今年刚开通的深圳至中山跨江通道（深中通道），集“桥、岛、隧、水下互通”为一体，是举世瞩目的粤港澳大湾区综合交通枢纽工程，也是当前世界上综合建设难度最高的跨海集群工程之一。（此前报道→正式通车！为什么这么牛？）
开通后的深中海底隧道
深中隧道是世界首例最长最宽的钢壳混凝土沉管海底隧道，也是深中通道建设中技术含量最高、难度最大的控制性环节。
中交一航局自主研发出全球第一艘自航式沉管运输安装一体船“一航津安1”，创造了浮运安装速度和毫米级对接精度等多个行业自主技术的世界纪录，相关技术不断用于最新的沉管隧道工程，使我国一跃成为世界海底隧道智能建造的领军者。
“津”字号大国重器“一航津安1”从无到有背后经历了什么？中国沉管隧道施工技术和装备怎样从落后到领先的呢？
沉管，是用钢壳和混凝土预制好的一个个巨大的长方体盒子。把沉管浮运到施工海域并逐个沉入海底，首尾相连后，打开中间的钢封门，就连通了一条完整的海底隧道。
隧道内部
对接动画演示
现在，中国的沉管隧道施工技术世界领先，但在十几年前，我国第一条外海沉管隧道（港珠澳大桥沉管隧道）建设之初，中国建设者还处于几乎“零经验”。
怎么把一节节重达8万吨的沉管运到施工海域？怎样让沉管在深海中精准对接、滴水不漏？中方曾邀请国外公司进行技术支持，对方开出了1.5亿欧元的天价咨询费！
2013年，沉管隧道技术领先的一家荷兰公司正在韩国海域施工。中交一航局的工程师们前去考察学习，对方以技术保密为由，不许他们靠近施工船。技术人员只能站在自己的船上，踮着脚尖伸长脖子，距离施工船大概十几公里，模模糊糊远远地看。荷兰专家走的时候说，“你们要自己干的话，愿上帝保佑你们，将来不会出现大的事情。”
想起当年的情形，中交一航局深中通道项目常务副总工程师宁进进不禁攥紧拳头：“外国专家那种傲慢，那种瞧不起我们的样子，对我们中国工程师的自信心是一种打击。我们都有民族情怀，中国人自立自强，我们有能力搞我们中国人的方案。”
宁进进在港珠澳大桥奋战了7年。在国外技术封锁的情况下，他和团队克服工序繁杂、计算公式多、数据量大、标准要求严苛等困难，历经50多次修改，编写了《沉管浮运安装成套施工方案》，顺利完成了我国首座外海沉管隧道施工，创造了滴水不漏的建设奇迹，实现了中国外海沉管隧道技术的突破。
宁进进在海底隧道接受采访
从无到有，从落后到领先，中国沉管隧道施工技术和装备的每一次进步，都是以问题为导向，在一次次攻关克难中实现的。
2013年港珠澳大桥沉管隧道施工开始不久，中交一航局就参与到深中通道有关技术方案的论证工作中，组建了涵盖了设计、研究、装备、施工等专家和工程师的研发团队。
深中隧道一节标准沉管，165米长，46米宽，竖起来相当于一座50多层的高楼。怎么把这些庞然大物运到海上施工点呢？
研究的第一个方向是采用国际惯用的方法。用十几艘拖轮船一起，像拖车一样把沉管拖过去。但因为深中隧道的沉管是双向8车道，超长超宽，如果两侧再由拖轮拖带，现有航道根本过不去。如果拓宽航道，光是挖泥就要花费大约10亿元。此外，运输速度很慢，穿越超50公里航道，需要占用广州港主航道长达3天，严重影响其他社会船舶行驶，给整个大湾区的经济带来巨大损失。
研发团队又提出新造自航式半潜船的方案，造一艘超级大的平板船，把沉管放在船的甲板上运输到现场并完成安装。但如此大体量的船舶，对吃水深度要求更高，需要对沉管预制厂加深，在出运和安装现场都挖出特别大的下潜坑。无掩护水域，航母般大小的沉管长时间下潜作业，一旦流速、波浪等条件变化，可能带来致命风险。
2013年到2016年，一航局把所有可能采取的方案全部反复论证，研究了多个新方案，但由于各种原因都没有达到理想效果。
自主创新是被逼出来的。
没有现成的装备满足要求，必须研发新的方案和装备。
研发团队决心，全面突破传统方案。2016年9月的一次研讨会上，大家讨论着：“要是沉管自己有腿儿跑过去就好了！”有人提议：不如直接把两个安装船连成一体，再给船带上“腿”（自带动力）？
