從港珠澳大橋到深中通道，這些超級工程背后都有這個世界最大沉管智慧工廠 的身影。

要在海底鋪設一條6.7公里的海底隧道，需要33節(jié)沉管。這樣長度和龐大工程量的海底隧道工程在世界上是首例?！?/span>深埋長距離海底隧道、軟弱地基上的離岸人工島建設都極具挑戰(zhàn)，同時它還要滿足120年設計使用壽命，并可抗擊8級地震，其設計和施工難度在世界范圍內都是罕見的。”時任中國交建總工程師、港珠澳大橋島隧工程項目總經理、總工程師林鳴說道：“33節(jié)沉管的預制，只要失敗一節(jié)，就意味著整個工程失敗，我們決不能有絲毫的懈怠。中交人有責任，也有智慧、有能力完成這項世紀工程的建設。”

33節(jié)巨型沉管共需要30萬噸鋼筋，100萬立方米混凝土，相當于8座828米高的迪拜塔。超級沉管需要一座超級工廠。

2010年12月28日，正是南國濕冷的冬季。當?shù)谝宦暠坡晱墓鹕脚ｎ^島響起，四航建設者開始了土石方的開挖。

這座“夢工廠”的核心是沉管預制鋼結構廠房建設及配套生產設備安裝、深水塢、淺水塢建設。建設者要在物資匱乏、作業(yè)面狹小的孤島上完成10個足球場面積的爆破開挖作業(yè)，建起一座機構復雜、標準要求高的現(xiàn)代化工廠。“工期緊，機械設備上島不方便，開挖方量大，我們必須日夜不停地趕工。”

僅用了14個月，四航人共完成20個節(jié)點任務，廠區(qū)總爆破開挖量約200萬立方米，混凝土澆筑量約為13萬立方米，鋼結構安裝量約為3000噸，在牛頭島平地建起一座世界級的沉管預制廠，為島隧工程建設工作全面轉入沉管預制和浮運沉放打下了堅實的基礎。預制廠建成投產后，項目部按照自我管理、持之以恒、不斷優(yōu)化和勤儉節(jié)約的原則，全面實施“6S”現(xiàn)場管理制度標準化管理。“通過制度細化來完善項目標準化管理，是項目部管理提升的重要經驗。”時任項目經理、現(xiàn)任四航局副總經理梁杰忠說道，“此外，我們在管理理念上引入了‘6S’管理并將其‘本土化’，以此激發(fā)管理潛能。”預制廠內，極目望處，一排排鋼筋整整齊齊地堆放，一架架機器泰然自若地運轉，一個個穿戴整齊的工人有序工作，設備一塵不染。56萬平方米的工廠，沒有一塊垃圾，沒有一根煙頭，一切都彰顯著“6S”標準化管理之美。項目部還對廣大參建人員開展職業(yè)技能培訓和“6S”管理內容專項培訓，提高員工的自覺性，“沒有高素質的員工，就沒有高質量的產品”。 

完成港珠澳大橋沉管隧道建設任務之后，四航建設團隊重整行裝再出發(fā)，再次肩負起建設深中通道沉管隧道的重任，將原港珠澳大橋沉管預制廠進行智能化改造升級，建成世界最大智慧工廠，自主研發(fā)高流動性自密實混凝土、智能臺車組、智能澆筑機和深中通道智慧管理系統(tǒng)，解決了8萬噸沉管移運速度和自密實混凝土澆筑的百年質量難題。

深中通道沉管隧道采用鋼殼混凝土組合結構形式，該結構為國內首次應用，國際上首次大規(guī)模使用。該結構形式就是鋼板包著混凝土，類似“三明治”結構，不易產生裂縫漏水現(xiàn)象。在施工工藝上，鋼殼混凝土沉管隧道是鋼板隔倉內封閉式澆注，澆注隔倉多，每個標準管節(jié)由2255個約4-16立方米封閉隔倉構成，牛頭島預制廠需要完成4萬個不同規(guī)格隔倉施工，高流動性自密實混凝土總用量達66萬立方米。

設計師對深中通道隧道100年壽命提出了苛刻的要求，每一個倉格了里鋼殼和混凝土間的縫隙只能有5毫米的脫空。要在這樣一個“龐然大物”里頭封閉的環(huán)境下完成混凝土澆筑工作，既看不見，又要求混凝土澆筑完成后與面板緊密貼合，難度可想而知。

必須走自主研發(fā)道路。四航局技術團隊為直觀獲取混凝土在鋼模中的流動狀態(tài)，按沉管倉格尺寸打造全透明的有機玻璃模型，進行全方位模擬，還拍攝錄像反復研究，在實踐中研究能滿足鋼殼質量標準的混凝土材料。

“光是為了找到最好的原材料，我們就跑遍了這方圓數(shù)千公里，晚上做夢都是混凝土?！彼暮骄稚钪型ǖ理椖吭囼炇抑鞴軐O帥說道，“解決了影響混凝土性能的單個敏感因素后，還要繼續(xù)研究溫度、時間、澆筑泵管、設計性能指標等多個因素相結合對混凝土的作用，必須確?；炷列阅苋f無一失。”

