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本文转自:秦皇岛新闻网
海底隧道“滴水不漏”的秘密
静谧的海底,8万吨沉管正默默承受着水压的考验,“大家伙”两端的钢铁盔甲把它包裹得严严实实稳如山峦,静静享受这次深水体检。灌水试漏测试结果显示:滴水未入!
年6月20日,深中通道E20管节顺利完成舾装后的灌水试漏测试,这也意味着这样的测试成功完成了20次,再次兑现了中交一航局舾装作业保证沉管“滴水不漏”的郑重承诺。
深中通道,又称“深中大桥”,是我国广东省境内连接深圳市和中山市的建设中大桥,东起深圳市宝安区鹤洲立交,西至中山市横门枢纽,全长24千米,其中有6.8千米长的沉管隧道。
保证沉管“生命线”
“关掉闸阀,主进水管灌水,加压至65万帕!”年3月26日,在深中通道首节沉管一次舾装验收现场,闭水试验正在紧张进行。30分钟过后,监理喊出“滴水不漏,通过验收”时,现场响起了热烈的掌声。
一次舾装是沉管的“生命线”,通过把两端通透的沉管装修成“潜水艇”,保证沉管在浮运安装时滴水不漏。这也是中交一航局首次承建一次舾装作业,面对珠江口百年门户工程的极高要求,挑战可想而知。
“以前我们是开‘潜艇’的,现在要参与到造‘潜艇’中,把握主动权,掌握更多的技术。”深中通道项目总工程师王强说。但首次涉足新领域,一切都得摸着石头过河。“沉管两侧端封门长约18.3米,高7.6米,平整度要求很高。”一航局五公司技术负责人郭振生介绍。这么巨大的钢结构,很难控制变形量,但总平面误差不能超过2毫米。
管节在沉放到37米左右的海底后,将承受万吨级以上水压,每多下沉1米,每平方米受到的海水压力就多1吨。如此大的海水压力下,全靠这么一扇门将海水隔绝在外,可以说,钢封门是管节对接的第一道生命线,就像管节穿上的一层盔甲,牢牢保护着钢封门在海底激流的冲击下,不能出现一处焊缝破损。哪怕是小小的一个漏水点,都可能会变成大喷泉,造成整个管节漏水、失控、报废的严重后果。
为确保这道生命线的安全、可靠,一航局五公司现场负责人刘博和他的团队不放过任何一处细节。为避免封门在海底可能因巨大压力产生的变形,它的身后还有13根高7.5米,重5.4吨的钢梁和10根L型牛腿相互作用就像顶门柱一样稳固着钢封门。大到一块钢板、小到一条焊缝,都需要经过反复检验,整个检验过程容不得半点马虎。
为了提高检验的可靠程度,舾装团队在磁粉焊缝探伤和真空检测的基础上,又主动提升自检难度,再增加一次抽真空检测,施行%的双重质检保障。在真空试验时,由于需要检测的密封钢板存在多种异形结构面,普通的平面抽真空罩无法满足检测需要,需重新设计制作。技术人员深入现场测量放样,重新收集数据,进行三维画图设计,经过4个多月的反复发膜,最终制作完成6类11个异形抽真空罩,质检效率和精准度实现双提升。
让移动“泳池”不溢水
首节沉管内分布有6个压舱水箱,通过注水排水改变重量,实现海中沉浮及平衡。每个水箱宽18.3米,长约24米,深5米,储水量达0吨,足有游泳池那么大。管节浮运过程中,经受颠簸的水箱一旦被晃动破损,后果不堪设想。让水箱不往外溢水,是保证管节滴水不漏的第二道关卡。
深中通道沉管采用全国首例钢壳包裹,进厂前须进行喷漆防腐,避免生锈受损,如何在管内施工且不刮损油漆成了一只“拦路虎”。“首先需要在封门安装前,把水箱材料运送到管内。为避免剐蹭油漆,叉车禁止入内,一时间所有人都犯了难。”沉管分部负责人王伟说。
