大連灣海底隧道技術團隊以超級工程為依托，堅持自主創新，敢于直面困難、破解難題，用實際行動占領沉管浮運安裝技術的“制高點”，構建起中國沉管隧道建設的安全防護墻，在建設沉管隧道現代產業鏈“鏈長”的道路上展現了中交一航的智慧與擔當。

6月30日，大連灣海底隧道最后2節沉管即將出塢，不久后，將和已經安裝在海底的另外16節沉管匯合，中交一航局的中國工程師在港珠澳大橋、深中通道、大連灣海底隧道等超級工程中磨煉本領，不斷勇闖沉管隧道技術“無人區”，開辟原創技術“策源地”，讓中華民族“敢下五洋捉鱉”的深海工程建設能力得到提升。

一、荷蘭人說：沒有我們，你們不可能建成沉管隧道

1910年，美國底特律水底鐵路隧道的建成，這是目前資料中可以查到的最早使用沉管隧道的水下工程。而此時，統治中國仍然是腐朽的清王朝。此后的100多年，荷蘭、日本、德國等國家沉管技術不斷得到突破，沉淀了一大批先進的核心技術和裝備。

自上世紀90年代以來，我國開始在水工工程中小規模使用沉管法工藝。但直到2008年，才真正在外海大規模使用沉管隧道技術。這個重要的工程是港珠澳大橋。

港珠澳大橋建設初期，如何確保沉管隧道在深海中精準安裝、如何確保沉管連接出滴水不漏，這些難題困擾著中國工程師。為了解決問題，中國工程師們走出國門，企圖尋求外國專家的幫助。最終，找到了荷蘭一家咨詢公司。這家咨詢公司開出了數億咨詢費的天價!并表示，沒有我們的幫助，你們中國人不可能在深海建成沉管隧道。

苛刻的條件，歸根結底，是因為我們沒有掌握核心技術!沒有核心技術，就要被“卡脖子”，就要受制于人!

中國人要有自己的深海沉管隧道!以中國交建首席科學家、工程院院士林鳴為代表的中國沉管隧道工程師，開啟了國產隧道的艱辛歷程。也正是在那時，中交一航局作為主力施工隊伍，組建了我國首支專業化深海沉管安裝隊伍。

經過國內眾多專家的共同努力，中國工程師在港珠澳大橋的建設中攻克了沉管沉放、安裝等眾多基礎性難題。在工程建設中，中交一航局自主研發建造了基床整平船、沉管安裝船等達到世界領先水平的關鍵裝備，中國深海沉管隧道在披荊斬棘中完成了從0到1的艱難突破!

二、新的挑戰：北方嚴寒條件的首條沉管隧道

盤點已經建成的深海沉管隧道，絕大多數海水溫度不低于結冰臨界點。因為，如果氣溫達到臨界點以，混凝土會受到凍融循環的破壞。就像一顆白菜冷凍后再解凍，就會化成一灘水，混凝土受到冰凍解凍的拉扯，會遭受致命打擊。

解決這個難題，對我國沉管隧道建設具有重要意義。縱觀中國地圖，黃海和渤海為我國最緯度最高的外海，大連的緯度和我國北方最大河流黃河的“幾字形”中的“橫”緯相當。如果能夠在大連的氣候環境下建設海底隧道，也就意味著具備了在國內任何水系建設沉管隧道的能力!

前景何其激動人心!中國沉管隧道將再次勇闖技術“無人區”，攀登新的高峰!

一航局建立了“水下隧道建設與運維技術企業重點實驗室”，并在施工現場建立試驗與應用基地，促進實驗室科研成果和現場的轉化，構建科研和應用的快速轉化通道。科學家和工程師們調研了我國寒冷海域10至86年的海工構筑物。通過大量測試，建立了極寒環境下的混凝土模型，用于混凝土結構百年耐久性的預測。同時，圍繞工程“百年標準”的質量要求，通過大量試驗，解密了極寒條件下混凝土的配合比密碼，以及混凝土保護層的厚度極限值。

解密了混凝土的配合比密碼，另一道和混凝土相關的難題擺在了面前：受環保政策以及周邊河砂資源匱乏的影響，混凝土的重要原料之一沙子不能夠滿足工程需要。為了克服這個難題，施工現場開始了新的研究，用采礦后留下的邊角余料，生產合格機制砂，用來代替河砂。經過大量復雜試驗，模擬建立了機制砂混凝土100年耐受度的理論模型，明確了機制砂作為海工混凝土砂石替代的具體參數。這項成果經航海學會評價，達到國際先進水平。

三、精準靶向：低土地占用，做繁華城市的隱形插片

海底隧道的北出口位于老甘井子區，二十年前這里是不折不扣的繁華地段，向西不到兩公里便是近年來頗受大連市民青睞的現代化社區鉆石灣，原計劃為2023年亞洲杯足球賽量身打造的現代化足球場——梭魚灣足球場正拔地而起，而南出口連接著目前大連市最繁華的中山區，向南直達港灣廣場和東港，向西可以直接進入疏港快速路。對于北岸的一老(老甘井子)一新(鉆石灣)而言和南岸的中山區而言，這條海底隧道的意義不僅僅是通行時間縮短至5分鐘，其社會意義不言而喻。

兩點之間、直線最短。但項目建設還要考慮城市規劃和既有建筑，為了保護大連港原有地貌、減少南北兩岸的拆遷工作，沉管隧道的優勢充分凸顯。與礦山法、盾構法相比，沉管法隧道在海底的埋深更淺，可以減少隧道陸域連接段里程，這就意味著大連灣海底隧道能夠最大限度降低土地占有率，既減少了拆遷量，又為今后城市布局提供更大空間。

