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正在鋪設瀝青的港珠澳大橋江海航段橋面，紅色是鋪設瀝青前的保護涂層（4月29日攝）。新華社記者 劉大偉/攝

從開(kai)工那(nei)一(yi)刻起(qi)，港(gang)珠澳大(da)橋就在連續創造(zao)“世界之最(zui)”。這(zhe)座東連香港(gang)，西(xi)接澳門、珠海的(de)(de)跨(kua)海大(da)橋，全(quan)長超過50公(gong)里(li)，是繼三(san)峽工程、青藏鐵路之后(hou)，我(wo)國又一(yi)重大(da)基礎設施(shi)項目，也是中國橋梁建(jian)筑(zhu)史上技術最(zui)復雜、環保要求最(zui)高、建(jian)設標準最(zui)高的(de)(de)“超級工程”。

港(gang)珠澳(ao)大橋設(she)計施工(gong)(gong)中(zhong)(zhong)，全(quan)長超過7公里(li)的(de)島隧(sui)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)是整個項(xiang)目(mu)的(de)控(kong)制性工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)，負(fu)責這一(yi)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計施工(gong)(gong)的(de)是中(zhong)(zhong)國(guo)交(jiao)通建設(she)集團。7年里(li)，島隧(sui)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)項(xiang)目(mu)總工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師林鳴帶領(ling)幾千人團隊，相繼(ji)突破了深埋沉(chen)管、快速成島、隧(sui)道基礎、外海(hai)深槽安裝等一(yi)系列世(shi)界(jie)難題，為中(zhong)(zhong)國(guo)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)建設(she)標注了全(quan)新(xin)的(de)高度。

在海(hai)底鋪(pu)上“席夢思”

“雖(sui)然(ran)有建(jian)設(she)跨江隧(sui)道(dao)的歷史，然(ran)而，來港(gang)珠(zhu)澳(ao)之(zhi)前，我們(men)對海底沉管隧(sui)道(dao)十分陌生，能(neng)找到的資料(liao)只有薄薄的一本書，零星見過幾張沉管隧(sui)道(dao)施工(gong)的現場圖片(pian)。”中交港(gang)珠(zhu)澳(ao)大(da)橋(qiao)島隧(sui)工(gong)程(cheng)(cheng)項目副總(zong)工(gong)程(cheng)(cheng)師高紀兵說(shuo)。

根(gen)據設計(ji)，大(da)橋(qiao)隧(sui)道工程(cheng)要在伶仃洋(yang)海面40多米(mi)(mi)深處開挖一條(tiao)5664米(mi)(mi)的海底(di)隧(sui)道基槽(cao)，海下最大(da)挖深達(da)48.5米(mi)(mi)，誤(wu)差不(bu)超(chao)過0.5米(mi)(mi)。由于港珠澳大(da)橋(qiao)地質環境是厚軟土地基，且厚度在30~50米(mi)(mi)，這使得沉管基礎(chu)沉降控制變(bian)得非常困難。

“沉管隧道為什么(me)漏水？歸結到(dao)底，都是基(ji)礎出了問題(ti)。”林鳴(ming)解釋(shi)說(shuo)，近8萬噸重的沉管鋪在上面(mian)，基(ji)礎如果做不好，后果不堪設想(xiang)。

經過無數次工法比(bi)選、理論計算和試驗驗證，大(da)橋的(de)(de)(de)工程師(shi)們創新一(yi)種新的(de)(de)(de)復合地基(ji)+組合基(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)基(ji)礎方案(an)，在(zai)溝(gou)槽的(de)(de)(de)基(ji)床(chuang)底(di)部加鋪(pu)一(yi)層(ceng)2至3米(mi)的(de)(de)(de)大(da)塊石(shi)(shi)并夯平，其上(shang)(shang)再用碎石(shi)(shi)整平。工程師(shi)們笑稱，這是給海底(di)沉(chen)管鋪(pu)上(shang)(shang)“席夢思”。

