体系外，还加装了牺牲阳极电化学防腐系统，同时结构钢板也预留了被腐蚀的厚度。三重措施叠加，共同保障了“百年寿命”目标。

从“跟跑”到“领跑”

为全球跨海通道建设提供“中国方案”

从2010年启动研究到2024年通车试运营，深中通道项目历经十余年攻关，仅施工建设期就长达7年。“这是我职业生涯中最难的项目，也是最有成就感的项目。”吴玉刚感慨。

回忆研发过程，多个关键节点的突破仍历历在目。首个沉管借助自航式浮运安装一体船完成运输安装时，团队既兴奋又紧张。“每一个管节出坞前都要开好几次协调会，始终按‘第一次’标准严格把控。”吴玉刚说。

而全长6845米的海底隧道，由32个巨型管节与1个最终接头组成。最终接头的顺利推出并完美实现对接，同样让吴玉刚记忆深刻。深中通道首次研发应用的沉管隧道水下推出式最终接头和配套的止水体系，实现了深水条件下沉管高精度对接并滴水不漏，是世界首创的沉管隧道全新最终接头结构装置。为确保最终接头的可靠性，团队专门开展十几项专题研究，从高校实验室实验到陆地模拟测试，再到水下实操验证，反复研究、试验与模拟，最终取得成功。

2023年6月11日清晨，伶仃洋海域靠近深圳一侧，世界首艘沉管浮运安装一体船上传来持久热烈的掌声——深中通道海底隧道成功合龙。多年心血，终于铸就“海底长城”。

在吴玉刚看来，多项“世界首创”的诞生，离不开广东坚实的产业基础。项目依托广州造船基地完成钢壳制造，也倒逼其生产线升级与技术迭代，形成“项目带动产业、产业反哺项目”的良性循环。如今，深中通道的技术成果正通过参与项目的高校、科研机构及制造企业，自然辐射至类似工程及其他领域，成为可复制、可推广的宝贵经验。

“深中通道建成，标志着我国在集群跨海通道建设领域迈入国际领先行列。”范传斌表示，从技术攻关到工程落地，不仅体现了跨领域协作的强大力量，更彰显了国家综合实力的提升，“无论是设计实验能力，还是装备制造水平等，都实现了从‘跟跑’到‘领跑’的跨越。这些技术成果将持续推动行业进步，为全球跨海通道建设提供‘中国方案’和‘中国智慧’”。