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为跨海超级工程校准方向 测绘“标尺”支撑深中通道精准贯通

2026-08-31 14:06

来源:中国网

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从深中通道西人工岛上看到的跨海大桥。中国网记者 郑亮摄

中国网讯(记者 郑亮)伶仃洋上,深中通道的桥梁、人工岛和海底隧道一路伸向深圳。这项全长约24公里的跨海工程建成后,将深圳与中山之间的车程从约两小时缩短到约30分钟。人们看到的是大桥飞架、车辆穿海,建设者首先要解决的却是每一部分该建在哪里、怎样才能不偏离设计方向。管节预制时,测绘要检查尺寸和对接面;管节出海后,要告诉船长船走到了哪里;海床施工时,要判断隧道的“地基”是否铺平;管节下沉时,还要盯住它的位置、高低、方向和形变;安装完成后,又要从隧道内部重新测量,确认几十节管节最终连在同一条线上。从一节管在工厂制造,到它经过约50公里海上浮运、沉入海底,再到整条隧道贯通,测绘始终伴随工程进度。在第23个全国测绘法宣传日到来之际,深中通道给出了一个直观的答案:测绘不只是画地图,更像一把贯穿工程始终的“尺子”,帮助建设者把图纸上的线准确定位在伶仃洋中。

从深中通道西人工岛上眺望深圳市区,海面以下便是由32节管节和1个最终接头连成约5公里海底隧道。中国网记者 郑亮摄

在这些测绘工作中,最难也最关键的一道题,是把一节节庞大的沉管准确送到海底。深中通道海底隧道长约6.8公里,其中约5公里的沉管段由32节管节和1个最终接头连成。一节标准管节长165米、宽46米、高10.6米,浇筑完成后重约8万吨。管节出厂前,测量人员要沿对接端面布设上百个测点,通过计算找出一个基准面,把整圈的高低差和倾斜控制在3毫米以内,否则用于阻挡海水的橡胶止水带就可能受力不均。海底施工时,设备先清除淤泥、处理地基,再像“打印”一样铺出一层平整的碎石基床,实时定位系统一边测量、一边调整,将误差控制在4厘米以内。真正进入沉放阶段,钢壳混凝土管节还会随着水深变化产生弹性形变,仿佛一根巨大的钢尺被轻轻拧动,管节上的测量塔也会随之偏移。科研团队因此利用相机、激光和姿态仪连续监测,再把变化量算进定位结果。管节在水面时依靠卫星定位,下沉时结合北斗帮助“看路”,进入最后对接阶段则使用水下摄影测量。针对水下光线弱、卫星信号无法抵达的问题,团队研制带主动光源的编码标志,相当于在昏暗海底设置可以被相机辨认的“发光路标”。这套方法在E12至E22管节安装过程进行了测试,并在水下推出式最终接头顶推时引导隧道合龙,实现了深水免测量塔毫米级定位。

航拍深中通道西人工岛及跨海大桥。受访者供图

北斗在这一过程中承担了关键角色。2020年8月27日接近23时,E3管节即将落到海底基床的关键位置,北斗与GPS给出的数据突然相差2厘米。普通人听来,两厘米几乎可以忽略,但对一节8万吨重的管节来说,这个差距可能随着沉放继续放大。到底信北斗,还是信GPS?现场所有人都在等待测量团队给出答案。一旦判断失误,管节可能偏离设计位置,甚至需要重新起浮安装。测量团队迅速比对卫星状态、全过程数据和沉放轨迹,再结合此前上千次试验,最终选择北斗数据继续沉放。答案直到第二天进行管节内部贯通测量后才揭晓:首端安装误差3.4毫米,尾端安装误差9.8毫米,E3实现毫米级对接。回忆那次决策,在中交第一航务工程局有限公司深中通道项目测量负责人锁旭宏说,提出采用北斗数据时“心都提到了嗓子眼”,等到结果出来,“手心上都是汗”。这次选择不是“押宝”,背后是从陆地到海上、从静态到动态的反复比对和试验。此后,北斗与自主研发的测控系统进一步融合,成为沉管浮运安装的重要“慧眼”。

这次选择并不是凭感觉“押宝”,而是长期试验和现场数据共同给出的结论。对普通人来说,北斗可能只是手机上的导航工具;在深中通道建设中,它传递的却是管节的位置、高低和方向,是海上施工人员作出判断的重要依据。

海上北斗定位设备检查调试。受访者供图

测量的另一层意义,是在意外发生时给工程留出“第二条路”。在中交第一航务工程局有限公司深中通道项目测量负责人锁旭宏的讲述中,还有一段惊心动魄的“黑色五分钟”让他记忆犹新。一次管节浮运途经港珠澳大桥海底沉管隧道附近海域时,受信号屏蔽影响,船上的定位、导航和测控浮运系统信号突然全部消失。没有实时位置,船管组合体就像暂时失去了“眼睛”。“现在说起来,手里还是捏着汗。”锁旭宏回忆,浮运安装一体船造价约5亿元,船下抱着的管节价值约2亿元,相当于7亿元的设备和工程构件漂在海上。“指挥长问我:‘小锁,你的信号去哪里了?为什么所有信号都没有了?’我当时也非常紧张,三步并作两步跑到测控系统前查看。”逐项排查后,锁旭宏发现约50米高的测量塔上还保留着微弱的北斗信号。团队立即按照预案切换信号源,同时让船舶减速,依靠断断续续却没有完全中断的定位信息维持航行。大约5分钟后,屏蔽消失,系统恢复正常。“如果这5分钟还不能恢复,后果可能非常严重。”锁旭宏表示。这场危机能够平安度过,并非偶然:团队此前已梳理出200多个风险点,为可能发生的情况制定应对方案,测控和通信也都留有备用系统。

深中通道建成通车后,深圳与中山之间的通行时间从以往的约2小时缩短至30分钟以内。中国网记者 郑亮摄

如今,深中通道已通车两年多,车辆每天从海面上方和海底隧道穿行。人们看不到曾经立在海上的测量塔,也看不到水下相机、拉线和后台不断刷新的坐标。锁旭宏却记得每一节沉管被“量”过的细节——“对每个沉管,我们几乎测遍了它的角角落落。”从制造场的一张控制网,到E3关键时刻2厘米的判断,再到“黑色五分钟”的信号切换和最终接头的“深海智眼”,测绘技术不断改变,作用始终没有变:为超级工程校准方向、控制质量、守住安全。那些看似抽象的坐标,最终变成了海底约5公里沉管隧道的准确位置,也变成了珠江口东西两岸30分钟可达的现实距离。

【责任编辑:郑亮】
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