為了鋪好“席夢思”，今年39歲的工程師(shi)冀晉(jin)和他(ta)的拋石(shi)夯(hang)平班(ban)組在“振駁28”號拋石(shi)夯(hang)平船上整(zheng)整(zheng)奮戰(zhan)了43個月(yue)、1291天。洋流(liu)、臺風、回淤(yu)、設備(bei)損壞，甚(shen)至船上極(ji)度單調(diao)枯燥(zao)的生活，都(dou)給他(ta)們(men)帶來極(ji)大的挑戰(zhan)。2016年1月(yue)25日(ri)，冀晉(jin)他(ta)們(men)最終(zhong)完成了世(shi)界上首例深(shen)海基床(chuang)塊石(shi)拋填和夯(hang)平工程。

事實證(zheng)明，整個島隧(sui)工(gong)程中(zhong)，運用組合基床的(de)部分，隧(sui)道的(de)沉降都控制在5厘米(mi)以內(nei)，這比合同約定20厘米(mi)的(de)沉降標準超(chao)出(chu)數倍。

33根沉管(guan)連結滴水不漏

根據設(she)計(ji)方案，港珠澳(ao)大橋(qiao)海底沉管隧道由33根巨(ju)型沉管組(zu)成(cheng)，每節管道長(chang)180米，寬37.95米，高11.4米，單節重約(yue)8萬噸。這些沉管采用工(gong)廠法預(yu)(yu)先制成(cheng)，為(wei)此，大橋(qiao)建設(she)者(zhe)用14個月(yue)在外海荒島建成(cheng)了世界(jie)最大的(de)沉管預(yu)(yu)制廠，并創下(xia)了澆筑百萬方混凝(ning)土無一裂(lie)縫的(de)世界(jie)奇(qi)跡。

把跟航(hang)母一樣重的(de)沉(chen)(chen)管浮運至施(shi)(shi)工現場，并準確(que)(que)沉(chen)(chen)放在海地50米深已經鋪好的(de)基床上并與(yu)前一個沉(chen)(chen)管實施(shi)(shi)精確(que)(que)對接，其難度和(he)挑戰(zhan)可想而知。

負責沉管浮運安裝施工的島隧項(xiang)目副(fu)總(zong)工程師王(wang)強說，風向(xiang)浪高、海底洋流(liu)、泥(ni)沙(sha)、海水密度，每一(yi)個參數的變化都(dou)會(hui)直接影響沉管對接。

即使在世界范圍(wei)內，沉管隧(sui)道尚(shang)沒有100%不漏水的紀(ji)錄。然而，港珠澳大橋(qiao)隧(sui)道在世界范圍(wei)類(lei)似機構中，第一次(ci)做(zuo)到(dao)了滴(di)水不漏。

在沉管對(dui)接過程(cheng)(cheng)中，最終接頭(tou)無疑(yi)是(shi)“畫(hua)龍點睛(jing)”的一(yi)筆，負責最終接頭(tou)設計(ji)的工程(cheng)(cheng)師(shi)李毅(yi)告訴記(ji)者(zhe)，為了實現毫(hao)米(mi)級的精(jing)度(du)要(yao)求，他們用了3年時間，從方案的提出、細化、完(wan)成，“做到每(mei)一(yi)個(ge)參數(shu)能說得清楚”。

今年5月2日(ri)22時許，經過10余小時的吊裝(zhuang)，重達6000噸的最(zui)終接頭像(xiang)“楔子(zi)”一(yi)樣被(bei)精確(que)安裝(zhuang)在海底28米深的E29和E30兩節沉管(guan)(guan)之間(jian)，將海底隧道連為一(yi)體。從2013年5月第(di)一(yi)節沉管(guan)(guan)安裝(zhuang)完成，歷時4年，大橋建(jian)設者先后攻克深水深槽、大徑流、強回淤、曲線(xian)段等世界難題，創(chuang)造了“一(yi)年十節”的中國速(su)度。

逼出來的創新

沉(chen)(chen)管(guan)(guan)隧道(dao)被定義為(wei)淺埋(mai)隧道(dao)，沉(chen)(chen)管(guan)(guan)回填及覆土厚度約在兩米，為(wei)滿足伶仃洋海域水(shui)運要求，港珠澳(ao)大(da)橋隧道(dao)沉(chen)(chen)管(guan)(guan)需埋(mai)到海床以下20多米。

