深中通道项目采用东隧西桥方案，全长约24公里，分别设置东人工岛、沉管隧道、西人工岛、伶仃洋大桥（主跨1666米悬索桥）、中山大桥（主跨580米斜拉桥）及非通航孔桥；采用设计速度100公里/小时的双向8车道高速公路技术标准。工程规模宏大、建设条件异常复杂、技术难度高，是继港珠澳大桥之后又一世界级的“桥、岛、隧、水下互通”集群工程。
2016年12月，交通运输部印发《交通运输部关于打造公路水运品质工程的指导意见》（交安监发〔2016〕216号），吹响了品质工程建设的号角。基于项目双向8车道“超宽、深埋、变宽、大回淤”海底沉管隧道的技术特点，国内首创钢壳混凝土沉管结构方案，并构建钢壳智能建造和沉管隧道自密实混凝土智能浇筑技术体系；围绕离岸深水人工岛建设，自主研发大直径钢圆筒在风化岩层振沉施工技术；践行“标准化、工厂化、装配化、智能化”建设理念，制定了打造桥梁品质工程的十二字方针：“一套装备，两大转变，三个提升”。本文重点阐述深中通道桥梁工程品质工程策划与实践。
一套装备——铺筑品质工程标准化基础
深中通道桥梁工程全长17.03千米，其中水上引桥长约11.4千米，里程占比67%，造价占比48%。水上引桥上部结构为288片整体式箱梁，其中110米钢箱梁110片，60米整体式箱梁178片（等宽混凝土箱梁141片+变宽混凝土箱梁19片+钢箱梁18片）。引桥上部结构的运输与架设，受水深、水下地形、台风等影响较大，是制约桥梁工程工期、安全和投资的主要因素。
深中通道在设计阶段坚持业主主导方案，深入开展调研，主持编制桥梁工程总体施工组织设计，从施工效率、安全风险、综合成本等方面，深度比选运架梁起重船与浮吊两种运架方式。与浮吊架设方案相比，具备自航能力的运架梁起重船吃水深度浅、无需辅助船舶，14个月可完成所有水上引桥箱梁的架设，满足箱梁架设工期要求，同时可节约投资约3亿元。
基于以上分析，在工程招标中，将水上引桥上部结构架设和混凝土箱梁的预制划为一个标段，进行集中生产、集中架设，有效避免了大型预制场重复建设、大型吊装船舶重复投入后窝工等，可能引起的工程投资大幅增加。实现水上引桥标准化设计和装配式整跨箱梁大吨位、高精度、自适应吊运安装。
图1 运架梁起重
两大转变——构建品质工程平台
变水上施工为陆上施工
对于海上混凝土桥梁的施工，常用方法是搭设钻孔平台提供作业面，钢筋半成品、水、人员、设备等生产要素通过船运至施工现场，发电机组发电提供施工用电，拌和船生产混凝土。主要特点是施工效率较低，质量与安全管理难度大，混凝土生产、水、电与运输成本显著增加，且须开挖临时航道。若采用承台、墩身整体预制吊装方案，还须建设大型预制场，租用多艘大型浮吊，综合成本更高。
深中通道结合建设条件，转变项目建设管理思路，通过搭设栈桥与钻孔平台，为钢筋半成品、混凝土、水、电、人员与设备等生产要素，提供从岸上到施工现场的快速通道，将水上施工转变为陆上施工。可有效提升工程质量与施工效率，降低安全风险和工程施工组织管理难度。虽然增加了栈桥搭设费用，但综合分析水电与运输成本，栈桥方案节约投资约5亿元。
在施工图设计阶段，项目业主以栈桥方案指导工程预算编制，并在招标文件中明确了栈桥搭设的基本要求。目前，栈桥已全部搭设完成，为全线桥梁下部结构顺利施工提供了最优保障。
图2 栈桥与水上作业平台
变钢筋现场绑扎为工厂预制
对于现浇混凝土结构的钢筋工程，一般先在工厂内完成钢筋半成品的加工，再运输至施工现场进行安装。在高温日晒、高空作业等恶劣作业环境下，人为因素影响显著，其保护层厚度、钢筋间距、接头质量等技术指标的合格率不足80%的现象时有发生。而小箱梁、节段梁等预制结构的钢筋骨架，在精加工的胎架上绑扎成型，保护层厚度、钢筋间距等技术指标的合格率则普遍稳定在95%以上。
