近日，中交集團所屬一航局自主研發投資的自航式沉管運輸安裝一體船——“一航津安1”在廣州黃埔文衝龍穴廠區順利出塢，將參與深中通道的建設。這標誌著目前世界上安裝能力最大、沉放精度最高、施工作業最高效、性能最先進的海底隧道沉管施工專用船舶建造取得重大階段性成果。
“一航津安1”是世界上第一艘集沉管浮運、定位、沉放和安裝等功能於一體的、具有DP定位和循跡功能的專用船，一航局擁有自主知識產權，已獲國家專利並申報國際專利。該船投入使用後，將進一步鞏固和提升一航局在沉管隧道市場領域的技術優勢和影響力。
該船主船體採用雙體船船型設計，船長190.4米，船寬75米，型深14.7米，甲板面積相當於兩個足球場。該船具備自航功能，配有2套9280千瓦主推進系統和8臺大功率側推，主機和側推的尺寸、功率均創國內同等設備之最。深水靜水工況下拖帶165米、72000噸標準沉管浮運航速可達5節，同時能夠抵抗1.6節橫流。
作為“量身打造”的專用船舶，“一航津安1”的問世圓滿解決了深中通道建設面臨的諸多瓶頸難題。因受航空、航道、防洪等建設條件限制，距施工海域50公里的桂山島預製場，是沉管預製的最佳選擇。“一航津安1”有效化解了沉管長距離運輸的安全風險和航道疏浚等難題，預計可減少沉管拖航航道疏浚挖泥量超千萬立方米，同時理論上可做到不封航，大大縮短沉管浮運和航道封航時間，減少隨行輔助船舶，這些都將為深中通道工程帶來良好的社會效益和經濟效益。
和港珠澳大橋類似，深中通道的建設同樣採用海底沉管隧道的方式，在今年端午節前後，深中通道的沉管預製工作已經開始啟動，年底首個管節將浮運安裝，要把這些預製好的管節從工廠運送到建設深中通道的位置並安裝，離不開一項大型裝備——沉管浮運安裝一體船。
自航式沉管運輸一體船H3088由由中交一航局投資，上海振華重工股份有限公司設計，集沉管浮運、定位、沉放和安裝等綜合功能於一體，是世界上首艘自航式沉管運輸安裝專用船舶，將為深中通道沉管運輸安裝提供強有力的保障。
這艘船究竟什麼樣？它是如何工作的？深中通道和港珠澳大橋在沉管隧道的建設上有何不同？我們一一道來。
（一）為什麼要修深中通道？
要回答這個問題，我們可以在下面的地圖中尋找答案：
大灣區中的11個城市分佈在珠江口的東西兩側，除了開通不久的港珠澳大橋之外，連接兩岸的另一關鍵交通要道是虎門大橋。
從惠州、深圳和粵東地區等地過來的車輛，想要到南沙、珠海和中山去，必須要走虎門大橋。深圳市和中山市之間的直線距離僅20多公里，而繞道虎門大橋卻要走100多公里。除了帶來額外的通勤成本之外，嚴重的交通擁堵也讓連接廣東省東西兩翼的虎門大橋苦不堪言。
顯然，解決這個問題的有效辦法就是在中山和深圳之間建立一條新的城市快車道——深中通道。
為了保證繁忙的珠江口的大型貨輪的航運需求，深中通道選擇和港珠澳大橋相同的海底沉管隧道的方式。有了港珠澳大橋的建造經驗，修建距離更短的深中通道豈不是手到擒來？可實際情況卻並沒有這麼樂觀，要想順利完成建造，少不了一艘新型的沉管浮運安裝一體船的幫助。
（二）世界首創的沉管浮運安裝船
所謂沉管，就是由鋼板或鋼筋混凝土澆築而成的管道，將一節節沉管沉入海底並連接在一起就成了海底沉管隧道。
為了節約運輸成本，通常會選擇距離施工地不遠的工廠進行沉管預製，每一節沉管造好後，將其兩端用臨時封牆密封后滑移下水，使其浮在水中，再由拖船拖運到隧道設計位置，這個過程稱為浮運。
該過程需要有8到12艘總功率超過5萬匹的大馬力拖輪編隊，用頂推、側拉的方式協同作業，帶著沉管前行。長達數十個小時的浮運和安裝過程中，風、浪、流、能見度都要精確控制才能保證最終的安裝效果。
（港珠澳大橋隧道沉管管節預製）
考慮到航空、航道、防洪等建設條件限制，深中通道所用沉管管節的預製，選擇了同港珠澳大橋一樣的牛頭島預製工廠，並對它進行了改造升級。不過問題是牛頭島位於珠海海域，距離深中通道的施工地點有50多公里的路程，是港珠澳大橋的三倍多。
（位於牛頭島的沉管預製廠）
由若干拖船組成的編隊將浮管進行拖運再由專門的安裝船進行安裝不僅增加了運輸成本而且也加大了浮運安裝操作的難度。
為了解決這個問題，施工方決定花費5億元打造世界上第一艘沉管浮運安裝一體船——“一航津安1”。
（當初，港珠澳大橋沉管隧道最後一段管節的安裝由多艘船隻組成的編隊完成）
