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大国工程:港珠澳大桥:奇迹从「被否定」开始|2022-12-05

港珠澳大桥建成实景
港珠澳大桥建成实景

2011 年港珠澳大桥导隧工程总工程师林鸣用三亿人民币并没有换来荷兰的技术支持反而换来了一番冷嘲热讽他们送给中国人一首祈祷歌内涵中国人不可能自己完成这样的任务除非拿钱换十五个亿

但是荷兰人万万没想到中国人既没有拿钱换也没有再祈求别人帮助更没有因困难而放弃港珠澳大桥项目

而是默默转身在没有技术没有先决条件的情况下历时十五年建成了世界上跨度最大长度最长沉管隧道最长造岛最快钢结构最大使用寿命最长可抗台风 16 级的三位一体的超级桥梁

2018 年港珠澳大桥通车一刻世界为之震惊英国卫报更形容其为世界第七大奇迹

更没有想到的是2016 年 3 月林鸣应荷兰某世界顶尖隧道工程咨询公司的邀请进行技术交流就在他们走进集团大门时一面鲜艳的五星红旗在雄壮的中国国歌声中缓缓升起这家公司以一种特别的方式来表达对港珠澳大桥建设者的致敬而邀请方正是当年开出 1.5 亿欧元天价说中国人不行的那家公司

世界换了天国际超级桥梁的工程标准由中国人改写

一切都是从零开始一切都是无经验可循但是基建狂魔中国队做到了

那些否定的说不行的到了中国队手里都被接纳被消化被转化

我们来看看港珠澳大桥项目除了摆在明面上的各项成就其背后究竟有多少不为人知的艰辛究竟是怎样一一打脸那些说它不行
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2002 年的夏季乌云密布的澳门港口工程师巫启华在香港的父亲病危从澳门坐船到香港也不过 45 分钟然而因天气变化码头公司的客船停运吴启华错过和父亲最后一面遗憾终生而父亲最后一句话是儿子到了吗

80 年代初身在珠海的待产孕妇丁茹淑兰和丈夫从九洲港口岸乘船回香港船经过大屿山后天气突然转坏船体大幅度摇摆起来船在港池打转怎么也靠不了岸剧痛下的丁茹淑兰就在船上生下了孩子……

连结巴林和沙特阿拉伯的波斯湾跨海大桥连结丹麦和瑞典的厄尔松海峡桥还有连结本州和四国的日本濑户内海大桥都是跨海大桥中国难道在伶仃洋上就建不起一座大桥吗劫后余生的丁茹淑兰如是想这可能也是痛失父亲的巫启华的想法吧

多年来珠江天堑难越珠江口羁绊了两岸三地的交往阻隔了车辆通行延宕了车辆通行铁路到了珠海东岸成了断头路公路到了西岸成了肠梗阻

对桥的呼唤不仅是普通百姓的民生渴望更是内地与港澳战略高度的需求

上个世纪八十年代珠海市委书记梁广大说提出建设伶仃洋大桥项目是出于能带动珠海及珠三角政治经济全局的想法我们称之为命运工程什么是命运改革开放以来即使同为沿海特区因某种因素的阻碍也会同城不同命

珠江口东西两岸的经济几乎是同时起步的但是却形成了冰火两重天的天壤之别东岸的深圳东莞承接香港的发展如火如荼2001 年生产总值为 2533 亿西岸的珠海中山却显得成绩平平同年生产总值 1235 亿数字也许是枯燥的但是数字背后蕴藏的却是命运的差异

为什么会是这样

因为珠江口如同一个天堑横亘在珠海与香港之间使珠海的改革开放借力香港发展的梦想难以实现

有这样一组数据

大桥未建成之前珠海集装箱主要靠九洲港海运如果从陆地绕道广州再到香港的话则要 3000 多块钱而深圳到香港只要 1000 多块钱如果每一个企业每个月有 1000 多个标准集装箱出口一年要多付 200 多万港币运费并且兜这么一圈需要六七个小时好多外商因此不在珠海投资办厂不划算

其次当时从香港或深圳到珠海需要乘船耗时 75 分钟左右并且通行会受到天气影响如果从陆路前往则需要绕道东莞虎门大桥车程在 3 小时左右而计划中的港珠澳大桥可以将该车程缩短到 45 分钟节省下多付的 200 多万

