“桥、岛、隧、水下互通” 深中通道开启新跨越

深中通道北距虎门大桥30km，南距港珠澳大桥38km，是继港珠澳大桥之后，又一世界瞩目的超级工程。

深中通道是一个集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级跨海集群工程,主要由超宽特长钢壳混凝土沉管隧道、海中超大跨径悬索桥、海中人工岛以及深圳机场水下互通立交等重点构筑物组成,工程建设条件异常复杂、综合技术难度非常高。

项目采用东隧西桥的方案，路线起自广深沿江高速机场互通立交，东接机荷高速，向西跨越珠江口，在中山市马鞍岛登陆，与在建的中开高速对接。路线全长约24km，其中伶仃洋大桥为主跨1666m的海中特大跨径悬索桥、中山大桥为主跨580m斜拉桥、海底隧道长6845m（其中沉管段长5035m）、设两处海中人工岛。全线采用双向8车道高速公路技术标准建设,设计速度100km/h，项目概算总额为446.9亿元。

交锋中漫长的期待

“深中通道从地理位置及高速公路路网两个维度，均是连接粤港澳大湾区珠江两岸的战略性通道。首先，深中通道地处粤港澳大湾区的核心区域，是粤港澳湾区‘深莞惠’与‘珠中江’城市组团唯一直连通道，是珠江两岸‘A’字形交通骨架中最重要的一横。项目的建设将完善珠三角城市交通格局，实现珠三角三大经济圈均衡发展。其次从公路路网角度，本项目在珠江口跨江公路通道中也是处于战略性地位；从国家高速公路网角度看，也是国高网G2518（深圳至广西岑溪）中跨越珠江口的关键工程，同时也将成为沈海高速沿海大通道（G15）粤境段过江快捷通道（比目前绕行广州市区节约里程约80km）。因此，深中通道是粤港澳大湾区的一条非常重要的战略性通道。它的修建将完善珠江口周围城市的交通格局。鉴于其战略意义，沿线各相关地、市高度关注，使得我们在前期论证工作中，无论是路线走廊的选择，还是工程方案的确定，都要上升到更高的政府决策层面。”提到深中通道的意义，深中通道管理中心副主任、总工程师宋神友向记者娓娓道来。

但是，深中通道从规划到开工却经历了15年的风雨历程……

在百度里搜索“深中通道”，有这样一段描述：“……2004年被提上议程。10多年来，有关深中通道的规划一直备受关注，争议不断。早期由于担心会与港珠澳大桥重合，为避免重复建设等原因，被暂缓推进。接着是有传闻深中通道将在虎门附近上岸，引发深圳民间抗议，多个热心人士在网上呼吁深中通道应在深圳落地。此后，国家发改委批复‘深茂铁路跨江大桥’的公铁合建项目，被认为将与深中通道重合，再次引发深圳、中山两地市民对深中通道从此梦碎的担忧。这一切争议与疑虑，在广东省交通厅网上公示‘深圳至中山跨江通道工程海洋工程环境影响报告书’后尘埃落定……”

而对宋神友来说，这个综合技术难度极大的项目根植于他心底的时间则更早，他告诉记者：“深中通道作为超大型的世界级跨海工程及连接粤港澳大湾区的战略性通道，省政府一直高度重视，酝酿已久。早在2002年8月，省发改委启动了‘深圳至珠海过江通道’方案研究；2008年4月，省交通运输厅与省发展改革委联合委托开展深中通道工程可行性研究；2010年12月，省政府成立了由主管交通的副省长担任项目前期工作协调小组长，负责统筹协调项目重大事项；2015年12月，国家发展改革委批复了深中通道项目立项。整个项目前期论证及批复历时14年，其过程极其艰难。首先，该通道将改善粤港澳大湾区城市交通格局，沿线地、市高度关注。其次，项目独特的地理位置导致影响行业众多，由于位于深圳机场南侧，其建设需要满足航空限高要求；地处南沙港下游，项目建设需要满足航运发展需求；项目建于珠江出海口的河口湾，需要满足珠江口防洪纳潮要求，等等。因此，广东省政府在前期论证阶段就确定了四个原则：一是大局意识原则，立足于全省社会及经济发展；二是功能优先原则，以提高珠江两岸人民高质量出行为根本目标；三是协调发展原则，项目工程方案的选择需要实现公路、水运、民航安全与防洪水利、环境保护等行业科学、协调发展；四是择优原则，本着‘安全、适用、经济、美观、耐久’的原则进行多方比选，择其优，将安全性、风险可控性、技术成熟度放在首位。”

