珠江口開闊水域，一座全長24公里的超級跨海工程——深中通道，在高溫、高濕、高鹽的惡劣環(huán)境中巍然屹立。這項連接深圳與中山的粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐，不僅創(chuàng)造了多項世界紀(jì)錄，更展現(xiàn)了中國工程技術(shù)的卓越成就。

在這場工程建設(shè)奇跡的背后，激光技術(shù)作為關(guān)鍵支撐力量，以前沿的“制造者”和“守護者”雙重身份，從構(gòu)件精密制造到全生命周期安全監(jiān)測，為這項世界級工程提供了全方位保障。

工程奇跡，激光技術(shù)直面世界級挑戰(zhàn)

深中通道的建設(shè)難度舉世罕見。其懸索橋采用主跨1666米的世界最大跨全離岸海中方案，橋面高達(dá)91米，地處強臺風(fēng)頻發(fā)區(qū);而海底隧道則是世界首例雙向八車道沉管隧道，每個管節(jié)都是巨型的鋼結(jié)構(gòu)與混凝土復(fù)合體。

工程面臨三大核心挑戰(zhàn)：海洋環(huán)境下的精密制造難題、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測需求、全生命周期的運營維護要求。面對這些世界級難題，產(chǎn)學(xué)研各界攜手攻關(guān)，將激光技術(shù)創(chuàng)新性地應(yīng)用于工程各個環(huán)節(jié)。

從后方工廠的構(gòu)件制造，到前方工地的現(xiàn)場監(jiān)測，再到通車后的長期運維，激光技術(shù)為深中通道提供了一條完整的技術(shù)保障鏈條。

精密制造，激光加工奠定工程質(zhì)量基石

在深中通道的構(gòu)件制造階段，高功率激光技術(shù)扮演了“精密制造師”的關(guān)鍵角色。

鋼箱梁的精密加工

大橋的橋面由無數(shù)個巨型鋼箱梁段組成。在工廠內(nèi)，高功率激光切割機承擔(dān)了將厚重鋼板切割成精確形狀和尺寸的核心任務(wù)。這項技術(shù)的優(yōu)勢顯著：

切割精度達(dá)到毫米級，確保每個構(gòu)件孔位、邊線完全吻合

適應(yīng)復(fù)雜設(shè)計需求，通過數(shù)控編程可快速完成各種異形切割

切口質(zhì)量優(yōu)異，為后續(xù)焊接工序奠定良好基礎(chǔ)

同時，在箱梁組焊過程中，激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了焊縫更窄、熱變形更小、連接強度更高的優(yōu)質(zhì)效果，大幅提升了鋼箱梁的整體質(zhì)量。

沉管鋼殼的精準(zhǔn)制造

海底隧道的每節(jié)沉管都是龐大的鋼結(jié)構(gòu)外殼，其制造精度直接關(guān)系到沉管的水下對接質(zhì)量。在這里，大幅面激光切割設(shè)備完成了鋼板的高精度下料和坡口加工，確保了這一“水下長城”的每個“積木”都能嚴(yán)絲合縫。

這些在工廠內(nèi)完成的精密激光加工，為深中通道提供了質(zhì)量可靠的核心構(gòu)件，從源頭上確保了工程的卓越品質(zhì)。

精準(zhǔn)監(jiān)測，激光感知構(gòu)筑安全防護網(wǎng)絡(luò)

在深中通道的施工與運營階段，各類激光監(jiān)測技術(shù)化身為“全天候安全醫(yī)生”，構(gòu)建起多層次的安全防護網(wǎng)。

無接觸式激光掃描技術(shù)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)柳成蔭教授團隊針對深中大橋斜拉索的索力測量難題，開發(fā)了無接觸式激光掃描索力識別技術(shù)。這項創(chuàng)新：

克服了傳統(tǒng)振動頻率法測試誤差大的缺陷

實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、高精度的拉索索力監(jiān)測

為大橋的安全建設(shè)和運營提供了重要數(shù)據(jù)支撐

三維激光掃描與數(shù)字化融合

在沉管隧道內(nèi)部，工程團隊采用了三維激光掃描與BIM技術(shù)的集成應(yīng)用，有效解決了管段行車洞水噴霧管預(yù)制安裝精度控制難題。這項技術(shù)：

為機電管線的預(yù)制校驗提供創(chuàng)新解決方案

確保海底隧道內(nèi)部復(fù)雜設(shè)備安裝的精確性

實現(xiàn)了從物理實體到數(shù)字模型的高精度映射

光纖光柵陣列傳感技術(shù)

理工光科研發(fā)的新一代光纖光柵陣列傳感技術(shù)成功應(yīng)用于工程全線路。整個通道的隧道段及橋梁段箱梁內(nèi)均安裝了光纖光柵陣列火災(zāi)自動探測報警產(chǎn)品，為深中通道的安全運維提供了可靠保障。

無人機激光掃描技術(shù)

2024年，研究團隊多次赴深中大橋開展無人機現(xiàn)場試驗，內(nèi)容包括索塔快速建圖、溫度裂縫數(shù)據(jù)采集等。基于融合式SLAM的無人機橋梁檢測設(shè)備：

能夠不受空間限制進行智能化檢測

同步采集圖像、點云等多源數(shù)據(jù)

為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供豐富的原始資料

技術(shù)基石，激光冷水機保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行

在所有這些激光設(shè)備的背后，有一個不可或缺的“無名英雄”——高精度激光冷水機。它為各類激光設(shè)備提供了至關(guān)重要的溫度保障，確保整個激光應(yīng)用體系在深中通道建設(shè)中穩(wěn)定可靠運行。

溫度控制的精密要求

激光設(shè)備在工作時會產(chǎn)生大量熱量，溫度波動會直接影響：

激光輸出的功率穩(wěn)定性

光束質(zhì)量和聚焦精度

設(shè)備的使用壽命和可靠性

特域深耕激光冷水機領(lǐng)域23載，其超快激光冷水機溫控精度高達(dá)±0.08℃，最高可支持240kW功率激光設(shè)備的冷卻需求。該設(shè)備為激光切割、焊接及高精密激光加工等場景提供精準(zhǔn)穩(wěn)定的溫度控制解決方案，通過高精度溫控有效保障設(shè)備功率穩(wěn)定性、光束質(zhì)量及使用壽命。

未來展望，激光技術(shù)引領(lǐng)基建智能化

隨著深中通道正式通車，激光技術(shù)的應(yīng)用重點已從建設(shè)階段轉(zhuǎn)向運營維護階段。柳成蔭教授表示，下一步目標(biāo)是確保通道“安全、順暢、舒適、智慧”運行。

面對極端氣候頻發(fā)的挑戰(zhàn)，未來的研究將聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施的智能監(jiān)測預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)。激光掃描技術(shù)、光纖光柵傳感技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)的深度融合，將為重大基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期健康管理提供更加完善的技術(shù)路徑。

從深中通道出發(fā)，激光技術(shù)的成功應(yīng)用模式，將為我國未來的跨海工程、山區(qū)隧道、城市地下空間等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供可復(fù)制、可推廣的寶貴經(jīng)驗。

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