彭永桂

“三明治”結(jié)構(gòu)有玄機(jī)

珠江口是粵港澳大灣區(qū)城市群國(guó)際貿(mào)易的主要通道，每天都有大量輪船在此進(jìn)出。隨著船舶大型化的快速發(fā)展，如果深中通道全部采用橋梁結(jié)構(gòu)，可能會(huì)使大型船舶無(wú)法通行。因此，為保證珠江口航道通暢，全長(zhǎng)24千米的深中通道有6.8千米采用了沉管隧道結(jié)構(gòu)，隧道的建設(shè)由32個(gè)沉管拼接而成。深中通道的沉管隧道是世界首例特長(zhǎng)、特寬、特深的海底沉管隧道，對(duì)建設(shè)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

沉管隧道工藝在已經(jīng)建成的港珠澳大橋中也有少量采用，但港珠澳大橋的沉管隧道是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。而深中通道沉管隧道長(zhǎng)度更長(zhǎng)，如果也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)周期就無(wú)法保證。經(jīng)過(guò)專家組反復(fù)論證，最終采用了“三明治”結(jié)構(gòu)工藝，這也是世界上首次在大型橋隧建設(shè)中采用“三明治”結(jié)構(gòu)工藝建造沉管隧道。建設(shè)者們先用內(nèi)外兩層鋼板制造出巨型鋼殼，然后在兩層鋼板之間分隔成2000多個(gè)體積為4～16立方米、用來(lái)澆筑水泥的隔倉(cāng)。水泥就如同“三明治”的夾心層，而外層的鋼殼就是面包片。

“巨無(wú)霸”長(zhǎng)腿自己走？

沉管鋼殼的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長(zhǎng)度為165米，截面寬23米，高10.6米，平均用鋼重量超過(guò)1萬(wàn)噸，如果按一輛卡車裝載20噸計(jì)，至少需要500輛卡車才能裝得下。據(jù)了解，一個(gè)完整的管節(jié)排水量達(dá)到8萬(wàn)噸，相當(dāng)于一艘中型航空母艦的排水量。這么大的“巨無(wú)霸”是如何被裝船運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝的呢？

運(yùn)輸沉管鋼殼的船叫半潛駁，是一種可以通過(guò)加注和排放壓載水來(lái)實(shí)現(xiàn)自身上浮和下沉的工程船。半潛駁有一個(gè)可以裝下沉管鋼殼的大甲板。工人師傅將半潛駁開(kāi)到碼頭邊上，通過(guò)調(diào)整壓載水，使半潛駁的甲板和碼頭的地面齊平，工人師傅把提前鋪設(shè)在半潛駁甲板上的鋼鐵軌道和鋪設(shè)在碼頭上的鋼鐵軌道對(duì)接起來(lái)，剩下的工作就是要讓巨大的沉管鋼殼自己“走”上船。

沉管鋼殼在搭建之初，工程師就在鋼殼底下預(yù)留了運(yùn)載小車進(jìn)出的空間，工人師傅只需要把一種擁有好幾十排輪子的動(dòng)力模塊平板車開(kāi)到沉管鋼殼下面即可。動(dòng)力模塊平板車也叫“超級(jí)千輪車”，被譽(yù)為世界上輪子最多的車，車體自身可以組合拼接，長(zhǎng)度可達(dá)80多米，不僅能夠縱向和橫向移動(dòng)，還可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)輪、掉頭等靈活操作。

當(dāng)所有動(dòng)力模塊平板車開(kāi)到鋼殼下面之后，工人師傅通過(guò)啟動(dòng)動(dòng)力模塊平板車自帶的油壓系統(tǒng)把沉管鋼殼頂升起來(lái)，巨大的沉管鋼殼就像是長(zhǎng)了許多腿一樣，可以自己慢慢“走”上早已等待它的半潛駁了。

給沉管隧道穿上“潛水服”

沉管隧道要長(zhǎng)年累月浸泡在海水中，是如何防止鋼板被海水腐蝕的呢？

首先，要進(jìn)行防腐涂裝。這些鋼殼在工廠建造的時(shí)候，技術(shù)工人們?cè)诎阉袖摻Y(jié)構(gòu)安裝、焊接完成之后，就會(huì)把鋼殼的里里外外進(jìn)行一次徹底的打磨清潔，再均勻涂抹上一層可以防止海水腐蝕的涂層。就像給鋼殼穿上一身貼身的“潛水服”，當(dāng)鋼殼潛入水中的時(shí)候，這身“潛水服”就會(huì)把海水擋在外面，海水不會(huì)和鋼殼直接接觸，起到很好的防腐作用。

其次，為了達(dá)到雙重保險(xiǎn)的效果，工程師還在鋼殼的表面安裝了許多鋅塊，也叫“犧牲陽(yáng)極”，這是鋼殼防止海水腐蝕的秘密武器。因?yàn)殇\塊的還原性比鋼板要強(qiáng)，利用鋅塊作為保護(hù)極，與被保護(hù)的沉管鋼殼相連構(gòu)成原電池，還原性較強(qiáng)的鋅塊作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，沉管鋼殼作為正極就可以避免被海水腐蝕。

在深中通道沉管隧道的建設(shè)過(guò)程中，建設(shè)者們運(yùn)用了許多“黑科技”，攻克了諸多技術(shù)難題。深中通道如同一條巨龍，在伶仃洋中“涉險(xiǎn)灘、闖急流”，展現(xiàn)著中國(guó)建設(shè)者們的智慧和實(shí)力。