据宋神友介绍：基于上述四个原则，深中通道首先开展了两年的路线走廊及公铁两用方案论证，坚持价值工程理念，主要从项目功能定位，主流交通流的适应性，路网符合性、均衡性，城市规划适应性等方面进行综合比选，推荐了A线走廊方案。其次，开展4年工程方案的论证，坚持系统工程理念，借鉴世界上主要跨海通道方案(全桥、全隧、双隧、东隧西桥、东桥西隧等)，力求不遗漏任何有价值的跨海工程方案。然后开展建设条件适应性论证，确保通道建设能实现各相关行业——公路、水运、民航、海洋环境，水利防洪、国防等各相关行业的可持续发展。鉴于我国各行业管理相对独立，在论证及审批过程中均要求通道建设对其行业影响最小，所以提出的要求很高，导致这个过程耗时很长。在这个过程中，总共开展了60余项专题研究，请各行各业中最具权威性的国家级专家团队，依据建设条件的适应性，开展专题论证研究。工程方案比选的核心是伶仃航道的桥、隧比选，经过各相关行业组织的论证审查，最后认定其中两个方案可以满足各相关行业的发展需求，一个是全隧方案，一个是东隧西桥方案。第三，作为世界级跨海通道，本着“安全、适用、经济、耐久及美观”的原则进行多方案比选择其优，将安全性和风险可控性放在首位。经交通行业及国家发改委委托中国国际咨询公司咨询评估，东隧西桥方案是综合最优的方案——在实现公路、水运、民航与防洪水利、国防等行业的科学、和谐发展的同时，安全风险可控，工期、规模适度。

就水运行业高度关注的伶仃航道通航安全问题，项目充分考虑了未来船舶大型化的发展需求、特种工程船舶及海工装备进出需求，组织开展了20项有关通航方面的专题研究。为慎重起见，专门委托国内外5家权威机构开展了船舶大型化发展需求研究，并征求世界主要航运公司意见。水运主管部门非常慎重，交通运输部历时两年组织多次权威专家论证，最终确定伶仃航道桥通航标准：通航净高，极端高水位76.5m以上、净宽1520m，在伶仃航道上，将建设一座目前世界上跨海通航标准要求最高的桥梁，高于世界上主航运通道上及类似港湾上桥梁通航净高，可以满足3万标箱集装箱船、30万吨级散货船，30万吨级油轮、22.5万吨级豪华邮轮通航需求，并且有足够的富裕高度。

经过长达14年科学深入严谨的技术论证，从建设条件的适应性、施工安全、营运风险，对海洋环境的影响，工期和造价等方面综合比选，最终选择了综合最优的方案——东隧西桥，得到了国内外权威机构、专家和国家部委的认可。

宋神友认为，因为深中通道是一个世界级的超级工程和战略性工程，所以，它的建设首先要考虑国家利益，站在国家层面和整个大交通行业的层面，只有将粤港澳大湾区交通格局完善起来，使资源要素得到高效配置，才能使整个粤港澳大湾区更好更快发展起来，而这个发展是个共同体。另一方面，建设深中通道的出发点是为人民提供高品质的交通功能服务，所以要更加重视功能需求。

深中通道项目规划图

放飞“风筝” 平衡“一体两翼”

这世上最打动人的，不是敢做，而是敢想并敢当；诚如深中通道东人工岛的首个水下互通立交。

东人工岛的开工可谓备受瞩目，其重要的原因之一是东人工岛将是国内第一条高速公路水下互通立交。深中通道管理中心主任陈伟乐介绍，东人工岛是深圳市的“西大门”重大交通枢纽工程，社会关注度高。东人工岛位于深圳宝安机场南侧，是深中通道项目深圳侧的起点，主要实现深中通道与广深沿江高速、宝安机场、大铲湾港区、大空港区之间的快速交通转换。深中通道建成后，珠江西岸的人民到宝安机场搭乘飞机，由中山驾车，最快20分钟可抵达深圳宝安机场。东人工岛采用“一体两翼”方案，岛上设主线隧道、4条匝道隧道、救援码头及附属配套设施。工程规模大，工程界面多，影响因素繁杂，施工组织困难。陈伟乐同时表示，深中通道建设目前进展顺利。西人工岛于2016年底率先开工，2017年5月-9月完成了57个钢圆筒的制作与振沉施工。岛内填砂等工作稳步进行的同时，其他构造物的建设进度也逐步加快，桥梁工程施工图设计已上报省交通运输厅审查；沉管隧道施工图设计已获得正式批复，很快将实现实质性开工。东人工岛及主线堰筑段隧道施工总工期为60个月，至2018年底东人工岛工程将完成沿江高速桥墩保护措施及堰筑段临时围堰施工。2020年，东岛侧对接端将形成对接条件及完成人工岛填筑。预计2022年项目逐步完成岛上隧道结构、地面建筑及附属工程。