改革开放下广东珠三角地区涌现了大量的工厂和企业大量的工厂必定要有大量的配套基础设施道路是刚需不管是工厂的原料还是货物都需要通过道路运输建设一座直通港珠澳的大桥可使货运更加方便

珠海要发展必须尽快打通与香港的路上交通联系这样才能接住香港辐射的利好

而在 20 世纪 80 年代初香港由于受亚洲金融危机影响急于逃出升天内地无限的市场潜力无疑是他们寻找的新的经济增长点所以香港特别行政区政府认为有必要尽快建设连接港珠澳三地的跨海通道以发挥港澳优势

为实现粤港澳大湾区物理层面互联互通创造条件香港与珠海的货运可以直接通过港珠澳大桥而不用再通过其他城市中转随着广深港高铁港珠澳大桥相继通车能够实现粤港澳大湾区物理层面互联互通

早在 1983 年颇有远见卓识的实业家胡应湘脑海里就已经呈现出大湾区的雏形在当时原规划中的伶仃洋大桥的蓝图上大桥东接香港特别行政区西接广东省珠海市和澳门特别行政区首次实现了珠海澳门与香港的陆路连接可预见能够大大提升珠江三角洲地区的综合竞争力这是叫胡应湘这个实业天才想想就无比激动的未来

规划中的港珠澳大桥以公路桥的形式起于香港大屿山西向伶仃洋经青州桥江海桥九洲桥最后分成 Y 字形一端连接广东省珠海市一端连接澳门粤港澳大湾区规划中的宏伟蓝图正在一步步成为现实

中国科学院院士香港浸会大学荣休校长陈新滋教授说我有一些做生意的朋友他们一个星期可能去两三趟内地的工厂看看如果按照过去的行程路上来回就浪费了一天时间港珠澳大桥通车后他们上午视察完工作下午还有时间可以约朋友打一场高尔夫球这对很多企业家太有吸引力了

香港特区行政长官林郑月娥说港珠澳大桥将有利于香港的角色由联系人转向成为更积极的参与者和粤港澳大湾区内的澳门珠海中山江门等地共谋发展

澳门特区行政长官崔世安指出粤港澳三地首次合作建设的大型跨海交通工程为融入粤港澳大湾区的发展创造了更坚实的基础

港珠澳大桥平面示意图
港珠澳大桥平面示意图

由上可见大湾区的概念与港珠澳大桥项目息息相连那么什么是大湾区它为何如此重要

大湾区的概念是国家建设世界级城市群和参与全球竞争的重要空间载体湾区是指由一个海湾或者相连的若干个海湾港湾邻近岛屿共同组成的区域是世界先进滨海城市的显著标志

湾区经济是一种重要的滨海经济形态是当今国际经济版图的突出亮点湾区经济则靠港而生依湾而兴具有天然的开放属性其兴衰高度依赖国际贸易体系也深刻影响国际贸易体系

港珠澳这 55 公里连接的不仅仅是粤港澳三地未来因它而形成的 5.6 万平方公里的区域将是继东京湾区纽约湾区旧金山湾区之后世界经济版图上又一个闪耀的经济增长极作为龙头进入 2020 年后粤港澳大湾区将形成以珠江至西江经济带为腹地带动中南西南发展并辐射东南亚南亚的经济大格局

在以上政治经济社会的需求下港珠澳大桥项目成为解决问题的不二选择

要建必须要建还要建好

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2009 年在万众瞩目之下国家总理李克强宣布港珠澳大桥开工港珠澳大桥开启从梦想到现实的征程

2.5 公里之外的海面上三艘挖泥船的抓斗稳稳伸入水中抓起港珠澳大桥工程开工的第一斗泥

在给大桥定调的时候中央就明确港珠澳大桥建设标准就高不就低

120 年使用寿命的标准为项目建设确定了三大目标建设世界级的跨海隧道为用户提供优质的服务成为地标性建筑

那些曾预言中国不可能完成这样的任务的外媒将镜头对准了这个中国第一桥到底谁能打谁的脸全世界的人都在追这个港珠澳大桥的大剧这是一个不公平的命题面对大桥建设的无数挑战中国队只要输掉一个就会满盘皆输