面對傳統(tǒng)澆筑設備適用性差、沉管預制工期緊和工人操作誤差等問題，四航局技術團隊突破傳統(tǒng)工程思維，整合工程和機械的的技術資源，自行設計一款智能化澆筑設備——智能澆筑機，工程師稱它為建筑界混凝土施工首臺機器人。

自主研發(fā)制造的智能澆筑機，它設有液壓行走底盤，八支液壓腿可實現(xiàn)前后左右四向移動；設有兩級回轉，臂長達12.3米的澆筑臂，一次澆筑可完成約25米直徑的區(qū)域作業(yè)；配合先進漿管系統(tǒng)，實現(xiàn)水泥送漿速度和澆筑高度實時可控。雖然智能澆筑設備的底盤厚重，但尺寸小巧，澆筑臂長，可以靈活在沉管內部行走作業(yè)，是一臺可以24小時澆筑作業(yè)的“超級蜘蛛人”。

為提高設備的精度，四航人同時選擇從軟件上適配——建立數(shù)據(jù)庫，攻克智能澆筑系統(tǒng)的核心算法，用系統(tǒng)的程序算法修正設備誤差。然而每一個動作的疊加，系統(tǒng)的運算量便是以指數(shù)級增長，工作量龐大。四航研發(fā)團隊開啟了馬拉松式的調試，進行龐大基礎數(shù)據(jù)的漫游。調試的過程艱難但令人興奮，一次次的偏差伴隨著精度的一次次提高，最終研發(fā)人員攻克了智能澆筑程序的核心算法，并一舉將尋孔精度提高至10毫米以內，比設計需求提高了4倍！四航人再一次做到了別人眼中的不可能。

實踐是檢驗真理的唯一標準。技術團隊不僅自主研發(fā)出了脫空狀態(tài)不超過5毫米的高穩(wěn)健自密實混凝土，還在智能機器人的自動化控制下，圓滿完成了首節(jié)沉管的澆筑任務，這也是世界上首次大規(guī)模采用自密實混凝土澆筑鋼殼沉管，奠定了中國鋼殼沉管預制的標準基礎。

深中通道每個標準管節(jié)長165米，重約8萬噸，超過“遼寧號”航空母艦的排水量。參照港珠澳大橋建設技術和經驗，一節(jié)沉管每天頂推約30米，完成單節(jié)轉運需要7天。為滿足工期要求，加快粵港澳大灣區(qū)基礎設施建設，深中通道全部沉管預制工作計劃于2022年底完成，項目要保證每月生產1節(jié)沉管，必須1天之內完成鋼殼沉管在預制廠內的縱移動。

“當時我們經過了巨大革新才使港珠澳大橋頂推系統(tǒng)實現(xiàn)從30天到15天再到7天的提速，這已經到達了極限?！彼暮骄旨夹g中心總經理陳偉彬說，“但是現(xiàn)在用這套頂推系統(tǒng)做深中通道項目，難以滿足功效要求。”研發(fā)一套“專業(yè)化”鋼殼管節(jié)移動系統(tǒng)，成為了項目團隊的唯一出路。

“滾動肯定比滑動要省力，臺車就是這么一個構思。”這是四航局研發(fā)團隊提出臺車移運沉管方案的基本思路。但使用臺車組實現(xiàn)八萬噸管節(jié)的移運，世界上沒有先例，在兩倍的安全系數(shù)要求下，整個臺車組所能承受的最大載重，要達到16萬噸，單臺臺車載重超過常規(guī)臺車最大載重的4倍，這個難度嚇倒了幾家非常有實力的研發(fā)單位。四航局航通公司承擔起這一重任，依托于最大載重只有200噸的船舶轉運臺車的原型，勇敢地探索800噸臺車的研發(fā)。一年時間的堅持， 智能臺車設計方案通過專家論證，正式投入使用！ 

“雖然我們已經調試過很多次設備了，但畢竟沒有用臺車真正運過6萬噸的東西。在沉管移運完成前，那心都是懸著的。但實踐證明，我們真的成功了！”項目設備部部長趙國臻激動地說道。相較港珠澳大橋的首節(jié)沉管移運的用時30天，深中通道的首節(jié)非標準段沉管移運僅僅用了3個小時，運轉速度比港珠澳大橋速度快56倍。

2020年4月16日7時50分，牛頭島上的沉管智慧工廠一片肅穆，深中通道E2管節(jié)（標準段）靜靜地停放在澆筑車間內，4列200臺智能臺車組蓄勢待發(fā)，將要迎來它的最大考驗——8萬噸鋼殼重載移運。最終歷時4小時30分鐘，E2管節(jié)平穩(wěn)地從澆筑區(qū)移運到淺塢區(qū)，移運效率約為港珠澳大橋沉管采用的傳統(tǒng)頂推方式的數(shù)十倍，再一次展現(xiàn)出四航速度。

如今，在牛頭島沉管智慧工廠，全新的自動化生產線，智能化移動裝備、混凝土澆筑機器人系統(tǒng)、智慧工地調度系統(tǒng)已經代替了傳統(tǒng)的以手工操作為主的生產模式，鋼殼沉管的質量和穩(wěn)定性也得以大幅提高，深中通道在港珠澳大橋跨海通道建設水平上，將再上一個臺階，推動整個行業(yè)的技術進步。