深中通道中的墩身、塔柱为变截面设计，水平向箍筋与拉筋每根尺寸均不相同，若采用钢筋现场安装，将更加难以保证工程质量。深中通道转变建造理念，将质量控制关口前移，全面推行钢筋部品工法。在工厂内高精度胎架上完成钢筋部品的制作，将其运输至施工现场后整体吊装，采用锥套接头新工艺实现主筋对接。这一工法可根治钢筋工程质量通病，避免高空散绑，提高施工效率，降低安全风险。
图3 锥套锁紧钢筋接头
从目前实施情况来看，在钢筋部品预制完成后、对接完成后、混凝土浇筑前及浇筑后，现场实测全断面所有钢筋的保护层厚度、钢筋间距、接头质量等技术指标，合格率均为100%，达到预期目标。
三个提升——夯实品质工程成效
提升工程建设工厂化水平
为了保证钢筋工程的加工质量与效率，将传统的钢筋加工棚升级改造为钢筋配送中心。实行场区全封闭、工厂化功能分区、货架式管理，引入高精度智能加工生产线，细化流水作业组织要求。通过BIM模型技术结合数控加工设备、智能焊接技术，实现钢筋数控自动化加工，显著提高智能化生产能力，大幅提升钢筋工程标准化、工厂化生产组织水平，有效保证钢筋加工的质量和精度。
为保持混凝土生产质量稳定，对传统的混凝土拌和站进行升级改造，建立混凝土输送中心。实行场区全封闭管理，集成混凝土ERP系统、拌和站生产系统、物料管理系统、车辆管理系统等，实现混凝土生产集中控制、拌和楼无人值守、生产质量智能监控。同时配备制冰、碎冰设备，建设“风冷+水冷+冰冷”低温生产线，严控混凝土入模温度，有效提升混凝土质量水平。
图4 高精度智能加工生产线
提升混凝土结构外观质量水平
混凝土外观质量是混凝土结构物质量水平的重要评定指标。深中通道建立模板准入制度，全面推广使用不锈钢模板，在全球范围内优选木模板。同时对模板的设计、制造、验收、使用、维护等环节进行全过程管理，强化加工制造过程质量管控，严格模板进场验收，有力保证模板强度与精度，实现混凝土外观质量的全面提升。
图5 墩身与小箱梁模板
提升智能建造水平
基于BIM信息管理平台，结合人员管理系统、工装设备监控系统、全景视频监控系统等科学化的管理手段。集成钢筋自动加工生产线、混凝土配送中心、智能移动车间、自动液压模板系统、智能布料振捣、智能张拉、智能压浆、智能自动喷淋等智能工装设备，打造智慧工地，提高预制质量的稳定性，提升智能建造水平，实现预制结构物“工厂化生产、流水化作业、智能化控制、信息化管理、装配化施工”。
图6 智慧梁场协同管理平台
研发造塔机，将传统的爬模工法进行全面升级改造。研发钢筋网片自动成型机成套技术，提升索塔钢筋工程质量与施工效率；设置混凝土智能浇筑设备，大幅提高混凝土的浇筑质量；设置养护、修饰与检测层，保障混凝土养护质量与外观质量，及时检测掌握混凝土实体质量情况。
深中通道坚持“创新引领、绿色发展”，全盘统筹项目建设，主导工程设计方案，科学配置资源，推行标准化设计、大标段划分，开展集约化、工厂化生产，全力打造“智慧工地”，实现品质与效率同步提升。在项目后续的建设中，深中通道将继续坚持管理和技术的传承与创新，深化现代工程管理，全面提升项目建设理念、管理水平、技术创新水平、质量安全水平，争创国家“品质工程”示范项目，努力实现“建世界一流可持续跨海通道，创珠江口百年门户工程”的建设目标。
本文刊载 /《桥隧产业》杂志 2020年 4月刊 总第40期
作者 / 王康臣 沈大为
作者单位 / 广东省公路建设有限公司
深中通道管理中心
