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)，可能會使大型船舶無法通行。因此，為保證珠江口航道通暢，全長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、特寬、特深的海底沉管隧道，對建設(shè)者來說是一個(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度更長，如果也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)周期就無法保證。經(jīng)過專家組反復(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、用來澆筑水泥的隔倉。水泥就如同“三明治”的夾心層，而外層的鋼殼就是面包片。

“巨無霸”長腿自己走？

沉管鋼殼的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長度為165米，截面寬23米，高10.6米，平均用鋼重量超過1萬噸，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8萬噸，相當(dāng)于一艘中型航空母艦的排水量。這么大的“巨無霸”是如何被裝船運(yùn)送到施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝的呢？

運(yùn)輸沉管鋼殼的船叫半潛駁，是一種可以通過加注和排放壓載水來實(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到碼頭邊上，通過調(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接起來，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力模塊平板車開到沉管鋼殼下面即可。動力模塊平板車也叫“超級千輪車”，被譽(yù)為世界上輪子最多的車，車體自身可以組合拼接，長度可達(dá)80多米，不僅能夠縱向和橫向移動，還可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)輪、掉頭等靈活操作。

當(dāng)所有動力模塊平板車開到鋼殼下面之后，工人師傅通過啟動動力模塊平板車自帶的油壓系統(tǒng)把沉管鋼殼頂升起來，巨大的沉管鋼殼就像是長了許多腿一樣，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)工人們在把所有鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接完成之后，就會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”就會把海水擋在外面，海水不會和鋼殼直接接觸，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)著中國建設(shè)者們的智慧和實(shí)力。