“超級工程”港珠澳大橋
從開工那一刻起，港珠澳大橋就在連續(xù)創(chuàng)造“世界之最”，這座東連香港，西接澳門、珠海的跨海大橋，全長約55公里，其中主體橋梁工程長達 22.9公里，是繼三峽工程、青藏鐵路之后，我國又一重大基礎(chǔ)設(shè)施項目，也是中國橋梁建筑史上技術(shù)最復雜、環(huán)保要求最高、建設(shè)標準最高的“超級工程”。
同時，還是迄今世界上總體跨度最長、鋼結(jié)構(gòu)橋體最長、橋面鋪裝面積最大的跨海大橋，被英國《衛(wèi)報》稱為“現(xiàn)代世界七大奇跡”之一。
港珠澳大橋設(shè)計施工中，全長超過7公里的島隧工程是整個項目的控制性工程，負責這一工程設(shè)計施工的是中國交通建設(shè)集團。7年里，島隧工程項目總工程師林鳴帶領(lǐng)幾千人團隊，相繼突破了深埋沉管、快速成島、隧道基礎(chǔ)、外海深槽安裝等一系列世界難題，為中國工程建設(shè)標注了全新的高度。
中國著名橋梁專家譚國順說：“港珠澳大橋建設(shè)從原材料到施工現(xiàn)場多艘3000多噸級的吊船等眾多大型裝備，全部是國產(chǎn)的，能建成這樣一座世界矚目的橋梁，不僅僅代表中國橋梁的最先進水平，更是這個國家綜合國力體現(xiàn)，港珠澳大橋?qū)⑹侵袊呦蚴澜绲挠忠粡埫??！?/p>
在海底輔上“席夢思〞
“雖然有建設(shè)跨江隧道的歷史，然而，來港珠澳之前，我們對海底沉管隧道十分陌生，能找到的資料只有薄薄的一本書，零星見過幾張沉管隧道施工的現(xiàn)場圖片?！敝薪桓壑榘拇髽驆u隧工程項目副總工程師高紀兵說。
根據(jù)設(shè)計，大橋隧道工程要在伶仃洋海面40多米深處開挖一條5664米的海底隧道基槽，海下最大挖深達48.5米，誤差不超過0.5米。由于港珠澳大橋地質(zhì)環(huán)境是厚軟土地基，且厚度在30~50米，這使得沉管基礎(chǔ)沉降控制變得非常困難。
“沉管隧道為什么漏水？歸結(jié)到底，都是基礎(chǔ)出了問題?！绷著Q解釋說，近8萬噸重的沉管鋪在上面，基礎(chǔ)如果做不好，后果不堪設(shè)想。
經(jīng)過無數(shù)次工法比選、理論計算和試驗驗證，大橋的工程師們創(chuàng)新出一種新的復合地基+組合基床的基礎(chǔ)方案，在溝槽的基床底部加鋪一層2至3米的大塊石并夯平，其上再用碎石整平。工程師們笑稱，這是給海底沉管鋪上“席夢思”。
為了鋪好“席夢思”，今年39歲的工程師冀晉和他的拋石夯平班組在“振駁28”號拋石夯平船上整整奮戰(zhàn)了43個月、1291天。洋流、臺風、回淤、設(shè)備損壞，甚至船上極度單調(diào)枯燥的生活，都給他們帶來極大的挑戰(zhàn)。2016年1 月25日，他們最終完成了世界上首例深海基床塊石拋填和夯平工程。
事實證明，整個島隧工程中，運用組合基床的部分，隧道的沉降都控制在5厘米以內(nèi)，這比合同約定20厘米的沉降標準超出數(shù)倍。
33根沉管連結(jié)滴水不漏
根據(jù)設(shè)計方案，港珠澳大橋海底沉管隧道由33根巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，寬37.95米，高11.4米，單節(jié)重約8萬噸。這些沉管采用工廠法預先制成，為此，大橋建設(shè)者用14個月在外?；膷u建成了世界最大的沉管預制廠，并創(chuàng)下了澆筑百萬方混凝土無一裂縫的世界奇跡。
把跟航母一樣重的沉管浮運至施工現(xiàn)場，并準確沉放在海地 50米深已經(jīng)鋪好的基床上并與前一個沉管實施精確對接，其難度和挑戰(zhàn)可想而知。
負責沉管浮運安裝施工的島隧項目副總工程師王強說，“風向浪高、海底洋流、泥沙、海水密度，每一個參數(shù)的變化都會直接影響沉管對接”。
即使在世界范圍內(nèi)，沉管隧道尚沒有100%不漏水的紀錄。然而，港珠澳大橋隧道在世界范圍類似機構(gòu)中，第一次做到了滴水不漏。
在沉管對接過程中，最終接頭無疑是“畫龍點睛”的一筆，為了實現(xiàn)毫米級的精度要求，他們用了3年時間，從方案的提出、細化、完成，“做到每一個參數(shù)能說得清楚”。