1第一个挑战一 —— 工程技术的挑战

港珠澳大桥是世界上技术含量最高规模最大标准最高的工程面临诸多来自尖端技术的挑战如此浩大的工程使用的大型设备不论进场还是退场都面临重大考验

大桥工程包括三项内容一是海中桥隧主体工程二是香港珠海和澳门三地口岸三是香港珠海澳门三地连接线

❶ 桥岛隧结合的建桥设计国际顶尖专家都不敢选择的方案中国队选了

每一座大桥都是人类与自然的抗衡港珠澳大桥也不例外

水流湍急的伶仃洋水文地质极端复杂来往船只经常被淤泥和海草搅缠

早在澳督时代就有全球有名荷兰航道专家进行过研究但无济于事

时至今日伶仃洋依然风高浪急要在环境复杂的珠江口建造一条长达 55 公里的跨海大桥立项之前国内外顶尖专家纷纷摇头

大桥主体工程的建设通常有 3 种方案全部桥梁全部隧道桥隧结合如果前期方案选择失误那将是不可逆的下场

有着 50 年经验的港珠澳大桥总设计师孟凡超临危受命带领团队对港珠澳大桥前期可行性进行了专题研究

他发现大桥除了要解决大自然的难关同时也要解决航运环保的难关曾经主导过青岛海湾大桥深圳湾公路大桥等著名项目的他发现以往的经验不能用了因为港珠澳大桥我们不一样

究竟哪里不一样呢就广州港举例它们要确保珠江航道最大通航 30 万吨级油轮和 15 万吨级集装箱货轮同时还要满足石油钻井平台的运输通过这是什么概念呢钻井平台的高度是 70 多米所以至少要把大桥的桥塔修到 200 多米这样的高度对大桥来说是致命的

另外香港澳门的国际机场为 120 米限高桥梁一旦坍塌伶仃洋航道就会被封航所以全桥方案被否定

但是如果全部修建成海底隧道资金的投入又是桥梁的 4 到 5 倍加之海下作业风险很大全隧道方案也被否定

为此设计师提出了一个大胆的设计思路将大桥会影响船只和飞行通行的部分埋入海底变成海底隧道这个方案创造性的将大桥建成桥梁+人工岛+海底隧道的组合使大型船只与飞机都能不受干扰的安全通行

顺便说一句人工岛相当于实现桥梁与海底隧道连结的中转站

然而海底隧道沉管技术是世界级难题

❷ 荷兰人笃定中国干不成的沉管技术中国人干成了

中国到底干成了什么事那就是突破并升级了海底隧道的核心点——沉管技术

对于海底隧道很多人都不太熟悉但说到挖洞我们马上就能想到地铁就容易理解多了虽然都是建造于地下但地铁的建造环境要比海底隧道容易得多

沉管技术是目前世界上建造海底隧道使用最多的方法就是预先将隧道段建造好然后再运送到施工水面将每一段预先建造好的隧道逐个沉入水底然后在水底完成拼接在拼接完成之后只需要把隧道内的水抽干海底隧道的主体就算是建造完成了

沉管施工现场图
沉管施工现场图

如此看来建造海底隧道似乎也并不复杂嘛的确如果海底隧道都能用沉管法建造自然会轻松很多但是为什么说沉管技术是世界难题呢它究竟难在哪里

因为沉管技术的局限性很大它要求建造施工地段的水文环境能够长期保持稳定对海水深度海况强度海底泥沙层和岩层的强度都有着一定的限制如果区域海况又或者海底地质状况恶劣又或者海水深度过高是不能使用沉管法来进行隧道的建造的

而很多地方都达不到这一要求尤其是水流湍急的伶仃洋海域更不具备这些条件这些还要包括对地震海啸台风的考量对白海豚的栖息地的考量

海底隧道建设要做到滴水不漏在高温高湿环境下大型集群工程的混凝土结构耐久性是工程建设面临的重大挑战

在港珠澳大桥建设之前全球最长的韩国釜山沉管隧道长 3.4 公里是荷兰提供的技术支持外海沉管隧道建设的核心技术都是掌握在荷兰德国等少数的几家国外公司手里

韩国釜山沉管隧道
韩国釜山沉管隧道

虽然素有基建狂魔之称的中国建筑工程师们非常厉害但是在沉管隧道这方面却是经验不足以前只建过内河沉管隧道并且这些沉管隧道都很短只有几百米而已

中国队从来没有在外海建过沉管隧道可以说是毫无经验可言差不多是从零开始摸着石头过

港珠澳大桥沉管隧道被设计为全球最长的沉管隧道长 6.7 公里隧道上方远期规划通航 30 万吨轮船隧道需要埋入水下 20 多米世界并无这种深埋沉管隧道的建造经验

这也就是说港珠澳大桥项目不仅水文环境不达标技术也不达标甚至没有可以参考的先例

开工之前林鸣带领他的团队与荷兰某世界顶级隧道工程咨询公司接触就出现了开篇的那一幕——对方同意提供沉管浮运安装施工技术咨询但狮子口一开就是 1.5 亿欧元的咨询费并且只派出 26 名咨询人员

