大連市地處東北，每年大約有四個(gè)多月處于冬季施工期間,并且當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速較大，大風(fēng)連續(xù)出現(xiàn)時(shí)期也較多，而北方寒冷地區(qū)的低溫、大風(fēng)以及干燥環(huán)境對于沉管預(yù)制施工質(zhì)量的控制也具有重要影響。然而更大的困難是單個(gè)節(jié)段近2700立方米的大體積混凝土澆筑完之后如何在冬天進(jìn)行溫度保溫，達(dá)到百年海工混凝土質(zhì)量要求，這是首要考慮的問題。

與港珠澳大橋沉管隧道的工廠法預(yù)制不同，大連灣海底隧道項(xiàng)目建造了國內(nèi)最大的沉管干塢“加工廠”，干塢的主體面積約為16萬平方米，相當(dāng)于22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場。在干塢內(nèi)進(jìn)行沉管節(jié)段預(yù)制，減少了沉管頂推、移至水塢這一步驟，優(yōu)化了施工工藝，有效降低了成本，效率得到了很大的提高。

由于項(xiàng)目的施工面多，各項(xiàng)資源投入大，項(xiàng)目部對于沉管預(yù)制施工質(zhì)量的要求十分嚴(yán)格。但由于大連及周邊地區(qū)天然優(yōu)質(zhì)砂嚴(yán)重缺乏，這成為解決大連灣海底隧道工程定制混凝土配方的大難題。建成大連灣海底隧道需要近36萬方的優(yōu)質(zhì)混凝土，如果考慮從再遠(yuǎn)處運(yùn)來河砂，不但造價(jià)更貴，物資運(yùn)輸供應(yīng)也難以得到保障，采用機(jī)制砂來代替天然優(yōu)質(zhì)砂成為解決原材料的一個(gè)辦法。

然而要實(shí)現(xiàn)并不容易。大連市對于環(huán)保要求嚴(yán)格，機(jī)制砂生產(chǎn)線離得太遠(yuǎn)，不可控因素較多，碎石生產(chǎn)所需毛料開采離生產(chǎn)線現(xiàn)場較遠(yuǎn)，這對混凝土原材儲備造成較大壓力。最后，砂石供應(yīng)商需要在施工現(xiàn)場旁建一條碎石、機(jī)制砂生產(chǎn)線，以供應(yīng)滿足沉管預(yù)制需要的機(jī)制砂。

采用機(jī)制砂配制沉管混凝土，這在國內(nèi)寒冷地區(qū)沉管尚屬首次應(yīng)用，混凝土質(zhì)量能否滿足沉管預(yù)制需要，亟需驗(yàn)證。四航人結(jié)合大連地區(qū)多風(fēng)的環(huán)境，綜合營區(qū)綠化和廠區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)需求，充分利用混凝土試驗(yàn)的材料。在制作花池和防撞墩的過程中，對機(jī)制砂混凝土工作性能、脫模劑選用、振搗棒選型、振搗時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行探索。

在120多個(gè)花池模板及多個(gè)防撞墩的試驗(yàn)下，機(jī)制砂混凝土性能得到初步驗(yàn)證，然而真正的難題——2700立方米的沉管節(jié)段澆筑如何在冬季施工保溫并保證其質(zhì)量擺在了建設(shè)者的面前

如此大范圍的保溫，足尺模型試驗(yàn)就非常有必要。足尺模型試驗(yàn)的開展，對于項(xiàng)目部全體人員來說像是一次模擬考試。

2019年12月16日，在歷經(jīng)25小時(shí)的連續(xù)施工后，大連灣海底隧道工程首個(gè)沉管足尺模型澆筑完畢，然而真正的考驗(yàn)才開始。室外接近零下十?dāng)z氏度的低溫，混凝土內(nèi)部溫度最高可達(dá)到四十五攝氏度，將近五十五攝氏度的溫差，只要保溫篷布有一絲漏縫，寒風(fēng)就能趁虛而入，從而使得混凝土的表面溫度急速下降，產(chǎn)生溫差裂縫，這對于沉管制作有著極高要求的四航人來說，是萬萬不能接受的。蒸汽養(yǎng)護(hù)，專人測溫，檢查，一項(xiàng)項(xiàng)嚴(yán)格把關(guān)，終于可以進(jìn)行拆模了。

隨著最后一個(gè)蒸汽養(yǎng)護(hù)的噴嘴停止了噴霧，篷布從足尺模型上掀開，完整的沉管節(jié)段暴露在人們眼前，足尺模型試驗(yàn)是一次成功的試驗(yàn)，混凝土質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，通過在足尺模型中埋設(shè)溫度、應(yīng)變傳感器，監(jiān)測試驗(yàn)全過程中溫度及應(yīng)力變化與分布情況，驗(yàn)證混凝土溫控措施有效。

四航人憑借在港珠澳島遂工程沉管預(yù)制的施工經(jīng)驗(yàn)，在大連灣海底隧道沉管預(yù)制因地制宜，對其不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，特別是將“穿孔塞焊”方案調(diào)整為“摩擦焊”方案，以及將中墻“S型”拉鉤筋調(diào)整“C型”拉鉤筋，不僅大大地提高了現(xiàn)場施工效率，降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，還節(jié)約了大量的人力、物力的投入，得到業(yè)主和設(shè)計(jì)方的肯定。在不斷驗(yàn)證中，建設(shè)者終于找到了適合大連地區(qū)的混凝土配方，并驗(yàn)證了冬季施工各項(xiàng)措施，尤其是冬季混凝土施工溫控措施及溫棚、蒸汽養(yǎng)護(hù)的施工效果，形成了大風(fēng)寒冷季節(jié)施工操作完善的流程。