积累三年的灵感一瞬间迸发了，这个创意让大家眼前一亮，会议室突然变得热闹起来。他们大胆设想，直接研发一艘船，把沉管连接在船肚子下面，不需要借助其他船舶，独自完成沉管运输和安装。
“提高航速，实现快速浮运通过广州港！”“有10公里的航道是横流，需要有抵抗横流的侧推系统。”“狭窄航道拐弯，人工操作容易失误，能不能搞个无人驾驶？”……不知何时，窗外下起了大雨。研发团队通宵细化方案。
三年，这是“山穷水复”后，才迎来“柳暗花明”。
想象很美好，但是否能够落地？毕竟，这在世界同行业内没有先例，宁进进他们感受到了来自同行的质疑。“原来是先拖过去，相当于爬着走，特别慢。安装船只负责安装，没有动力。现在一体船又能跑又能安装，而且还跑得特别快。所以别人有质疑，这船的能力行不行？安全到底行不行？”
把概念变成图纸，再变成现实，一切都在摸索中起步。确定船体结构的工艺方案和各项工艺参数，完成可行性论证……研发人员先后设计出500多份图纸，光是模型试验，就撰写了十几本专项报告，各种数据计算、实验、检测更是多达几十万次。
经过三年的努力，一体船方案成功通过论证。船长190.4米，船宽75米，型深14.7米，甲板面积相当于两个足球场。
一体船（全景照）
2018年7月，一体船开始建造。
与此同时，一体船上的“大脑”系统也在紧张研发中。这些系统是实现“智能导航、自动驾驶、精准对接”等智能化功能的关键。
锁旭宏是中交一航局深中通道项目部测管中心主任，他所在的测量团队，承担了其中非常重要的智能测控系统的开发任务。海底施工看不见摸不着，测控系统相当于一体船的“眼睛”，把采集到的船只和沉管的卫星定位数据，通过计算，在一体船的电脑屏幕上实时显示出来。
锁旭宏有过我国第一条外海沉管隧道的施工经验。当时施工采用的是美国GPS卫星定位信号，多次出现因GPS信号不稳定影响施工的情况。
锁旭宏他们决定解决“卡脖子”难题，把我国北斗卫星定位引入智能测控系统。在荒无人烟的珠海牛头岛上，他们远离亲友，与鸟叫虫鸣作伴，背着几十公斤重的设备，在陆地、海上，做了上万次试验。试验结果证明，锁旭宏的选择是正确的，北斗定位系统，在海上的稳定性和精度还略微优于GPS。
锁旭宏感叹：“哎呀，我们终于有中国人自己的卫星，去安我们自己的沉管隧道了。”
11000吨钢材、345公里电缆线、40多公里焊缝、60万/人工时、自主研发10大软件系统……2019年6月，津字号大国重器“一航津安1”号一体船，横空出世，寓意“一航局、天津、浮运安装船”。
世界上安装能力最大、沉放精度最高、施工作业最高效、性能最先进的海底隧道沉管施工专用船舶取得重大阶段性成果。
锁旭宏
出坞后，“一航津安1”进行了管系、电缆及电气设备安装，并开展设备调试、系泊试验及航行试验等工作。
2020年6月，深中隧道沉管浮运安装施工正式启动。2万吨的一体船抱着8万吨的沉管，迎来“大考”。
最初的实战，伴随着未知的风险。在一次沉管运输中，一体船操作间屏幕上的GPS导航标识突然消失了！锁旭宏知道挑战来了：“这意味着一体船和沉管丢失了，不知道船去哪了，船下一步应该怎么往前行驶？”
漆黑的夜里，船舶一旦失控，有可能发生撞船、搁浅、触礁……锁旭宏的心一下子提到了嗓子眼儿。他心里闪过无数最坏的结果，沉管万一损坏，代价惨重。
尽管感觉已经急得着火了，但锁旭宏知道，要立刻冷静下来。他对记者说，“我们的自我要求就是，出现问题，必须立刻有应急预案应对解决。不可能让船停下来，等你慢慢解决，那样风险太大了。我们必须无缝衔接，一次性成功，不允许失败。”
虽然还有备份的俄罗斯格洛纳斯等其他国外定位系统，但锁旭宏果断发出指令，立刻把原来的主测控系统由美国GPS切换为中国北斗！
这不仅是对中国北斗的考验，更是对我们自主研发的智能系统的考验！锁旭宏的感觉是度秒如年！40秒后，北斗系统突然发出微弱的信号，这信号由弱到强，一体船智能系统运行良好。
10小时后，一体船安全抵达指定海域。这个速度，比人工驾驶拖轮的运输方式快了4到5倍，创造了沉管运输速度的世界纪录。每个管节的运输可节约燃油80吨以上，减少排放废气约100万立方米，大大降低船舶之间碰撞导致燃油泄漏等事故风险，保护了海洋环境。