林鸣想取一个最省钱的方案就是花 3 亿元人民币买它部分重要技术但还是被拒绝再后来荷兰人就要送给林鸣一首祈祷歌并预言中国人会像韩国人那样回来找他们的

荷兰公司吃定中国凭自己不可能建成港珠澳大桥

而其他国外咨询公司给的建议是按照常规方式建设这意味着在未来整个运营期大约每两年就需要在海上进行一次维护性疏浚作业不断清除隧道上方的淤泥以减轻荷载对海洋环境影响很大还影响船舶通航

林鸣西方取经的遭遇引发了中国科研人员你的斗志他们深知天价买不回核心技术只有走自我创新之路才能掌握核心技术2010 年 2 月交通部汇聚国内外相关领域著名专家成立了港珠澳大桥技术专家组开始啃这块硬骨头

岛隧工程的攻克点分别散布于在于海底地基沉管的生产运输和安装哪一个环节出错都会导致满盘皆输

第一先说海底基床的铺设世界上大多数已建成的沉管结构都发生了渗漏水主要原因是基础发生了沉降造成了结构损伤

那么究竟什么是沉降容易懂的一句话就是因为海水的压力还有沉积物的覆土厚度导致受力不同产生沉管管段开裂漏水直接影响隧道的寿命和安全

不良地质体及结构界面的稳定性及其与海水的连通状况都会影响到施工技术难度和工程风险而且也是隧道埋置深度等参数的控制性因素港珠澳大桥下方的软土地层最厚超过 40 米软土地层到密实砂层过渡段长达 1.5 千米局部沉降的风险极大

根据设计方案海底沉管隧道工程要在伶仃洋海面 40 多米深的地方开挖一条长 5664 米的海底隧道基槽海下的最大挖掘深度为 48.5 米误差不超过 0.5 米但是由于港珠澳大桥地质环境是厚软土地基而且厚度在 30 米到 50 米之间这就使得沉管基础的沉降控制变得非常困难

如果基础出了问题那么将近 8 万吨重的沉管铺在上面就会造成沉管隧道漏水等更严等更严重的问题

因此经过无数次工法比选理论计算和试验验证沉管隧道的工程师们设计了一种新的复合地基与组合基床相结合的基础方案简单来说就是在沟槽的基床底部加铺一层 2 米到 3 米的大块石头并把它们夯平然后再用碎石头把表面铺平参与建造的工程师们纷纷笑称这道工序感觉就像是给海底沉管铺上了一层席梦思床垫

结果证明这一方法是非常有效的在整个岛隧工程中运用组合基床的部分隧道的沉降都可以控制在 5 厘米以内这比计划中约定的 20 厘米沉降标准还要少上好几倍既然找到了正确的方法那么沉管基础的铺垫就变得顺畅很多最终我国工程师顺利完成了世界上首例深海基床的铺设工程

基槽挖好后还要进行加工因为海床的泥土水分高像嫩豆腐一样软非常容易发生塌陷于是抓斗式挖泥船的好朋友都来帮忙了挤密砂桩船清淤船抛石船整平船陆续登场他们在海底各显神通将基床打造得平整又坚固

沉管地基加固的新技术叫挤密砂桩技术即采用专用沙桩船通过振动沉管设备和管腔加压装置把沙强制压入水下的软弱地基中迅速起到置换挤密排水垫层的作用增加地基的强度和刚度加快地基的固结减少沉降

这项技术起源于日本叶柏荣说叶柏荣是国内最早研究挤密砂桩技术的人谈起往事他还是有些愤愤不平当时呢我们跟日本进行洽谈我们是想要购买这套东西但是日本人说船可以卖但里面的控制系统不卖你们要做工程我们可以帮你们去做这哪行呢我们怎么能受制于人家

