8月22日，深中通道项目钢壳混凝土组合沉管受力机理及计算方法和抗震关键技术研究专题通过专家评审，参加会议的包括中国工程院院士聂建国、陈政清等在内的多位国内知名专家。专家组经过认真审定后一致认为，该专题研究目标明确，技术路线合理，研究内容全面，成果可靠，属国内首创，建成后将成为国内首例世界最大特长变宽钢壳混凝土组合沉管隧道。
深中通道是世界级的“桥、岛、隧、海底互通”超级集群工程，所处海域地质条件异常复杂，建设条件受航空、航道、防洪等多重限制。其中，长约6 . 8公里的双向八车道海底沉管隧道下穿沿江高速、大铲航道、机场支航道、矾石水道。为克服超宽、变宽、深埋、回淤量大等技术难题，项目采用钢壳混凝土沉管隧道结构型式，这在国际上属于首次大规模应用，缺少成熟的设计理论与方法、施工工艺与质量验评标准，存在较大技术挑战。
专家指出：“深中通道是我国又一项超级工程，在桥梁和沉管隧道方面将有新的重大突破和进步。它的建成对粤港澳大湾区和全国的经济发展都将起到巨大促进作用。 ”
大湾区需要大通道
珠三角是我国人口集聚最多、创新能力最强、综合实力最强的三大区域之一，也是有全球影响力的先进制造业基地和现代服务业基地。但是，珠江口不同的区域，也面临着经济发展不平衡的问题。交通基础设施是联通区域、打通珠江口的纽带，也是经济协调发展的纽带。因此，珠江口的交通格局始终是广为关注的课题。
珠三角10多个城市，以人字形分布在珠江口两岸。经过几十年的发展，逐渐形成了三大组团：一个是广州、佛山、肇庆，一个是深圳、东莞、惠州，一个是珠海、中山、江门。在珠江口东西两岸的最外面，是香港和澳门两个特别行政区。三个组团和两个特别行政区，交通通道各不相同，对未来的交通基础设施需求各不相同。目前，广佛肇处在“人”字的顶端，与其他两个组团基本上形成了陆地交通体系，在“人”字型的两边，隔珠江口相望，尚未形成有效的连接通道。
新的发展阶段，珠江口两岸有着不同的发展诉求。
徐国平说，从经济发展来看，珠江口形成了东强西弱的格局，也面临着结构调整的难题。东部面临越来越严重的土地和资源紧缺制约，沿着珠江东岸方向的产业转移已经基本到位；西部迫切需要连接深圳和香港，以期待形成更好的产业分工和社会格局，形成协同发展态势。
但是，既有的交通格局并未对此形成呼应。自虎门大桥建成之后，珠三角就没有新的跨江通道建设，而这座大桥运输流量已经高度饱和。同样，广深高速公路高峰车流量达到了12万辆，大大超过了设计流量。
显然，跨珠江通道建设慢了一步。
因此，尽快构建港珠澳交通大通道，增强珠江东岸地区经济辐射带动作用，充分挖掘珠江西岸发展潜力，便捷港澳及珠江两岸之间的交通联系，已成为三地各界共同的愿望。
这种迫切的愿望，在几十年的充分论证和近几年的快速建设之后，珠江口的交通格局正在完善。一是连接香港、澳门、珠海的港珠澳大桥即将迎来通车，将在珠江口最南端形成跨海通道。二是虎门大桥的上游，虎门二桥正在建设之中，将有力地改善广州南部跨越珠江的交通状况，有效缓解虎门大桥的交通压力。
但是，虎门大桥和港珠澳大桥相距近百公里，无论是向南绕行还是向北绕行，都需要较长的时间和距离。因此，在深莞惠和珠中江两大组团的中心，需要一条更加直接的通道，这就是深中通道。
深中通道的时与势
毋庸讳言，跨越珠江口的不同通道对不同城市有着不同的影响，不同的城市对不同通道的兴趣各不相同。例如，港珠澳大桥对珠海和澳门有着更加积极的影响，虎门二桥对广州南部以及东莞有着更为积极的影响，深中通道对中山有着更为积极的影响。三大通道的决策也就交织在不同城市的利益之中。
上个世纪90年代，珠海提出了伶仃洋大桥的建设思路。公规院根据这一思路，完成了大桥的初步设计。大桥以双“Y”形式连接香港、深圳、澳门、珠海。后来由于多方面原因，这一工程被搁置。
2002年11月召开的“内地与香港大型基础设施协调小组”第二次会议以后，“内地与香港港口与物流发展专家小组”建议由国家发展与改革委员会交通司与香港政府环境运输及工务局双方共同委托国家发展与改革委员会综合运输研究所开展“香港与珠江西岸交通联系”的研究工作。研究报告认为，根据预测的交通量和货运量，东西岸间至少需要再修建两至三条跨海陆路通道，方能满足需要。其中一条通道就是港珠澳大桥。由于工程对粤港澳三地有着巨大影响，因此在2003年工程进入实质性推进阶段， 2009年开始建设。
