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深调研|深中通道30天造一节沉管钢壳,“湾区速度”不仅是“快”

2019-07-09 18:58 来源:乐虎国际娱乐手机版 李赫;袁佩如

  

  仲夏下午,距珠海主城区约28公里的牛头岛在强烈的日光下略显燠热。走进坐落其上的深中通道沉管预制“梦工厂”,仿佛在岁月中穿梭。

  6年前,港珠澳大桥沉管隧道E1管节就从这里缓缓出发,由10多艘总马力超过4万匹的拖轮通过特制尼龙缆牵引,12艘海事船警戒护航,浩浩荡荡剑指西人工岛。

  鲜有人知的是,港珠澳大桥的E1管节仅从预制厂“走”到浅坞区,就用了1个多月。而6年过去,这一速度已经提快到3个小时。同一个小岛,同一片海域,正在上演一场世界级沉管制作的“接力赛”。

  6月26日,装载深中通道首个管节(E1)钢壳的半潜船“黄船030”经过约8小时的“海上航行”,抵达了这个“梦开始的地方”。历经11个月的改造,这座“梦工厂”迎来了崭新使命——正式肩负起深中通道项目其中22个沉管管节的预制工作。

  2018年,广东公路水路交通建设完成投资1586亿元,创历史新高,超省年计划32%,超部下达任务43%,年度目标任务完成情况好获得国务院督查激励,为广东经济社会的发展提供了强劲的支撑。

  一座桥梁的建设涉及数十个产业,大桥经济的崛起可有效推动新材料、智能制造、高端装备、新一代信息技术等战略性新兴产业的发展。如此来看,从港珠澳大桥到深中通道,从1个多月到3小时,这样的“湾区速度”不仅意味着快,更是“超级工程”通过大型化、工厂化、标准化、装配化和智能化的升级,成为广东推动构建现代化经济体系走在全国前列的一个缩影。

  

  “巨无霸”上“绣花”

  高精度制造创行业“新标准”

  6月25日上午10时,位于南沙区龙穴岛的中船集团旗下的广船国际厂区上演了一场“蚂蚁搬大象”的奇迹——随着一声令下,数千个轮子“齐刷刷”向前滚动,长123.8米、宽46米、高10.6米、重达8716吨的深中通道沉管隧道首个管节钢壳(E1管节)在52台移船小车的运载下,向停靠在码头边上的半潜驳稳稳地“走”了上去。

  “E1管节的交付,意味着我们创造了一个新的标准。”回忆起整个E1管节钢壳的制造过程,深中通道管理中心技术顾问杨茨祥直呼不易。

  深中通道钢壳混凝土沉管隧道是世界上首次大规模应用钢壳混凝土沉管结构的项目,其管节构件尺寸大大超出了既有国外工程案例的经验范围,目前国内尚缺乏成套的相关技术标准、规范和施工经验。“每月一节的生产工期、苛刻的精度要求等,对钢壳制造能力提出极大挑战。”杨茨祥介绍。

  “如果按照传统的人工制造方式,不可能在这么短的时间内完成管节制造。”深中通道管理中心岛隧工程管理部副部长钱叶祥介绍,每一个标准管节有超过2500个仓格,一个123.8米的标准管节焊缝长度超过了227公里,而165米的标准管节焊缝长度更是超过280公里,最厚的钢板达到了4厘米,焊接的工作量超大、对工艺的要求极高。

  为了提高制造工效,深中通道管理中心和船厂合作,结合BIM信息技术平台,建设了钢壳智能制造“四线一系统”,大力推行智能钢壳制造,大规模应用机器人智能化焊接、智能化打砂、智能化喷涂。这也是国内首条在超大型构件制造上大规模应用的智能制造系统,其片体智能焊接机器人的焊接速度达到了0.5米/分钟,极大提高了焊接效率,也极大提升了焊接质量的稳定性。