见过项目东西人工岛效果图的人，不由得会对西岛的造型和东岛的“一体两翼”造型发生兴趣。对此，宋神友解释：“西人工岛岛形为菱形，形似鲲鹏展翅。为什么要设计成菱形呢？第一，因为在海中建设人工岛，首先要满足珠江口水利防洪的要求，要有利于导流，较之矩形等其他形状，其阻水效应显著减小，实现了整个项目对水利防洪要求的适应性。第二，菱形相比传统的椭圆或者方形，岛面面积更大，达13.7万平方米，无论是实现隧桥转换、上下岛的线形布设，还是消防救援设施、施工场地布局等都可以很好地实现。由于空间有富余，所以有利于实现附属设施与主体隧道的分离，主体隧道的通风塔及管线等与房建工程之间的交叉会减少，不会互相影响。最后，鲲鹏展翅建筑造型美观，与周边整体环境和谐，极好地实现了交通功能、水利防洪、施工便利及美学性于一体。这个菱形的设计方案，是我们方案设计国际竞赛西人工岛的优胜方案，优胜单位在构思方案时主要考虑的是功能平衡，而非刻意设计某一元素或追求某种寓意。同样，东人工岛‘一体两翼’的造型，也是其功能决定的。这是一个水下枢纽互通立交，‘一体’是中间的道路主线，其下穿广深沿江高速公路后东接机荷高速；‘两翼’就是为实现从水下主线隧道到广深沿江高架桥交通转换功能的隧道匝道而填筑的人工岛，这就构成了目前东岛一体两翼的设计方案。”

东岛一体两翼效果图

深中通道秉承的是建筑与结构设计深度融合的设计理念，倡导设计创作。宋神友为我们做了一个解读。

首先，深中通道的建设与周边整体自然环境相和谐，践行平衡和谐的理念，这是第一目标。比如，西人工岛的设计就是对这一理念严格贯彻的成果（见前文所述）。

其次是实现力学与美学的平衡，在符合力学原理同时，海上长桥，美学上力求简洁及韵律感。同时，通道的每一座桥梁、每一个构件、每一种附属设施，被赋予的美学设计元素都是统一的。设计方案在整体上追求力学和美学的融合，通过结构设计和建筑设计的深度融合来实现设计方案的高品质。

在宋神友看来，为让世界级跨海通道呈现世界级建筑美学，有必要借鉴建筑行业及国际类似工程的成功经验，在开展项目设计工作时引入建筑设计。例如，北京的新机场、鸟巢、广州塔等，建筑设计先行，结构设计跟建筑设计再进行一个完美的融合。基于这样的一个理念，深中通道在项目前期组织开展了方案设计国际竞赛，国际上众多优秀的建筑、结构设计团队联合组队前来参赛，集思广益，为本项目提供了一个和谐的基础设计方案。在施工图设计阶段，继续通过建筑和结构两个专业设计的深度融合，最终为本项目提供了一个平衡、和谐的建筑设计方案。

西岛风筝造型效果图

水下互通立交 精卫填海

这世上有一种力量叫不放弃，有一种破局叫角度。当有幸与困难交手时，坚持中将各种角度扫描到位，便是柳暗花明。

深中通道施工和运营阶段主要风险集中点在于，它是国内首个高速公路水下互通立交。它不同于西人工岛通过超大直径钢圆筒，实现在风化花岗岩地层振沉筑岛及外海深水建设的技术挑战，东人工岛工程近陆域施工，施工工作面相对集中，也面临着工程规模体量大、空间交叉作业多、施工内容及接口多、基坑支护结构型式多、环保要求高等突出难点，而且在建设过程中不能影响宝安机场、沿江高速及福永码头等既有建筑物的正常运营。

东人工岛开工建设

第一难点：由于视距不够带来的行车安全性问题。

高速公路的枢纽互通立交必须要满足行车安全性的要求。而深中互通立交，不同于岸上，在水下隧道中进入匝道，视距不够，有遮挡。对此，没有现成的设计规范，那么总体设计时如何保证安全问题？所以在确保行车安全的情况下，设计者借助交通运输部公路科学研究院的一个8自由度的驾驶模拟器，借助VR技术，对东人工岛的水下互通立交进行模拟，类似飞行员在模拟器上练习驾驶。经过反复模拟，持续优化设计方案，从数据上分析，研究如何通过加减车道的视距来保证行车安全，如何设置车辆汇入汇出的标志等。即借助实际的仿真模拟，回归到理论研究，再通过实践把整个现行的设计指标进行不断的优化调整，最后达到保证行车安全性的目的。