而此报告中的另一条通道则是深圳至中山的跨江通道。随着深圳经济近年来的快速发展，一旦跨江形成同城效应，深中通道甚至会成为深圳的市政交通，且不涉及三地联检。
广东省着眼于打通省内跨区域交通通道， 2004年，“深中通道”首次提上议程，中咨集团参与前期的研究和设计工作。此后因与“港珠澳大桥”重复建设冲突而暂缓推进。2010年，广东省确定建设深中通道。公规院和中咨集团开始了前期的可行性研究工作。2015年工程可行性研究报告获批。
徐国平介绍说， 2016年4月22日，公规院作为联合体主办人，与水规院和上海市隧道工程轨道交通设计院联合中标深中通道工程勘察设计项目，工程是集超宽变宽海底隧道、超大跨桥梁、深水人工岛、水下互通于一体的集群工程，路线全长约24公里，双向8车道，采用高速公路技术标准，设计使用寿命100年。6月14日，广航局承担的深圳至中山跨江通道工程沉管隧道基槽回淤观测试验专题研究（成槽阶段）中间成果通过专家评审，广航局成功将深基槽高精度挖泥关键技术运用到深中通道项目中，开展为期一年的基槽边坡稳定、回淤观测，以及淤积物采样分析、水沙环境监测和数学模型分析等工作。
四位一体的集群工程
未来车流量将达到每天10万辆以上，这是深中通道设计工作的重要出发点。基于这一点，深中通道提出了双向八车道的基本要求。徐国平和他的设计团体为此展开了专门的研究。
在深中通道建设启动之时，下游38公里处的港珠澳大桥建设已经进入收官阶段。因此，人们总会将两个超级工程来对比分析。目前，媒体已经用超级工程来定义这两大通道，因为它们都是集桥岛隧为一体的集成工程，技术难度大、投资额大、建设周期长、影响深远。
徐国平说，深中通道在登陆深圳的地点紧邻市区，涉及到和当地复杂的路网连接，陆地空间有限、填海空间受限，因此，深中通道增加了一个非常复杂的海底互通工程。这样一来，深中通道被定义为集隧道、人工岛、桥梁、海底互通为一体的集群工程。
和港珠澳大桥一样，深中通道的工程布局受到深圳宝安机场和矾石航道的制约。在临近深圳的一侧，有着深圳机场的航空限高要求，不能建设大型桥梁，又有矾石航道航深要求，隧道不能太浅，因此，在这里设计了最深达到38 . 5米的沉管隧道。在珠江口中部是主航道，要为大型船舶通行留有足够的空间，因此设计了主跨1666米、净空高度76 . 5米的大桥，让这座大桥成为世界第一高通航净空、世界第四大跨径的大桥。
深中通道双向八车道对隧道的要求比港珠澳大桥双向六车道要更高一些，简单来说，受力要增加30 %左右。这样一来，深中通道成为世界上最宽的桥隧结合工程。
以钢为纲的新思路
深中通道双向八车道对沉管荷载提出了高要求，要求体现在什么地方？徐国平说，直观来说，沉管就更宽，行车道管廊的横向跨度就更大。沉管隧道承受巨大的水土压力，根据受力分析，其荷载是桥梁承载荷载的几十倍。钢筋混凝土沉管，钢筋主要承担拉应力，其距离中心轴越远，越能发挥钢筋的作用。由于深中通道沉管整体受力的增大，要求更多层数的钢筋，钢筋发挥的效率将会减小。同时，海底隧道对沉管防水及耐久性要求极高，这就对混凝土表面裂缝控制提出了很高的要求。也就是说，沉管隧道的受力最终是由混凝土裂缝宽度控制，这样一来就不能有效发挥钢筋的抗拉强度较高的优势。
在这种情况下，徐国平提出了采用钢壳作为沉管的“筋骨” 。也就是说，钢壳作为沉管的内外支撑壳。由于钢壳离中心轴最远，能够很好地发挥钢结构抗拉强度高的优势。在钢壳内浇筑混凝土，发挥其抗压作用，又不用担心混凝土开裂对结构耐久性的影响，保证了整个沉管的结构受力。这是一个全新的理念，大型沉管隧道中是第一次应用，各方都有担心。徐国平和他的团队进行了一系列的研究，并得到了专家的认可：钢壳结构在受力和耐久性有着更好的优点。
就沉管隧道隧道而言，港珠澳大桥以钢筋混凝土的方式刚刚取得了成功，为什么深中通道要采取钢壳混凝土的方式？徐国平说，这不是为创新而创新。钢壳的理念是根据双向八车道的宽度以及海底互通变宽的要求而提出来。而且，研究发现，钢壳混凝土沉管和钢筋混凝土沉管相比，最重要的特点是，钢壳可避免表面开裂。徐国平坦言，港珠澳大桥能够确保钢筋混凝土没有一个裂缝，充分体现了中国交建建设团队精益求精的精神，是土木工程的一个高峰，要做到这一点，是极为难得可贵的，在深中通道继续采用这种结构，对未来的建设团队来说又是一个巨大的考验。因此，如果能够换一种思路，也可能探索出新的路子。