自航式沉管运输安装一体船
克服了沉管运输的难题，只是万里长征走完了第一步。更大的考验，是如何通过智能化系统，把巨大的沉管沉入海底，并逐节实现严密对接，误差不能超过5厘米。
要实现海底隧道百年不漏水的任务，沉管对接精度十分重要。作为浮运安装总指挥，宁进进决心把对接精度从工程要求的厘米级提升到毫米级。他想证明，中国建设者可以把世界沉管隧道技术抬升到更高的水平，给世界同行定个更高的标准。
2020年8月，宁进进带领团队详细撰写了指挥一体船的400多条口令动作，准备向毫米级对接精度发起挑战。在E3管节浮运安装现场，30多小时没休息的宁进进拿风油精往额头上抹，刺激出眼泪，让头脑更加清醒。所有人屏住呼吸静静地盯着屏幕，1米、90厘米、80厘米……对接！管节以3厘米的误差对接成功！
胜利的烟花绽放在夜空，大家欢呼着，可是，宁进进却沉默着转身走出指挥室。他对三厘米误差的对接结果不满意，和射击比赛一样，他不满足9环，而是每次都争取10环，用更高精度证明一体船装备的能力，证明国产软件系统的能力。
宁进进感到遗憾、失落，一个人站在甲板上不停地深呼吸，努力把涌出的眼泪憋回去。不知什么时候，身后走来一位老领导，冲着宁进进猛地踹了一脚，喊道：“你就这点本事吗？就这点打击就不行了吗？”
这一脚仿佛踹醒了宁进进，他冷静下来，和技术人员一起连夜排查问题。锁旭宏也熬了一夜，用人工原始测量的方式，核对智能测控系统的数据，结果令人欣喜，测控系统实现了毫米级的测控精度，偏差仅有三毫米。
一体船“大脑”发出的指令数据是毫米级，但“肢体”却没有做到“指哪打哪”的精准动作，说明硬件环节还是存在问题。此后几个月，宁进进带领团队在实战中不断优化各项功能。一体船的软硬件配合越来越默契，多个管节开始实现毫米级对接。
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2021年4月，正当大家对一体船的信心越来越足时，新的情况出现了！宁进进他们发现，几个管节对接都偏北一两厘米，又有几个管节全部偏南一两厘米，但是都在设计范围之内。
难道是一体船出现系统性偏差？宁进进组织技术人员排查一体船所有设备和各个系统，竟然都没有问题！
为了找出原因，锁旭宏他们把沉管放入28米水深的船坞里，用常规仪器测量数据，终于发现了症结所在。沉管的位置没变，是自身在深海下发生了变形。虽然不影响使用，但会导致测量数据错误。
沉管在深海里变成什么形状？变形到底会如何影响数据？这是锁旭宏他们第一次遇到的新问题。
锁旭宏团队找到深圳大学共同研究。他们在沉管里面安装了摄像、激光测距系统，做了大量实验，终于找出沉管变形的规律。
沉管在深海里会像拧麻花一样发生肉眼看不见的变化。沉管的形变无法修复，但是要找到变形后的数据规律，再计算出应对办法，把测量的错误数据修复成为正确数据。三个月后，锁旭宏团队全球第一次创新开发出沉管隧道安装实时修正系统。
最后一个难题被攻克！
此后，一体船创下1年安装9节沉管、连续7节实现近乎零偏差的毫米级安装世界纪录。
2023年6月11号，深中隧道最后一个管节完成“海底穿针”。一体船圆满完成任务。
2024年6月30号，深中通道正式通车。习近平总书记发来贺信，向参与规划建设的全体同志致以诚挚问候。
十多年来，中国沉管隧道技术实现了从跟跑世界到领跑世界的超越。全国水运工程建造大师、享受国务院特殊津贴专家潘伟说：
“国外没有实现一体化施工，我们的浮运安装一气呵成，一体船能完成原来10艘船的配合才能完成的任务，这是我们的世界首创。
一体船智能系统世界上绝无仅有，这也是在国家强盛，中国基建规模基础上诞生的大国重器，是集成的创新。多管节连续达到毫米级的精度对接，目前这种技术处于国际领先地位。”
潘伟
如今，中交一航局的建设者们第一次实现了深海沉管隧道全部国产化。他们创造的170多项专利，7大核心装备、8大创新成果，20多项世界纪录，正在广东潭洲隧道等工程中继续应用。这些核心技术和装备将和一体船一起，继续推动世界沉管隧道建造实现新的智能化跨越。