浮運安裝船舶是海底隧道建設必不可少的核心裝備，相較於港珠澳大橋採用的分體式浮運安裝船組，“一航津安1”理論上實現了不依靠輔助船舶、可連續完成沉管的出塢、浮運及定位安裝等施工作業，且施工效率較兩艘安裝船提升一倍。
另外，該船可滿足目前國內所有尺寸沉管的浮運安裝，且預留了功能升級空間。
同時，該船在設計、建造及施工管理系統方面均實現了自主研發，實現了外海沉管機械化、自動化浮運安裝作業。
（三）機艙放置是個大難題
沉管浮運安裝一體船主要用於水下隧道工程的沉管運輸和安裝作業，具有帶沉管出塢，帶沉管浮運到施工水域進行沉放及安裝作業的功能，一艘船就起到了多艘大馬力拖船、沉管安裝船的作用，其對於深中通道的成功修建具有決定性的關鍵作用。
（沉管浮運安裝一體船示意圖）
該船全船總長190.4米，型寬75米，型深14.7米，排水量超過一萬噸，為全鋼板焊接結構，船體採用雙體船船型設計，兩側片體由四個箱型跨樑結構連接而成，兩側片體的中間區域可以用來放置需要進行浮運的沉管管節，採用雙體船的船型，能夠有效保證沉管在浮運和安裝過程中的穩定性。
（雙體船進行沉管浮運安裝示意圖）
不過這樣的大傢伙的中間部分要預留46米寬用來安放沉管，這樣的結構意味著可以用來佈置機艙的空間會十分狹窄，這是該船在製造過程中遇到的最大難題。
為了保證船隻具有充足的動力實現沉管的浮運，需要在雙體船的每一側各安裝一套功率為9280千瓦的主推系統，使其具有自航能力，並在深水航道浮運標準沉管的情況下航速不低於5節。
為了保證浮運及安裝過程的平穩性，同時增加船隻運動的自由度，該船還配備了8臺大功率的側推，和DP1級動力定位系統，能夠在浮運沉管工況下抵抗1.6節的橫流。
該船還具備航跡追蹤及自動糾偏功能，循跡寬度可控制在85米以內，有效保證了浮運及安裝過程的可靠性。
（四）沉管浮運安裝一體船是如何工作的？
從沉管管節在預製工廠完成製造到安裝完畢主要經過管節出塢、浮運、沉放及定位安裝幾個過程，這些過程均可由浮運安裝一體化船完成。
（沉管安裝過程示意圖）
首先，沉管管節先後在預製工廠的淺塢區和深塢區進行兩次舾裝，舾裝的過程簡單來說就是將相關的管線、電子設備及保護裝置安裝在沉管管節上。
完成第二次舾裝後，一體化船將在深塢區跨騎在管節上方，通過甲板上的6臺絞車將沉管提升，並向船中注入壓載水，使得船體吃水增加，這樣管節和船體在提升系統的拉力和壓載水的雙重作用下成為一個牢固的整體。然後，通過深塢區和船上的絞車，在潮汛的窗口期絞移安裝船並帶動沉管出塢。
沉管出塢後需浮運到指定安裝地點，相比於傳統拖船編隊的浮運方式，“一航津安1”更加節約船隻運營成本，並且，由於沉管和船隻之間的相對位置固定，更易於控制沉管沿著預定的航道浮運至指定沉放地點。
當沉管管節運輸到指定位置後需進行沉放操作，一體船上的管節垂直提升系統控制沉管的下沉速度和下沉深度，水平調節系統調節沉管下沉過程的姿態，8臺移船絞車負責控制沉管在平面內的位置和移動速度。
沉放過程中的圖像及位置信號由測控系統獲得，經由無線通訊系統的實時傳輸，使中控系統對沉放狀態進行有效監測，並引導待安裝的沉管接近已經完成安裝的沉管，使待安裝的沉管落在事先挖好的溝槽並在碎石基床上實現準確定位，與已安裝沉管實現準確對接。
完成對接後，利用沉管頂部的拉合系統將兩個管節拉合在一起，並利用排水系統將兩管節結合腔內部的海水抽出，這樣管節外部的海水壓力能將兩沉管壓合在一起，實現初步的壓接和止水。
對於在水力壓接作用下接合在一起的兩節沉管，還需要對其軸線的安裝偏差進行測量，如偏差超過了設計要求，需要對待安裝管節的姿態進行進一步的調整。通常會在兩個管節的對接端設置頂推（千斤頂）和限位裝置，利用頂推推動待安裝管節的邊牆，改變其姿態從而實現糾偏。同時，一體船上的沉管提升系統對待安裝管節施加向上的拉力，減小管壁和碎石基床之間的摩擦，實現更加精確的位置調整。
（待安裝管節糾偏過程）
管節安裝對接完成後，依次解除管節提升系統、水平調節系統和移船絞車的纜繩，浮運安裝一體船離開安裝現場，等待下一次浮運安裝。
除了浮運和沉放所需要的絞盤動力系統等機械裝置之外，該船還設置4層生活區，能夠為58人提供就餐、住宿、辦公和娛樂等。
6月1日，該船已順利出塢，將按計劃進行管系、電纜及電氣設備安裝，並開展設備調試、繫泊試驗及航行試驗等工作，計劃於今年7月底試航。
不遠的將來，它將服務深中通道項目的沉管運輸及安裝作業，對工程建設起到良好的推進作用，並將進一步提升中國在沉管隧道市場領域的競爭力和影響力。