探访深中通道的双岛智慧

本文转自：人民网-科普中国

鲲鹏双生，伶仃巨变

探访深中通道的双岛智慧

编者按

千万IP创科普，共筑科技强国梦。为普及科学知识，弘扬科学精神，提高全民科学文化素质，助力实现高水平科技自立自强，中国科协科普部与人民网联合策划推出“见证科技之路”主题报道，聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等，深入基层一线开展采访调研，推出一批生动鲜活的科普精品，大力弘扬科学家精神，为建设科技强国汇聚磅礴力量。

历时七年，世界级超级工程深中通道正式完工。作为国家级战略项目，深中通道不仅贯通了珠江口两岸，更助力粤港澳大湾区的一体化发展。

深中通道是环珠江口“A”字形交通主骨架最关键的一“横”，是世界上综合建设难度最高的跨海集群工程之一，它集“桥、岛、隧、水下枢纽互通”于一体，其中“岛”指的就是东、西两座人工岛。深中通道的东人工岛海陆两栖，是中国首个高速公路水下枢纽互通立交，也是整个深中通道的东端起点；西人工岛卧于海中，一头承着桥，一头连着隧，运用了中国人首创的造岛工艺，实现了桥隧转换。两座人工岛在建设时都遭遇了诸多世界级技术难题，近日，记者登上深中通道的东、西两座人工岛，深入探访了“深中双岛”背后的科技力量。

“浪尖落子”——西人工岛创快速成岛世界纪录

2016年12月，海上大跨径桥梁与特长双向八车道海底沉管隧道的重要过渡——西人工岛率先开工建设。作为深中通道全线在伶仃洋上落下的“第一子”，西人工岛对深中通道整体的稳定性和进展起着关键作用。

由于西人工岛施工海域水深泥厚，传统的“围堤吹填”工艺无法满足工期要求，因此工程团队创新提出了全新的大型深插式钢圆筒围岛方案，将57个钢圆筒打设入海，形成止水围护结构快速形成岛体。中交一航局深中通道项目部工程技术部部长刘帅介绍说：“用传统的成岛工艺可能要2到3年时间，而我们使用的是快速成岛技术，只用了四个半月就完成了西人工岛的建设。”

虽然结果尽如人意，但是在建设过程中，难题却一次次摆在大家面前。例如，团队在海底地形勘探后发现，珠江口水下软土层厚达几十米，其间还遍布着硬质夹层，钢圆筒振沉精度极难掌控。“西人工岛地处珠江口采砂区，它的地质是不均匀的，相当于这一片土质有部分是硬的，有部分是软的，特别不适合大型钢圆筒的打入。”回想起当初面对的施工困难，刘帅仍记忆犹新。

基础不牢，地动山摇。针对这一工况，创新团队研发出钢圆筒基础DSM预处理核心技术，通过专用船舶，像搅拌机一样深入砂层，边搅拌边注入泥浆，降低硬质土地层强度，使钢圆筒工艺适用于软硬不匀的地质条件。

2017年5月1日，西人工岛首个钢圆筒振沉成功，同年9月18日，最后一个钢圆筒振沉完成。这项技术先后“复刻”了57次，将全部57个钢圆筒、116片副格振沉完成。在茫茫外海建成一座巨大的人工岛，创造了快速成岛的世界纪录。

“技高胆大”——东人工岛桥下建岛达毫米级精准

由西人工岛隐入海底的沉管隧道，从位于深圳宝安机场南侧的东人工岛浮出水面。深中通道东人工岛紧邻福永机场码头，东连广深沿江高速深圳段侧接线工程，西接项目海底隧道，有4条匝道设在水下，是国内首个高速公路水下互通立交，采用了“一体两翼”的布局，与海底沉管隧道相连接，并实现项目与广深沿江高速等路网的高效顺畅衔接，充分发挥水下隧道与路面道路互联互通的枢纽功能。

东人工岛及堰筑段隧道处于既有广深沿江高速下方，在其40跨桥墩承台海域范围内填海筑岛，为国内首次采用深厚淤泥地层桥下回填砂施工技术。广深沿江高速为珠三角东部城市群核心通道之一，交通运输压力大，为确保建设过程中沿江高速桥梁的安全运营，筑岛施工对桥墩产生的位移允许范围仅为5毫米，且在既有桥梁桥墩两侧进行对称分层填筑，必须做到受力均匀，否则很容易造成偏载，从而导致桥墩位移，这对技术和施工提出了极大的要求。

针对这个工程难点，中铁隧道局深中通道东人工岛项目工程部副部长林冰介绍说：“我们团队采取了‘抽条+裙边’ 的高压旋喷桩，进行了土体加固，然后在基坑两侧进行锁扣钢管桩以及止水帷幕施工。同时，在向下开挖的过程中，我们采取了钢支撑伺服数控系统等一系列主动控制措施，实现了广深沿江高速桥梁变形值小于1.8毫米。”

从开工建设起，东人工岛建设团队相继攻克了海域深厚软基超深超宽基坑集群工程施工阶段防渗止水及回填均匀控制难题，破解了深基坑施工抵近构造物小变形的世界难题。不仅如此，两座人工岛还承担着运营管理、应急救援等功能，岛上分别都设置了风塔、开关站、消防站、越浪泵房等一系列设施。其中风塔，是隧道的呼吸系统，可以将汽车尾气等废气排出，保证隧道内空气有效流通。

作为粤港澳大湾区的又一超大型交通工程，深中通道的建成对于促进区域经济一体化，提升区域交通互联互通水平具有重要意义。深中通道管理中心副总工程师陈越介绍说：“原来深莞惠和珠中江两大组团的联系，需要到上游的虎门大桥、南沙大桥、黄埔大桥进行绕行，深中通道的建成，实现了两大组团东西岸的快速联通，从绕行两个半小时，到跨江30分钟，实现了一小时生活圈。”

深中通道双岛建设，秉承高端化、绿色化、智能化发展趋势，引领技术攻关，推动“海上丝路”建设，助力科技创新与蓝色经济通道建设深度融合，让交通更加高效，出行更加便捷。它的成功，是中国交通基础设施建设的又一里程碑，必将载入中国乃至世界工程史册。

审 核：

陈 越 深中通道管理中心副总工程师

陈焕勇 深中通道管理中心总工程师办公室副主任