在珠江口，一個大工程在1.5萬名建設者們手中誕生，他們以世界獨一無二的超級裝備在伶仃洋上演了“風中穿針”“海底繡花”“遇水搭橋”——經(jīng)過7年的建設，深圳至中山跨江通道（下稱深中通道）終于在11月28日迎來了主線貫通的重要時刻。這一重大工程是我國繼港珠澳大橋之后的又一標志性創(chuàng)新成果。
如何保證沉管隧道在深海中精準安裝？如何確保沉管連接處滴水不漏？如何架起世界最大跨徑全離岸海中懸索橋？建設者們迎難而上，勇闖沉管隧道、跨海大橋建設技術“無人區(qū)”，把核心專利掌握在自己手中，走出了一條“創(chuàng)新路”。
攻克多項世界技術難題
浩瀚的伶仃洋上，如此高難度工程如何起筆？
深中通道連接珠江口東岸的深圳和西岸的中山，是粵港澳大灣區(qū)重要樞紐工程，全長約24公里，是集“橋、島、隧、水下互通”于一體的跨海集群工程，采用雙向八車道高速公路技術標準。
“深中通道項目面臨的建設難度屬于世界級，我們在2018年曾組織團隊前往國外類似工程進行調(diào)研學習。但現(xiàn)場人員不允許我們靠近，也不允許拍照。我們歷經(jīng)長途跋涉、滿懷期待地前往參觀，卻未能獲得實質性的收獲。”深中通道管理中心總工程師辦公室副主任金文良表示。
歷史何其相似。同樣是在伶仃洋上，現(xiàn)已通車的港珠澳大橋在建設之初由于沒有經(jīng)驗可以借鑒，建設者們需要尋求國外成熟技術的幫助，找到了荷蘭的一家公司，但該公司開出了數(shù)億元的天價咨詢費，并認為沒有他們的幫助，中國人不可能在深海建成沉管隧道。因費用太高，中國人沒有跟該公司合作，而是自主研發(fā)，解決了技術難題。
如今深中通道的難題何以破局？“唯有自立自主，掌握核心技術。”金文良表示，團隊回來后立馬組織國內(nèi)頂尖的高校、科研院所、施工設計單位等，進行了全產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)性攻關。
深中通道沉管隧道由32個沉管組成，全長5035米，是世界首例雙向八車道海底沉管隧道，設計使用壽命100年，須攻克世界級技術挑戰(zhàn)。中交第一航務工程局有限公司經(jīng)過多年的披荊斬棘和攻堅克難，自主研發(fā)出沉管運輸安裝一體船“一航津安1”及成套施工工藝，并首次將國產(chǎn)北斗定位系統(tǒng)引入海底沉管隧道施工，創(chuàng)造連續(xù)7節(jié)沉管近乎零偏差的毫米級安裝世界紀錄。“一體船和成套技術的研發(fā)投用，標志著沉管隧道施工進入了智能化時代，不斷鞏固著我國在沉管隧道施工領域的技術裝備優(yōu)勢。”中交第一航務工程局有限公司深中通道項目部總經(jīng)理岳遠征說。
人工島是跨海橋梁和海底隧道轉換的關鍵。然而，在茫茫大海上憑空造島，按當時的技術至少要三年才能成島。經(jīng)過一次次方案研討，中交第一航務工程局有限公司升級研發(fā)“超大直徑鋼圓筒液壓振動錘聯(lián)動振沉”技術。在港珠澳大橋成功應用的基礎上，建設者們將8錘聯(lián)動錘組升級為12錘聯(lián)動錘組，歷時141天，刷新了“快速成島”的施工紀錄。、
伶仃洋大橋是深中通道的關鍵控制性工程之一，兩根主纜最大纜力10萬余噸，其中主纜的防腐耐久性是世界性難題。中交第二航務工程局有限公司聯(lián)合西南交通大學鋼橋性態(tài)感知與安全保障關鍵技術創(chuàng)新團隊，在團隊帶頭人崔闖的帶領下進行高性能橋梁新結構設計，攻克了大型橋梁工程技術難題，并提交專利申請。