  钢壳的高质量建造不仅仅要工效。据了解,为了保证隧道管节对接的精度、密实度,确保隧道“滴水不漏”,深中通道项目隧道沉管钢壳的制造精度要求极高。

  “在一个比标准足球场还要大一些的平面上,我们要做到正负的平面高差不超过10毫米,就像在庞然大物上‘绣花’。”广船国际深中通道GK01标段项目部现场技术负责人谢义东负责整个E1管节的现场施工作业,过去的一个多月几乎让他紧张到了极点。为把首节钢壳46米×10.6米的端钢壳平面平整度严格控制在4毫米以内,管节的横向垂直度拟合面与竖向倾斜度拟合面差均控制在3毫米以内,项目部自主研发了端钢壳磁性工装技术,一边进行毫米级的调控,一边进行焊接,充分满足了超高精度质量的要求。

  “像深中通道这样的中国桥梁技术不断超越发展,攻克了关键技术,支持了重点科研基地建设,完善了技术标准和规范,大幅提升了中国相关企业和产业的国际竞争力。”广船国际深中通道GK01标段项目部总经理全伟雄说,广东桥梁正成为广东构建现代化产业体系的践行者、先行者,展现着中国制造的魅力。

  

  “五化”赋能提速

  大桥“智能化”制造带动传统造船业提质升级

  “为了迎接E1管节,沉管预制厂进行了全方位‘智慧化’升级改造,预计生产效率比港珠澳大桥时期提高一倍多。”深中通道管理中心岛隧工程管理部高级工程师杨福林向记者表示。

  80多次方案研讨、300多份图纸、23项攻关……在历时11个月的预制厂区改造中,深中通道建设者取得了11项专利,将一张张设计蓝图变为现实。

  据了解,沉管预制施工包含两次沉管移动、混凝土浇筑、两次舾装等繁复流程。对工程师们来说,首要解决的是如何将重达一万吨的“巨无霸”钢壳从驳船上安然无恙地运送到预制车间。

  “这种运输最适合的方式就是智能小车编组,但国内现有的智能小车的承载力均远远达不到要求,必须重新研发。起初,我们找了业内共11家高规格、实力雄厚的设备制造商,但由于项目规模大、难度高、技术复杂,没有一家单位能保证完成,我们只好自主研发。”中交四航局深中通道项目总工程师黄文慧表示,历时一年半,项目终于攻克难关,研发出了200台单台承载力达到800吨的智能台车,彻底解决了单节8万吨沉管转运难题,大大提升转运工效。

  而工程师们面对的第二个难题,就是如何在单个管节2500个仓格实现毫米级误差的混凝土浇筑工作。

  杨福林表示,为了解决这一难题,工程师们进行了上百次的科研试验,突破了国际技术封锁,配制出了更适合钢壳沉管浇筑,且稳健性更强的高流动性自密实混凝土,并在6个月时间内成功完成足尺模型浇筑试验,同时还研发出了智能浇筑系统,一部手机在手,作业人员所有的信息都能够查得到看得到。

  港珠澳大桥大型化、工厂化、标准化、装配化的建设理念,在深中通道得到了传承,“在此基础上,智能化的加入,进一步按下了‘超级工程’的提速键。”杨福林认为。

  如今走进深中通道沉管预制“梦工厂”内,首先看到的是智能操作指挥中心,一股“智慧化”的气息扑面而来,几乎所有生产的数据都可以在一块大屏幕上轻松捕捉。厂区内200台管节整体移动小车已全部完成安装调试整装待发,智能浇筑设备也已调试完成。

  这样的变化和升级同样“走进了”传统造船业。在广船国际厂区深中通道沉管钢壳的智能制造片体车间,几乎看不到太多工人的身影。该生产线是目前国内片体生产线自动化水平最高的。在涂装环节,广船国际在全国船舶行业首次引入智能涂装生产线,整个管节的小节段喷涂过程车间内实现无人操作,工人也不再需要忍受作业过程中大量扬尘和油漆气味的伤害。

  “像这样大型的制造业,对更新智能生产线还是有很多顾虑的。而深中通道项目的诞生,颠覆了整个传统的船舶制造作业。”谢义东向记者透露,深中通道项目目前在广船国际的建设都分设了二期工程,专门针对船舶制造水平的提升。可以预见,每一次“超级工程”的建设与突破,都将推动整个相关行业的提质增速。