直径的控制下砂量的控制置换率的控制标高的控制都需要一套完备的控制系统去实现中交三航局副总工程师女博士时蓓玲和她的助手马振江带领研发团队经过一年多的研究终于研发出一套具有独立知识产权的控制系统彻底打破了外国人对挤密砂桩工程技术的封锁

之后一大批中国自主研发的高性能大国重器横空出世整平船津平 1起重船振华 30清淤船捷龙抓斗船金雄轮……在港珠澳大桥你方唱罢我登台

第二再说快速成岛法

港珠澳大桥海底隧道所在区域没有现成的自然岛屿需要人工造岛一开始工程采用的是传统的抛石填海筑岛方式在修筑人工岛的地方有一层 15 米到 20 米的淤泥由于淤泥的物理属性如果在其基础上做抛石斜坡或常规重力式沉箱抛石或重力沉箱就会因淤泥而打滑地基不稳最常规的办法是把淤泥全部清理掉或者用排水固结的办法使淤泥变干然后再抛石或用沉箱坐稳

在海底排出 800 万吨淤泥并不现实

如果把淤泥全部清理掉呢不算不知道一算吓一跳要清理足足 800 万立方米淤泥其挖掘量相当于堆砌三座 164 米高的胡夫金字塔工期 3 年都未必拿得下来要命的是在通航繁忙的伶仃洋航道附近水域安排大量船舶施工必然堵船不仅安全风险极高而且还会对海洋环境造成很大污染

工期安全环保……岛隧工程总工程师林鸣冥思苦想他在港珠澳大桥隧道图两端勾勒出两座扁舟状的离岸人工岛伫立在珠江口海面

2007 年在一次技术交流会期间一个突发奇想的构思闪过林鸣的脑海何不将一组巨型钢圆筒直接深插并固定在海床上然后再填砂形成人工岛

林鸣说灵感来自东京湾横断工程我那时经常到日本去我就到博物馆在里面看到一幅图一张建设当中的图用的就是圆筒不过是香港人工岛现在用的那种当时我就非常震撼我就想哎呀我们中国什么时候能做这样一个工程就好了就成了一个梦特别想做

世界首创的深插式钢圆筒快速成岛技术
世界首创的深插式钢圆筒快速成岛技术

简单来说这种快速成岛法就是在陆地上预先制造 120 个直径 22.5 米高度 55 米重量达 550 吨的巨型圆形钢筒通过船只将其直接固定在海床上然后在钢筒合围的中间填土造岛这种施工方法既能避免过渡开挖淤泥又能避免抛石或沉箱在淤泥中滑动岛上建筑采用表面平整光滑色泽均匀棱角分明无碰损和污染的新型清水混凝土施工时一次浇注成型无任何外装饰有效应对外海高风压高盐和高湿度不利环境

用钢圆筒作为海上人工岛的岛壁结构也成为港珠澳大桥岛隧工程的一项创举

第三再说沉管结构设计创新

自 1928 年人类工程史上修建第一条钢筋混凝土沉管隧道以来所有沉管结构只有刚性A和柔性B两种结构体系这似乎是一个非此即彼颠扑不破的真理但现有工程记录显示这两种结构体系沉管隧道都是浅埋隧道沉管回填及覆土厚度约在 2—3 米而港珠澳大桥隧道是世界上唯一深埋沉管隧道最深沉放水下 44.5 米上有 20 多米覆盖层超过浅埋沉管 5 倍的荷载

刚性结构好比一块长条积木而柔性结构好比将小积木块拼接成积木条如果采用传统的结构体系沉管结构得不到安全保障

困扰着岛隧工程设计师们的难题迟迟无解如果采用 A 结构设计——33 节长达 180 米的刚性管节在海底复杂的环境中很有可能因为受力不均而开裂要知道倘若 200 多个水下接头中有一个接头遭到破坏后果不堪设想如果采用 B 结构即使允许其发生小规模扭转但在深埋式沉管占据 2/3 的情况下120 年运营期内控制回淤物厚度必须隔几年进行一次清淤回填维护费数十亿元人民币这将产生巨大的成本

面对问题国外权威隧道专家给出深埋浅做的两个解决方案其一是在沉管顶部回填与水差不多重的轻质填料这需要增加十多亿元人民币投资工期也将延长其二是在 120 年运营期内控制回淤物厚度进行维护性疏浚维护费数十亿元人民币