第二难点：如何进行交通管控，保证营运阶段的安全。

比如车流的汇入和汇出，从主线汇出到匝道时，如何进行分流，才能保证不易堵车；汇入时，在隧道主线开车的人，可能会因看不到匝道上汇入进来的车辆，而发生事故。

解决方案便是，采用车路协同的智能交通管控，把路线总体设计、交通工程设计、智能管控三个系统合在一起。这就需要在整个隧道里，设置一些不同于地面上的标志标线，保证在隧道狭小的环境里，能让驾驶者清晰准确地识别到。如果隧道内有车辆因走错路线而停车，导致堵车，可以通过广播及时疏导。另外在隧道入口处，有序地进行控制，将隧道内发生的交通状况及时传递、反馈。

第三难点：施工安全问题。

深中通道地处海洋环境，腹水地层，上面的淤泥层很厚。如何解决超宽、超深基坑的施工安全问题；如何在风化的花岗岩这种易渗水、非天然止水层的地质条件下，处理深基坑工程的渗水问题。面对这些问题，首先要摸清地层再进行精细化设计；其次是施工过程中的安全监控。对此，项目建立智慧工地，对所有施工过程中涉及的参数包括监控安全参数，实时反馈，通过手机上APP设置两极的预警值来进行控制。

第四难点：填岛或开挖时，如何保证广深高架桥的运营安全。

东人工岛的“一体两翼”，需要在广深沿江高架桥的底部穿过。所以，如何保证在填岛及在深基坑开挖的过程中，让整个广深沿江高架桥安全运营。一是先对广深沿江高架桥所有桥墩进行保护，二是进行变形、沉降监控。

据深中通道管理中心副主任潘放介绍，沿江高速每天车流量非常大，承载着珠江东岸城市重要的交通疏解功能，而东人工岛范围内广深沿江高速长约1200m，共有42跨桥墩承台受填岛影响。保障沿江高速桥梁的安全运营，加强桥梁桩基的保护，是施工全程管制的重中之重，该桥业主提出东人工岛施工影响桥台的最大位移为6mm，要求极为苛刻。“要在桥下填海筑岛并在岛内建造隧道及互通立交，既是本项目突出技术难点也是风险管控重点。一是航空限高制约，使得对施工工艺和大型施工作业装备提出了非常高的要求；二是人工岛填筑及深基坑施工等可能会引起广深沿江高速桥梁墩台变形，超过一定标准将带来安全隐患。此外，人工岛填筑完成后，岛内隧道施工及地面建筑施工的同时，地下1条主线隧道、4条匝道隧道、地上8条匝道桥将同时施工，加上地面还存在房建工程等，地上、地下多工作面同时展开施工干扰大，上下重叠交叉施工安全风险高。因此，强化施工组织、筹划，加强协调管理，最大限度地减小地上地下施工干扰，是工程施工管理的重点。”

如何面对与解决这一施工难点，中铁隧道集团深中通道东人工岛项目总工程师李学刚在接受本刊记者采访时说：“沿江高速1.2公里，42组桥桩都是在东人工岛的范围内，这个地方淤泥层厚度最深达到15米，而东人工岛的结构离桥桩最近的距离只有0.7米。所以在填岛施工前，首先要对沿江高速进行隔离保护，隔离方法采用的是钢板桩和钢管桩。但因为这个技术，受制于桥台的限高，为了避免对它的扰动，采用静压植桩的技术，对桥台进行保护。钢板桩技术相对成熟，但钢管桩技术目前在国内还不太成熟，也没有成熟的设备，所以可能会借助国外的设备，再结合我们自己的设备进行一定的改进。而且，东人工岛与西人工岛施工明显不同，东人工岛岛壁结构是抛石斜坡堤，西人工岛岛壁是钢圆筒振沉技术。东人工岛地质条件多以软土、淤泥地层为主。所以，首先用钢板桩围堰对广深沿江高速桥墩进行保护；其次采用抛石斜坡导壁结构，其后在围堰内进行回填砂，做一个导体。回填砂之前，对深达15米的淤泥层先进行表层的清淤，再对淤泥层采用一些固结技术，保证后期施工的安全稳定。”

西人工岛起重船起吊钢圆筒

艰难困苦，玉汝于成，磨难与坎坷成就的是未来的奇迹。正如深中通道管理中心陈伟乐先生所言：在未来6年时间里，我们将共同见证深中通道这一超级工程的诞生。为了完成这项伟大的工程，建设者不仅要付诸巨大的努力，攻克无数技术高地，更要志向高远，展现百折不挠的工匠精神和甘于奉献的担当精神。