  【记者手记】

  强劲的交通投资 加速的湾区互联

  一系列跨海通道的建设,使世界桥梁建设的中心再次回到了珠三角。走进深中通道,对这一“超级工程”深入了解过后,才明白“湾区速度”不仅是快。

  无论是平均30天建造一个管节钢壳,还是将管节转运步骤从一个月缩短到3个小时,在速度的背后,还有广东交通人对工程质量的坚守,对大湾区提速的使命。

  强劲的基础设施投资,推动粤港澳大湾区向着“互联互通”的发展目标稳步迈进。在去年良好完成情况的基础上,今年前5月,广东全省交通基础设施建设共完成投资690.7亿元,为年度计划的57.6%,同比增长达26.4%。

  交通基础设施建设的持续推进,意味着经济血脉更加畅通。今年2月正式公布的《粤港澳大湾区发展规划纲要》将“加快基础设施互联互通”作为单独章节,足见交通互通对湾区互联的重要作用。

  在稳健的投资支撑下,今年4月2日,南沙大桥提前一个月正式通车,一桥架珠江,气势恢宏。5月1日,番莞高速一期建成,南沙大桥与另一条“湾区动脉”——广深高速直接连通。作为港珠澳大桥之后的又一跨江通道,南沙大桥将有效缓解珠江口东西两岸的繁忙交通,为两岸制造业的转型升级提供更加优质的交通环境。

  路通,财通,要素通。展望未来,一条条长虹飞架湾区,将天堑变通途,让血脉更畅通。广东交通基础设施显著的投资效应,将为粤港澳大湾区打开广阔的前景。

  【专家观点】

  深中通道管理中心技术顾问杨茨祥:

  打造世界级桥梁工程,要创新也要开放

  相比港珠澳大桥,深中通道沉管隧道选用钢壳混凝土结构本身就是最大的创新,也是深中通道整个工程的最大挑战之一。目前,深中通道钢壳沉管隧道是国内首次采用钢壳混凝土结构的沉管隧道,也是目前世界上最宽、体量最大、施工难度极高的钢壳沉管隧道。在深中通道管理中心技术顾问杨茨祥看来,为了要早日完成粤港澳大湾区重要交通通道建设任务,要以比港珠澳沉管隧道更短的工期完成这一“超级工程”其困难可想而知,这其中,创新之路成为义无反顾的选择。

  据杨茨祥介绍,深中通道钢壳沉管用钢量达32万吨,如此大规模、大体量地使用钢壳沉管在国内乃至全世界尚属首例,该工程的设计和建造没有现成标准,负责咨询的日本专家在每一次咨询中均会提醒,深中通道钢壳沉管(宽度约为日本的1.5倍)体量要比日本建造的大很多,其经验和数据不一定适用深中通道。

  “深中通道没有因体量大而减低建造的精度和质量要求。”杨茨祥说,建成后,它将建立完整的世界上最宽最大规模的钢壳沉管隧道技术体系和标准,成为行业的标杆,引领交通行业发展和进步。此外,用广船国际原董事长韩广德的话来说,深中通道同时也帮助造船人早日实现了智能打砂和涂装及大工件机器人焊接的梦想,引领造船行业的工艺创新和进步。

  打造世界级桥梁工程,也需要开放的心态和博采众长的意识。无论是港珠澳大桥还是深中通道,这些项目的方案都集合了国内外众多专家的力量。据悉,2010年,深中通道项目前期工作办公室成立后,组织了国内交通基建领域首次国际设计竞赛,多个国家的著名设计单位带来了国际最先进的设计理念,大大拓宽了国人的视野,大量设计成果已经应用到了深中通道建设实践中。

  改革开放40年波澜壮阔的创新之势,给中国带来了沧桑巨变,许多曾经不敢想、想不到的梦想变为了现实。在杨茨祥看来,从过去的“渡口时代”,到如今多座超级跨海大桥聚集珠江口,广东交通建设不止有能够获国务院督查激励的效率,更有走向世界屡创奇迹的勇气和实力。他相信,未来广东也将在深中通道的基础上,在构建现代化经济体系的道路上继续勇攀高峰。

  【记者】李赫 袁佩如 发自珠海

编辑: 杨格

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