為了達到這個目的，一航建設者不得不讓隧道在海底先拐個彎。這個由5個148米異形沉管組成的曲線段，半徑之小、曲率之大，皆為國內乃至世界沉管隧道建設史之最。為了確保沉管滴水不漏，就必須解決曲線段管節安裝的技術難題。

作為沉管安裝領域的領跑者，一航局再次展示了強大的技術實力。技術團隊針對曲線段管節安裝開展了近兩年的技術研究，開創造性提出了“智慧沉管”概念。

先從碎石基床整平入手。整平的難點在于如何使基床匹配大弧度管節。把基床曲線部位的碎石壟適當延長，在曲線管節區域畫一個平行四邊形，把弧線包含其中。但在船體全漂浮的狀態下，做大曲率整平，對保證精度和效率也是極大的挑戰。

一航局經過3個多月的自主研發和反復試驗，為全漂浮整平量身定制了自動定位與調平系統。在自動定位模式下，系統實時監測整平船當前的位置信息，獲取與目標位置的偏差數據，自動控制整平船的6臺絞車向目標船位進行收放纜動作，直至船體精準移至目標位置。如此大的船體實現“自動泊車”，在行業內達到了領先水平。

高精度整平為曲線段管節的精準安裝提供了保障，項目團隊又通過嚴格通纜作業要求，優化安裝沉放步驟，調整對接端著床距離，嚴格計算管節沉放準備壓載過程，控制管節姿態，最終實現了精準對接。

為了實時監測已安裝管節的姿態，有效防止管節發生位移、沉降，一航局研發了沉管隧道健康監測系統，引進光纖光柵傳感器，對混凝土溫度梯度、管內溫濕度、管節接頭相對變形進行實時監測。光纖光柵傳感器利用光傳播過程中波長的變化反映物理量變，可進行應變、溫度、位移、加速度、壓力測試，相比傳統傳感器具有抗干擾強、耐腐蝕、形狀可塑、傳輸損耗小等特點。

數字化應用也是“智慧沉管”靚麗標簽。在項目建設初期加強BIM技術研究，通過BIM建模，實現了關鍵部位、復雜工藝的可視化，提升了施工效率，BIM成果也在國內行業協會屢獲大獎;開發數字化產品交互平臺和綜合運維管理平臺，這將是國內首個數字化移交項目。開發高精度施工船舶智能管理平臺，實時獲取施工船舶位置、狀態等信息，全時段可視化輔助船舶管理，解決了狹窄水域內施工船舶多且密，船舶交叉作業干擾等工程實際問題。

四、搶占高點：解決“卡脖子”問題，實現自主自控

工欲善其事，必先利其器。從港珠澳到深中通道和大連灣，一航局自主研發了沉管運輸安裝一體船、深水碎石高精度整平船、供料鎖固船、專用拋夯一體船等核心裝備，形成了沉管隧道建設完整的系列裝備群，為一航局成為國內掌握外海沉管隧道建造核心技術的企業奠定了基礎。

但部分環節依然不可避免地受制于國外技術。加之2020年初開始的新冠疫情，為項目建設帶來諸多困難，原本需要從國外進口的關鍵設備以及需要國外協助的技術無法實現，倒逼了中國沉管隧道全產業鏈的國產化的探索。

大連灣海底隧道采用了我國自主研發的北斗衛星導航系統定位管節安裝，并完成了施工定位系統GPS和北斗系統的兼容性提升，成功驗證了北斗衛星導航系統在跨海通道工程中的實際效用，其精確度和可靠性均達到工程使用需求。

最終接頭是沉管隧道最終能否順利貫通的關鍵環節，也是整個項目的核心技術之一。大連灣海底隧道采用國內首創的推出式頂進節段法最終接頭工藝，設計階段確定了頂推施工所需的千斤頂操作系統為瑞士研發，但在2021年底最終接頭第一階段的頂推施工前，發現設備構件在轉運過程中損壞，導致系統無法運行，在疫情和工期的雙重壓力下，項目團隊在前期試驗的基礎上，對操作系統進行了重新設計編程，國產化的操作系統界面更加簡明易懂，并實現了測控系統與頂推系統并聯，實現了最終接頭的毫米級頂推。

從港珠澳大橋建設期間，沉管隧道的水下電纜插座為德國進口，由于大連灣海底隧道采用干塢法批量預制沉管，如果采用原有的電纜插座安裝方式，項目對該設備的采購量將數倍增長，且受到疫情影響，采購周期延長，對工期無法保障。項目團隊經過研究，決定電纜插座的安裝由一次舾裝調整到二次舾裝，插座的使用數量由原來的20套銳減為3套，同時聯合國內相關廠家進行技術研究，實現了國產化改造，目前已經成功應用于海底隧道的15個管節。自主設計制造的海底隧道沉管安裝水下電纜插座，提高了使用耐久性和抗腐蝕性，克服了疫情影響，不再依賴國外進口，打破國外技術壟斷，滿足循環使用要求，大大提升經濟效益。

大連灣海底隧道建設過程中，一航局以全面提升自主科技創新能力為核心，大力推進數字化研究，以增產量、降成本、提效益、促發展為目標，以解決項目重難點問題為原則，為我國沉管隧道的發展積累寶貴的經驗，同時也體現了一航局在沉管施工領域逐漸顯著的優勢。

“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還。世上無難事，只要肯登攀。”由于在港珠澳大橋、深中通道、大連灣海底隧道的驚艷表現，一航局的工程師受邀參加世界隧道大會，并做了成果匯報。中國工程師們用智慧和汗水澆筑的中國沉管隧道技術正在被世界認可，完成從追跑、跟跑到領跑的巨大跨越!