2017年5月2日，經(jīng)過10余小時的吊裝，重達6000噸的最終接頭像“楔子”一樣被精確安裝在海底28米深的E29和E30兩節(jié)沉管之間，將海底隧道連為一體。從2013年5月第一節(jié)沉管安裝完成，歷時4年，大橋建設(shè)者先后攻克深水深槽、大徑流、強回淤、曲線段等世界難題，創(chuàng)造了“一年十節(jié)”的中國速度。
逼出來的創(chuàng)新
沉管隧道被定義為淺埋隧道，沉管回填及覆土厚度約在兩米，為滿足伶仃洋海域水運要求，港珠澳大橋隧道沉管需埋到海床以下20多米。
然而，自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來，沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性兩種方法。港珠澳大橋島隧工程總設(shè)計師劉曉東介紹說，“剛性結(jié)構(gòu)好比一塊長條積木，而柔性結(jié)構(gòu)好比樂高小塊積術(shù)拼接的積木條”。工程師們通過大量計算分析發(fā)現(xiàn)，在20多米的覆蓋層下，采用傳統(tǒng)的剛性或柔性結(jié)構(gòu)體系，沉管結(jié)構(gòu)安全都得不到保障。
2012年11月17日凌晨，劉曉東收到林鳴的一條短信：“嘗試研究一下半剛性?！彼岢龅陌雱傂越Y(jié)構(gòu)設(shè)想，是保留甚至強化串起小管節(jié)之間的鋼絞線，加強小管節(jié)之間的連接，使180米長、由8個小節(jié)段連接而成的標準管節(jié)的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。
設(shè)計團隊用30多天完成《半剛性沉管結(jié)構(gòu)方案設(shè)計與研究報告》，為了證明“半剛性”結(jié)構(gòu)，工程師們又邀請國內(nèi)外6家專業(yè)研究機構(gòu)進行“背對背”的分析計算，從模型試驗及原理上驗證“半剛性”結(jié)構(gòu)。最終，這一創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計得到各方一致認可。
經(jīng)過兩年努力，總長5.6公里，由33節(jié)、每節(jié)重7萬多噸的沉管連結(jié)而成的港珠澳大橋海底隧道沉管部分全線貫通，大橋建設(shè)者用最低的花費，把“半剛性”結(jié)構(gòu)由構(gòu)想變成現(xiàn)實。
“中國工程師的創(chuàng)新是被逼出來的，甚至是痛苦的”，回憶那一段煎熬的日子，林鳴感慨道，大橋設(shè)計之初，他們曾與一家掌握沉管隧道施工核心技術(shù)的外國公司商談合作，這家公司開出的咨詢費高達1.5億歐元，并且，施工過程及時間節(jié)點均由對方掌控。
外國公司的技術(shù)保護、技術(shù)壁壘與技術(shù)歧視，激發(fā)了中國工程師自主創(chuàng)新的決心。在港珠澳大橋島隧工程建設(shè)過程中，新技術(shù)創(chuàng)新有64項，包括深埋沉管、快速成島、隧道基礎(chǔ)、工廠法預制沉管、外海深槽沉管安裝等一系列工程難題，為世界海底隧道工程技術(shù)提供了新知識與新樣本。
打造世界級跨海通道
因為內(nèi)地與港澳三地技術(shù)標準存在差異，港珠澳大橋從一設(shè)計就按照“就高不就低”的原則確定主要技術(shù)標準，即采用最高標準打造“世界級跨海通道、地標式建筑”，譬如設(shè)計壽命120年，抗16級臺風、8級地震及30萬噸巨輪撞擊等要求。
港珠澳大橋主體工程 22.9公里的橋梁，首次在橋梁工程上部結(jié)構(gòu)大規(guī)模采用鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量達40多萬噸，足以建造60座埃菲爾鐵塔。
歷時9年的建設(shè)，目前港珠澳大橋于2018年10月24日開通運營，這意味著港珠澳的經(jīng)貿(mào)合作進入了新的階段，三地之間有效實現(xiàn)半小時經(jīng)濟城市圈，港珠澳將成為整個珠三角地區(qū)新的經(jīng)濟三角體。
港珠澳大橋建成通車后，珠海至香港的交通時間由之前的水路約1小時、陸路3小時以上，縮短到20至30分鐘內(nèi)，首次實現(xiàn)珠海、澳門與香港的陸路對接，極大縮短了港珠澳三地間的距離。
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