一筹莫展之际,技术员王明灵机一动:“可以借鉴矿车运输的方式,在沉管底面铺上轨道,用小车供料,最大限度避免接触油漆。”提议立马得到积极响应,在投入使用后仅5天就完成了相关所有供料。
“能够快速完成供料,还有一个原因在于水箱结构的‘巧’字。”王明介绍,由于沉管采用钢壳结构,四壁防水性良好,只需在两侧增加木板挡墙就能围成一个水箱,极大减少了施工用料。”但木墙不具备良好防水性,必须加盖防水布,并用一排排螺柱钉牢。
“紧急呼叫李工,压载水箱点焊螺柱出现敲击脱落,请速来!”技术员李增植对一侧的螺柱逐个敲击测试。虽然大部分达到弯曲不掉标准,但有2个打击后脱落,显然不满足%合格要求。
“是不是防腐漆没刮干净?脱落的地方清理一下再试试。”紧随而来的工程部副部长朱岭建议道。“还是不行,已经焊接到钢面上了,但一敲击就掉。”李增植说,问题可能不在墙面,随即喊来螺焊枪驻场专家。
在全面检查后,通过调整枪准、调大电流,螺柱稳稳站住了脚。“螺焊枪在船舶建造中很常用,但在钢壳沉管领域尚属首次,E1管节的每一步都是第一次,我们一定要把头开好,后面还有22节沉管等着我们做‘精装修’!”王伟鼓励说。
深中通道沉管隧道全线最深管节E9,在深达37米的水下承受住了1.04万吨水压的考验,仍保持滴水不漏。走进正在舾装的沉管内部,一切显得井然有序,几名工人带着口罩在打扫地面,业主竖起了大拇指:“‘这是我见过最整整齐齐、最规范的一次舾装!’”
“蛟龙”进阶之路
“一二,一二,起!”在三名起重工的协力下,重约斤的巨型拉索缓缓抬起,在布满浇注孔的深中通道首节沉管顶部缓缓前行。
一次舾装完成后,舾装团队还要抓紧进行沉管制造的最后一道工序——二次舾装。“一次舾装是通过压载水箱、端封门把沉管升级为滴水不漏的‘蛟龙’,二次舾装就是通过安装测量塔、监测设备等,给‘蛟龙’安装一双看清海底水况的‘眼睛’,对沉管浮运的稳定性及安装的精度控制起着重要作用。”王伟说。
9层楼高的测量塔冲出甲板高耸入云,测量主管锁旭宏正透过全站仪,确保每一次安装精准无误。“塔内装有GPS和国产北斗等定位系统及姿态设备,可通过实时测量数据计算沉管三维动态,指导毫米级对接。”锁旭宏说,“但要把这么高的测量塔从岸上对接到管顶底座上,还不能剐蹭防腐油漆,同样是技术活。”
“底座和后期安装的测量塔,对接点必须精准契合。”在沉管钢壳制造初期,锁旭宏就应邀指导测量塔底座安装。通过现场论证,他设计了两套大小一样的“三角板”,一套用于底座定位,另一套用于测量塔制造,扭转了以往“先干后调”的思路,顺利解决了测控问题,为舾装施工创造了有利条件。
顺着位于测量塔中间的人孔井进入沉管内部,压载水箱不断挥发着湿气,交杂着无处可逃的热浪,密闭的空间里空气仿佛停止了流动,似桑拿房般湿热。施工人员赤手将一个个重达40斤的驱动头,通过狭窄的人孔井运进沉管内部。
“别小看这个驱动头,它是沉管与外海联通的唯一途径,通过控制阀门实现压载水箱灌水、排水,起到控制沉管上下浮动的目的。”管内施工负责人王利江介绍,“一旦发生断电等状况,驱动头能立即自动关闭阀门,保障安全。”
于数十米深的海底建设百年滴水不漏工程,每一个工序、每一个细节都面临不可逆的挑战。沉管舾装工序繁复、千头万绪,作为沉管隧道施工的“国家队”,中交一航局舾装团队经受住了万吨级水压的考验,让大湾区的头号交通工程绽放品质匠心之美。