选 A 还是 B这种单项选择和昂贵的代价让中国工程师心有不甘

能不能另辟蹊径找到另一个 C 答案

2012 年 11 月 17 日凌晨总设计师刘晓东的手机上收到一条短信尝试研究一下半刚性短信是岛隧工程总工程师林鸣发来的

林鸣回忆那一夜我几乎没睡凌晨 5 点左右我的脑海中闪现出了半刚性这个概念它能够提高接头的能力可能是从结构上解决 40 米深埋沉管的一条出路我于是给团队发了那条信息

林鸣所提出的半刚性结构设想就相当于用小积木块拼成积木条的同时在每两节积木块中间用松紧带连接起来让它们实现既分离又相互间有联系这能有效增强深埋沉管的结构安全性

一次提出这个概念立即被外国专家批得体无完肤外国专家毫不掩饰地表达了他们的反对没有经验你们有什么资格来创造一个新的结构

为了证明半刚性结构从 2012 年底到 2013 年 8 月项目部邀请国内外 6 家专业研究机构进行背对背的分析计算从模型试验及原理上验证半刚性的结构研究论证结果趋同证明半刚性是从结构上解决沉管深埋的科学方法最终得到了各方面的一致认可

经过两年的努力和坚持半刚性只花费了极小的代价就把沉管深埋的构想变成了现实事实证明采用半刚性结构预制完成的沉管隧道基础沉降水密性都达到了世界最好水平在 4 年多的施工中半刚性沉管结构也证明了它的确不可一世33 节沉管安装完毕沉管隧道硬是滴水不漏

2016 年 3 月林鸣应荷兰某世界顶尖隧道工程咨询公司的邀请再次来到阿姆斯特丹令他惊愕的是就在他们走进集团大门时一面鲜艳的五星红旗在雄壮的中国国歌声中缓缓升起这家公司以一种特别的方式来表达对港珠澳大桥建设者的致敬

中国了不起举起大拇指的正是当年开出 1.5 亿欧元天价的那家曾经不可一世的百年老店

愿赌服输这也是荷兰人的可爱之处

第四来说说沉管安装

港珠澳大桥建设项目岛隧工程沉管安装示意图
港珠澳大桥建设项目岛隧工程沉管安装示意图

港珠澳大桥预制的大节段大部件体量之大十分唬人——有 8 万吨体量的隧道沉管有插在海底 10 多层楼高的钢圆筒有近 4000 吨重的预制钢箱梁……

撼山易撼这些庞然大物大标段的大部件要拿什么样的大装备去安装

譬如那每只 8 万吨的 33 节沉管绝不是一放了之还记得那个铺满碎石的出现海底席梦思床海底基床平整是沉管安装的先决条件一旦碎石基床出现不平将影响整个隧道的质量

但是只有高精度的基床才有高精度的沉管对接

一开始中国的工程技术人员也曾经考虑引进专业设备来提高铺设效率放眼全世界范围内当时只有两艘施工船能担当沉管碎石基床的平整重任一艘在丹麦曾在建造厄勒海峡沉管隧道中使用过另外一艘就在韩国用于釜山海底隧道
寄希望从国外类似工程中找到答案中国的工程师们于是又一次踏上取经的旅程

那是 2006 年韩国釜山

林鸣带着工程师风尘仆仆赶到釜山某知名公司接待单位非常热情但他们乘坐的交通船在距离釜山沉管隧道抛石整平船数百米远的水域绕了一圈两圈三圈……就是不停船登录

抱歉正当他们十分纳闷时陪同考察的韩方人员这样告诉考察团的成员

施工单位不允许登船参观

本来兴致勃勃的取经之行成了灰心丧气的海湾一日游

也不是完全没有收获林鸣说后来发现这两艘船其实都不符合港珠澳大桥建设海底隧道的要求港珠澳大桥最深水深为 48.5 米那两艘船工作水深分别只是 25 米40 米根本就够不着

而且伶仃洋海况比韩国釜山巨济岛海况更加恶劣岛隧工程隧道基床宽度和面积比釜山隧道更大碎石基床精度要求更高思索再三中交港珠澳大桥岛隧工程项目部决定自力更生建造一艘碎石整平船他们把目光转投到上海振华重工

