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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(cong)開工那一刻起(qi)，港(gang)珠(zhu)澳大(da)橋(qiao)就在連續創(chuang)造“世(shi)界(jie)之最”。這座東連香(xiang)港(gang)，西(xi)接澳門、珠(zhu)海的(de)跨(kua)海大(da)橋(qiao)，全(quan)長(chang)超過(guo)50公里，是繼三峽工程、青藏鐵路(lu)之后，我國又一重大(da)基(ji)礎(chu)設施項(xiang)目，也(ye)是中(zhong)國橋(qiao)梁(liang)建筑史上技術(shu)最復雜、環保(bao)要求最高、建設標準最高的(de)“超級工程”。

港珠澳大橋設(she)計施工(gong)中(zhong)，全(quan)長超過(guo)7公里(li)的島(dao)隧(sui)(sui)工(gong)程(cheng)(cheng)是整(zheng)個項(xiang)目的控制性工(gong)程(cheng)(cheng)，負(fu)責這一(yi)工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計施工(gong)的是中(zhong)國交通建設(she)集團(tuan)。7年里(li)，島(dao)隧(sui)(sui)工(gong)程(cheng)(cheng)項(xiang)目總工(gong)程(cheng)(cheng)師林(lin)鳴帶領幾千人團(tuan)隊(dui)，相繼突破(po)了深埋(mai)沉(chen)管、快速成島(dao)、隧(sui)(sui)道(dao)基(ji)礎、外海深槽安裝等(deng)一(yi)系列世(shi)界難題(ti)，為中(zhong)國工(gong)程(cheng)(cheng)建設(she)標注了全(quan)新的高(gao)度。

在海底鋪上“席夢思”

“雖然(ran)有建設跨江(jiang)隧道的歷史，然(ran)而，來港珠澳之前，我們對(dui)海底沉(chen)(chen)管隧道十(shi)分陌生，能找到的資料只有薄薄的一本書，零星(xing)見過幾張沉(chen)(chen)管隧道施工(gong)的現場圖片(pian)。”中交港珠澳大橋島(dao)隧工(gong)程(cheng)項目(mu)副總工(gong)程(cheng)師高紀兵說。

根據設計，大橋隧道工程要在伶仃洋海(hai)面40多米(mi)(mi)深(shen)處開(kai)挖一條5664米(mi)(mi)的海(hai)底隧道基槽，海(hai)下最大挖深(shen)達48.5米(mi)(mi)，誤差不超(chao)過0.5米(mi)(mi)。由于(yu)港珠澳(ao)大橋地質(zhi)環境是厚軟土地基，且厚度在30~50米(mi)(mi)，這(zhe)使得(de)沉管(guan)基礎沉降控制(zhi)變(bian)得(de)非常困難。

“沉(chen)管隧道為什么漏水？歸結(jie)到(dao)底，都(dou)是基礎出了問題。”林鳴解釋說(shuo)，近8萬噸重的(de)沉(chen)管鋪在上面，基礎如果做不(bu)好，后果不(bu)堪(kan)設想。

經過無(wu)數次工法比(bi)選、理論計算和試驗(yan)驗(yan)證，大(da)橋的工程師們(men)創(chuang)新(xin)一(yi)種新(xin)的復合(he)(he)地基(ji)+組(zu)合(he)(he)基(ji)床的基(ji)礎方案，在溝槽(cao)的基(ji)床底(di)(di)部加(jia)鋪(pu)一(yi)層2至3米的大(da)塊石(shi)并夯平(ping)，其上(shang)再用碎石(shi)整平(ping)。工程師們(men)笑(xiao)稱，這(zhe)是給海底(di)(di)沉管鋪(pu)上(shang)“席夢(meng)思”。