施工7年來，深中通道的一項項創(chuàng)新技術記錄了一個交通工程實現(xiàn)的多個世界之最：世界最高通航凈空的海中大橋，世界跨徑最大全離岸海中鋼箱梁懸索橋，世界最高抗風等級鋼箱梁懸索橋，世界最大體量海中錨碇，世界首例雙向八車道鋼殼混凝土沉管隧道，世界上最長、最寬的海底鋼殼混凝土沉管隧道……
在建設者們眼中，如果說2018年建成通車的港珠澳大橋意味著“從0到1”的突破，那么深中通道就是實現(xiàn)“從1到2”的升級。用“創(chuàng)新”與“匠心”鑄造世界級“中國橋”。
專利釋放新動能
在珠江口，建設者們不僅破解許多世界級技術難題，還將專利故事書寫在伶仃洋上。
深中通道管理中心工程師許晴爽的工作，就是要將施工技術進行轉化，形成可復制、可推廣的技術成果。在她和所在團隊的努力下，國家重點研發(fā)計劃專項“涉水重大基礎設施安全保障技術研究與工程示范”順利通過績效評價并加速成果產(chǎn)出，擁有專利34件，將關鍵核心技術牢牢地掌握在自己手中。
深中通道管理中心島隧工程管理部部長張長亮說：“我們花了11個月，根據(jù)項目結構形式和生產(chǎn)需求，完成了沉管預制工廠的智能化改造，共取得了11項專利。”規(guī)模宏大的沉管預制廠完成了改造，為后續(xù)奠定了基礎。2020年6月17日，深中通道世界首例雙向八車道鋼殼沉管隧道的首節(jié)沉管，在西人工島與暗埋段精準對接。
針對跨海集群工程橋隧鋼結構智能制造共性關鍵技術問題，深中通道項目團隊開展了智能制造理論、裝備、關鍵技術和工程應用研究，取得了成果。該項目成果擁有發(fā)明專利33件。
智慧芽為本報記者提供的數(shù)據(jù)顯示，截至12月6日，深中通道管理中心共提交相關專利申請148件。從專利類型來看，該機構有111件為發(fā)明專利申請，其中48件已獲授權。從技術布局來看，該機構主要在混凝土、沉管隧道、鋼箱梁等細分領域進行專利布局。
值得一提的是，該機構注重與高校和科研院所、設計施工單位進行合作創(chuàng)新和專利布局，例如，一件名為“一種大直徑主纜騎跨式索夾空纜狀態(tài)扭轉控制方法及系統(tǒng)”的專利申請就涵蓋了深中通道管理中心、西南交通大學、廣東省公路建設有限公司、保利長大工程有限公司、中交第二航務工程局有限公司、成都林立宇坤勘察設計有限公司等6家工程設計、施工單位，涉及10余位發(fā)明人。
“建設好深中通道，不是一件容易的事。”深中通道管理中心主任、總工程師宋神友說，國家對這項工程給予了高度重視。在項目開工后，交通運輸部、廣東省政府召集成立了包括7位中國工程院院士、4位設計大師在內(nèi)的深中通道項目40人技術專家組，為深中通道破解技術難題進行咨詢決策，極大提升了難題的解決速度和建設進度。
“相比于港珠澳大橋，深中通道最明顯的特點之一是多了一個千米級的懸索橋——伶仃洋大橋。”中交第二航務工程局有限公司深中通道項目副總工程師蔣明鵬對中國知識產(chǎn)權報記者表示。
作為國家重大工程，深中通道累計完成投資額已超350億元。深中通道計劃于2024年建成通車，將深圳與中山的車程從約2小時縮短為半小時內(nèi)，成為連通珠江口東西兩岸城市群的交通大動脈。
十余年來，中國創(chuàng)新者先后自主建設了港珠澳大橋、深中通道、大連灣海底隧道，構建起了我國大型外海沉管隧道的三大版圖。其中，深中通道項目的沉管是鋼殼，該項目成果獲授權發(fā)明專利33項，在深中通道60萬噸鋼結構建造過程中得到成功應用，并推廣應用于黃茅?？绾Ｍǖ赖?0余項國家重點工程。（來源：中國知識產(chǎn)權報）