岛隧工程总工程师林鸣在施工现场
岛隧工程总工程师林鸣在施工现场

在研发的过程中工程师们发现韩国的整平船采用的是漂浮作业方式船体在水里受到波浪的干扰直接影响铺设精度但港珠澳大桥隧道的整平精度要求控制在小于 40 毫米这样韩国的整平船毫无参考价值必须另起炉灶研发曾一度陷入胶着

但成功永远钟情于执着的人

根据港珠澳大桥实际的施工工况工程师们引入了石油钻井平台抬升系统的工艺用四个桩把工作平台抬出水面强化稳定性终于克服了水流波浪的影响成功满足了沉管基床施工毫米级的精度要求

这是中国首艘高精度深水自升式整平平台名为津平 1不过工程师们还是乐意叫它碎石整平船

不仅仅整平船早遇到技术封锁深水高精度清淤设备沉管调整装置 EPS沉管安装船等设备也曾遭遇过类似的经历它们的技术标准无一例外要求高精度但是这些都被中国工程师们攻克了

从 2006 年到 2012 年这 7 年时间里数以百计的专家设计师和工程师加入研发生产并实施众多新结构新工艺新技术具有独立知识产权的大型新装备除深水碎石整平船津平 1津安 2津安 3高性能大型专用装备还包括

起重船振华 30

清淤船捷龙

抓斗船金雄轮……

这些大型海工装备之前在中国闻所未闻在世界上也少有踪迹没有它们钢圆筒无法整体漂洋过海运抵伶仃洋并沉放至海底岩基沉管无法在烟波浩渺的伶仃洋里浮运沉放安装和精确定位钢箱梁无法在空中 180 度竖转矗立于桥塔之巅……

这些大国重器饱含着工程师们的智慧和汗水为港珠澳大桥工程建设提供了技术保障促进了我国工程建设技术装备水平达到国际领先

2013 年 5 月 1 日历经 96 个小时的连续鏖战海底隧道的第一节沉管成功安装

首节沉管长 112.5 米宽 37.95 米高 11.4 米总重量为 44000 吨光上部平面的面积就比 10 个篮球场还要大这是中国土木工程界第一次组织外海大型深水沉管隧道施工首节沉管深海初吻难度被媒体广泛报道为堪比神九天宫一号太空对接

沉管在浮运过程中风险是最大的从沉管预制厂到安装现场要经过 12.6 公里长距离沉管拖航复杂多变的伶仃洋海域洋流这需要深度分析并掌握海浪海流风速海水盐度海水浊度等复杂数据由于珠江主航道只有 240 米宽很窄一旦搁浅沉管就废了

那天沉管浮运时有 9 艘锚艇陪伴左右12 艘海事船警戒护航舰队总马力超过 5 万匹在英国路透社的网站上赫然有这样一条吓人的消息据外电报道今日中国首艘航母辽宁舰编队赴南海训练……

呵呵呵这幽默也逆天了

然而第一节的成功并不意味着后面 32 节安装都可以简单复制严苛的外海环境和地质条件使得施工风险不可预知
林鸣每一次安装离开房间的时候他都会回头看看那个房间因为每一次出发都可能是最后一次出发

2014 年 11 月第 15 节沉管安装失败基槽回淤专题研究组组长杨树森查出了肝癌他没有说依然坚守在安装船上一天一夜

2015 年 3 月林鸣和他的团队安装第 15 节沉管成功这对于他来说是有着重大的意义他要告诉生命倒计时的杨树森这个好消息……

但是第 33 节沉管也就是最后一节沉管才是这场布局中的大BOSS为什么呢因为它是一个曲线沉管

E33 沉管安装让工程师们最头疼的是东人工岛岛头复杂的挑流因为西人工岛与沉管对接形成的轴线与水流方向是一个正相交而东人工岛与沉管对接形成的轴线与水流方向是一个斜相交正是这个斜相交使得安装过程中沉管姿态变得难以控制

这个首个曲线段沉管的安装工程技术人员们筹备了两年进行了一年的专题科研半年多的施工准备在基床铺设过程中又多次受到强台风的影响

8 日凌晨两点施工区域的风力逐渐减小E33 沉管正式开始沉放经过 26 个小时的连续作业E33 沉管与东人工岛成功对接

33 次安装每次都如履薄冰世界级的工程需要世界级的付出

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