此外，钢壳混凝土组合沉管能够更好地发挥钢材抗拉强度高、混凝土抗压强度大的优点。在环保和工厂化预制方面更有优势。这也符合国家提倡加大钢结构在建筑工程中的应用的要求。
当然，钢壳结构也面临着新的难题。一个是钢壳内混凝土的浇筑和检测问题。徐国平说，钢壳结构无法像传统的混凝土浇筑那样振捣浇筑，这就要研究新的自密实混凝土材料，或者说，混凝土浇筑中不需要振捣就可以达到设计效果。此外，一节沉管内部有约二千多个独立的壳子，要确保浇筑中不出现空腔，而且，浇筑后混凝土的监测也不能用传统的方式来实现。围绕这些问题，设计团队联合相关单位已经开始了一系列的研究。
钢壳的另外一个问题是海水中的防腐和养护。钢结构在海水中的防腐能力要比混凝土差很多。针对这一问题，徐国平说，已经形成了基本的解决方案，可以通过牺牲阳极、防腐涂料、预留腐蚀冗余等方式来解决。“根据既有的研究，钢壳在海中泥面以下一年大约腐蚀掉0 . 03毫米，一百年的腐蚀总量约为3毫米左右，因此可以适当增加钢板的厚度来解决。 ”
沉管仍然是核心问题
对于深中通道来说，工程仍然要围绕沉管隧道来展开。新的问题一一呈现在建设者的面前。
徐国平说，深中通道所在的位置是珠江口传统的采砂区。长期的采砂在这里形成了大量的采空区。由于人为的扰动，这里的地层失去了原来的连续性和稳定性，不仅给勘察设计工作带了巨大的影响，也会对后续的建设带来麻烦。也就是说，一切工作都要更细致更谨慎，投入要更大。
港珠澳大桥的沉管隧道处在珠江口沉积形成的软土及砂层，而深中通道的沉管隧道处在软土及基岩区，这给深中通道一个利弊共存的基础。以基岩为沉管隧道的基础，好处是基础稳定沉降小，不利的是如何从基岩段过渡到软土段，以确保不均匀沉降控制在安全的范围内，需要对软土地基处理提出更高的要求；设计首次提出采用海中深层搅拌水泥桩（DCM）的基础方案，另外基岩段基槽的开挖就变得异常艰巨。徐国平说，如何在确保环保要求的前提下，进行有效的岩石水下开挖，就需要研究新的疏浚工艺。
沉管需要一个平顺的基床。但是凿岩或者其他工艺形成的基床肯定无法整齐划一，这需要给基床铺上一个“石头褥子” 。设计对“先铺法”和“后铺法”进行了研究比较，“后铺法”能较好适应钢壳沉管的变形以及管节变宽的影响，但在海洋环境中缺乏施工经验，对工期也会产生不利影响，质量难于检测和保证；“先铺法”对工期和质量控制比较有利，但如何适应超宽（55米，港珠澳为38米） 、基岩边坡，“先铺法”碎石整平装备将面临新的挑战，需要进行专项研究解决。
深中通道的每一节沉管是一个165米长的大家伙，如何长距离把它从预制场运输过来然后精确放置在基床上并实现严丝合缝滴水不漏，是一个很大的难题。港珠澳大桥建设通过多个拖轮协同运输、安装船实施安装的方案，为我国大型沉管隧道的安装探索出了可行的路径。深中通道能否继续总结提升呢？深中通道设计中，海事有关部门希望尽量减少工程建设对航道的影响。针对这一点，设计团队和相关单位提出了研发运输安装一体船的思路被提出。也就是说，沿着港珠澳大桥沉管安装的思路，给原来没有动力的安装船加上动力系统，让它把巨大的沉管运输到位、安装到位。目前这个思路已经清晰，一航局等单位正在为承揽沉管安装的任务做准备，全面启动研发制造大型一体化的安装船。这样一来，就不需要多个拖轮，也就减小了浮运航道的疏浚和对航运的影响。
装备是核心竞争力
研发先进装备服务工程建设的思路，有望在深中通道建设中发挥重要作用。徐国平说，已经在设计中提出了明确的方案，建议未来的施工单位下大力气研发制造先进的大型装备。工程面对的是一个8万吨的大家伙，需要更先进的设备。未来的运输安装一体船能够拖带这样一个大型构件，以6节左右的速度运行，并实现更低成本的安装。这个装备是一个巨大的创新，也将给沉管隧道的建设带来革命性的变革。传统的拖带方式可能就会被淘汰。
与之同时，也需要研发制造新的基础垫层碎石整平装备，来满足更宽的适合岩石边坡的基础垫层碎石整平的需求。
由于深中通道海域汛期回淤量较大，需要研究开发独立的深水清淤装备，该装备拟采用刚性桁架结构，配备高精度定位系统，实现高精度清淤施工。