然(ran)而，自1928年人(ren)類(lei)工程(cheng)史上修(xiu)建第(di)一(yi)條(tiao)鋼筋混凝土沉管(guan)隧道以來，沉管(guan)制(zhi)作的(de)“工具(ju)箱”里只有剛性(xing)和(he)柔(rou)性(xing)兩種方法。港(gang)珠澳大橋(qiao)島隧工程(cheng)總設(she)計師(shi)劉曉東介紹說，“剛性(xing)結構(gou)好比一(yi)塊(kuai)長條(tiao)積木，而柔(rou)性(xing)結構(gou)好比樂高小塊(kuai)積木拼接(jie)的(de)積木條(tiao)”。工程(cheng)師(shi)們通過大量計算分析發現，在20多米的(de)覆蓋(gai)層(ceng)下，采用傳(chuan)統的(de)剛性(xing)或柔(rou)性(xing)結構(gou)體系，沉管(guan)結構(gou)安全(quan)都(dou)得不到(dao)保障。

2012年11月17日凌晨，劉曉東收(shou)到林鳴(ming)的一條短(duan)信(xin)：“嘗試研究(jiu)一下半剛性(xing)(xing)。”他所提出(chu)的半剛性(xing)(xing)結構設想，是保(bao)留甚至強(qiang)(qiang)化(hua)串起小管節之間(jian)的鋼絞線，加強(qiang)(qiang)小管節之間(jian)的連接，使180米長、由8個小節段連接而成的標準管節的變形受到更(geng)大的約束(shu)，增(zeng)強(qiang)(qiang)深(shen)埋沉管的防錯(cuo)位(wei)能(neng)力。

設(she)(she)計團隊用(yong)30多天完成《半剛(gang)性沉管結構(gou)方(fang)案設(she)(she)計與研(yan)究報告》，為了證明“半剛(gang)性”結構(gou)，工程師們又(you)邀請國內外6家專(zhuan)業研(yan)究機(ji)構(gou)進行(xing)“背對背”的分(fen)析計算，從(cong)模型試(shi)驗及原理上(shang)驗證“半剛(gang)性”結構(gou)。最(zui)終，這一(yi)創新結構(gou)設(she)(she)計得(de)到各方(fang)一(yi)致(zhi)認(ren)可。

經過兩年努(nu)力，總長(chang)5.6公里，由33節、每(mei)節重7萬多噸的(de)沉(chen)管(guan)連結(jie)而(er)成的(de)港珠(zhu)澳大(da)橋海底隧道(dao)沉(chen)管(guan)部分全線貫通(tong)，大(da)橋建設者用最低的(de)花費(fei)，把“半剛性(xing)”結(jie)構(gou)由構(gou)想變成現實。

“中國工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)(de)創新是(shi)被(bei)逼(bi)出來的(de)(de)，甚至是(shi)痛苦的(de)(de)”，回憶那一段(duan)煎熬的(de)(de)日子，林鳴感(gan)慨道，大(da)橋設(she)計之(zhi)初，他們(men)曾與一家掌(zhang)握沉管隧道施工(gong)核心(xin)技術(shu)的(de)(de)外國公司(si)商談合作，這家公司(si)開(kai)出的(de)(de)咨詢費(fei)高達1.5億歐元，并且，施工(gong)過(guo)程(cheng)及時(shi)間節點均由(you)對方掌(zhang)控。

外(wai)國(guo)(guo)公(gong)司(si)的(de)技(ji)術(shu)保護、技(ji)術(shu)壁壘(lei)與(yu)技(ji)術(shu)歧(qi)視(shi)，激(ji)發了(le)中國(guo)(guo)工程(cheng)師(shi)自(zi)主(zhu)創(chuang)(chuang)新(xin)的(de)決心。在(zai)港珠澳大橋(qiao)島(dao)隧(sui)工程(cheng)建設過(guo)程(cheng)中，新(xin)技(ji)術(shu)創(chuang)(chuang)新(xin)有(you)64項，包括深埋沉(chen)管、快速成島(dao)、隧(sui)道基(ji)礎、工廠法預制沉(chen)管、外(wai)海深槽沉(chen)管安裝等一(yi)系列(lie)工程(cheng)難題，為世界海底隧(sui)道工程(cheng)技(ji)術(shu)提供了(le)新(xin)知識與(yu)新(xin)樣本。（武(wu)欣中）

來源：中國青年報 （2017年06月22日 01 版）