针对钢壳混凝土质量的检测，需要研究厚钢板钢壳内混凝土缺陷检测方法，开发专用的设备。
这也是为国家培育大型工程建设核心竞争力的体现。大型施工船舶、大型专用设备的研发制造，取决于国家装备工业的水平；大型构件的生产制造安装，体现了国家工业生产能力；标准化水平的高低，取决于国家工业管理水平。
中国桥梁新跨度
深中通道桥梁总长17 . 03公里，包括主跨1666米的伶仃航道三跨吊悬索桥，主跨580米的斜拉桥，主跨110米的泄洪区非通航孔桥以及主跨60米的低墩区非通航孔桥，桥梁采用钢结构或钢混组合结构。其中主跨1666米的伶仃航道桥离海岸约10公里，是目前世界最大跨度的离岸跨海悬索桥，同时为满足伶仃航道通航的要求，伶仃航道桥也是世界最大通航净空的悬索桥。这给设计、施工带来很大的难度。桥梁的抗风设计、离岸海中锚锭基础设计等是设计者必须解决的关键技术难题，锚锭深基坑施工以及海中高空主缆架设也是摆在建设者面前的两道难题，必须研究解决，才能确保工程质量与安全。
深中通道是粤港澳大湾区的标志性工程，工程景观设计平台高，要求严。设计提出了一体化景观设计理念，不仅考虑工程平纵线形的整体协调，桥、岛、隧的总体造型景观协调，还应考虑桥梁上部结构、下部结构的造型协调，以满足打造珠江口门户工程的要求。
超级工程建设理念的创新
近年来，我国正在加快推进一大批大型工程、超级工程。除了技术、装备的发展，理念的创新或许更加具有决定性意义。
徐国平说，建设超级工程，首先需要我们在思路、理念创新，才能指导工艺、方法的创新。像港珠澳大桥、深中通道这样的超级工程、集群工程，从建设思路来看，已经超越了单纯的桥梁建设理念、超越了单纯的水工建设理念，需要我们用跨领域、系统化的理念来设计建设，只有这样，我们才能提出整合桥梁、水工、疏浚、材料、装备等不同领域优势资源的工艺方法。超级工程也需要我们站在国家整个工业化发展的高度来思考问题、解决问题，只有这样，我们才能不断坚持构件标准化、制造工厂化、装备智能化、建管养一体化的理念和方法。港珠澳大桥的成功建设，给了深中通道很多值得借鉴、学习的东西，新的环境、新的阶段，也要求深中通道建设坚持创新，不断为超级工程建设探索新的路子，形成设计理论、标准、施工技术、装备、产业链等一整套的成果。
徐国平说，深中通道的设计至少在三个方面提出了新的方法。
一是大规模在隧道中使用钢混组合结构。与钢筋混凝土相比，钢结构在耐久、环保方面有着显著的优势，而且更加容易实现工厂化、标准化。2016年国务院总理李克强在政府工作报告中首次明确指出“积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量” ； 2016年9月国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》强调“力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30 %” ； 2016年7月交通运输部印发了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》 ，决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设，提升公路桥梁品质，发挥钢结构桥梁性能优势，助推公路建设转型升级。深中通道的设计正符合了相关要求。
二是进一步强化使用先进的智能化装备。针对沉管运输和安装、基槽的整平、桥梁的安装，深中通道设计团队提出了一系列新的思路。这不仅能够提升工程建设的效率，体现本质安全，也能不断提升我国工程建设的核心竞争力。
三是建立钢壳混凝土组合沉管的标准规范；开发利用沉管隧道的BIM设计技术。通过多渠道、多方位的专题研究，开创性的建立钢壳混凝土组合结构计算理论和方法，形成一套集设计方法、施工工艺、质量检测于一体的钢壳混凝土组合沉管隧道设计施工规范，以指导深中通道及后续类似工程的建设；深中通道沉管隧道研发并应用了BIM设计技术，为后续项目的建设与运营管理提供全面的信息支撑，也为提高设计效率提供了技术保障。所有这些，最终落脚到建设绿色、高效、品质、安全的交通基础设施。