為了鋪好“席夢思”，今(jin)年39歲的工程(cheng)師冀晉和他的拋石夯平班(ban)組(zu)在“振(zhen)駁(bo)28”號拋石夯平船上(shang)整整奮戰了43個(ge)月、1291天。洋流、臺風(feng)、回淤、設備(bei)損壞(huai)，甚至船上(shang)極度單調枯燥的生活，都(dou)給他們(men)帶來極大的挑戰。2016年1月25日，冀晉他們(men)最終完成(cheng)了世界上(shang)首(shou)例深海基床(chuang)塊石拋填和夯平工程(cheng)。

事實證(zheng)明，整(zheng)個島隧(sui)工程中，運用組合基床的(de)部分，隧(sui)道(dao)的(de)沉(chen)降都控制在5厘米以(yi)內(nei)，這比合同約定20厘米的(de)沉(chen)降標準超出數倍。

33根沉管連結滴水不漏

根據設計(ji)方案，港珠澳大橋海底(di)沉管(guan)(guan)隧道由33根巨型沉管(guan)(guan)組成，每節(jie)管(guan)(guan)道長180米(mi)，寬37.95米(mi)，高11.4米(mi)，單節(jie)重約8萬(wan)噸。這些沉管(guan)(guan)采(cai)用工廠(chang)法預先(xian)制(zhi)成，為此，大橋建設者用14個月在外(wai)海荒島建成了世(shi)界最大的沉管(guan)(guan)預制(zhi)廠(chang)，并創下了澆筑百萬(wan)方混凝土無一裂縫的世(shi)界奇跡。

把跟航母一樣重的沉管浮運至施工現場(chang)，并準確沉放在海地50米深已經鋪好的基床上并與前一個沉管實施精(jing)確對接，其難度和挑(tiao)戰可(ke)想而知。

負責(ze)沉(chen)(chen)管(guan)(guan)浮運安裝施(shi)工的(de)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，每一個參數的(de)變化都(dou)會直接影響沉(chen)(chen)管(guan)(guan)對接。

即使在世界范圍內(nei)，沉管隧道尚沒(mei)有100%不漏(lou)水(shui)的紀錄(lu)。然而，港珠澳大橋隧道在世界范圍類似機構(gou)中(zhong)，第一次做到了滴水(shui)不漏(lou)。

在(zai)沉(chen)管對接(jie)過(guo)程中，最終接(jie)頭(tou)無疑是“畫龍點睛”的(de)一筆，負責最終接(jie)頭(tou)設(she)計的(de)工程師李毅告訴記者，為(wei)了(le)實現毫米級的(de)精度要求，他(ta)們用了(le)3年(nian)時間，從方(fang)案(an)的(de)提出、細化、完成(cheng)，“做到每一個(ge)參數能說得清(qing)楚”。

今年(nian)5月2日(ri)22時許，經(jing)過10余(yu)小時的吊裝，重達(da)6000噸的最終接頭像“楔子”一(yi)樣被精(jing)確安裝在海底28米深的E29和E30兩節(jie)沉(chen)管(guan)之間，將海底隧道連為(wei)一(yi)體。從2013年(nian)5月第一(yi)節(jie)沉(chen)管(guan)安裝完成(cheng)，歷(li)時4年(nian)，大橋建(jian)設者(zhe)先后攻克深水(shui)深槽(cao)、大徑流、強回淤(yu)、曲線段等世界難題，創造了(le)“一(yi)年(nian)十節(jie)”的中國速度。

逼出來的創新

沉管(guan)(guan)隧(sui)道(dao)(dao)被(bei)定義為淺埋隧(sui)道(dao)(dao)，沉管(guan)(guan)回填及覆土(tu)厚(hou)度(du)約在兩米，為滿足伶仃洋海域(yu)水運要求，港珠澳大橋隧(sui)道(dao)(dao)沉管(guan)(guan)需(xu)埋到海床以下20多米。

然而(er)，自(zi)1928年人類工(gong)程史上修建(jian)第一條(tiao)鋼筋混凝土沉管隧道(dao)以來(lai)，沉管制作(zuo)的(de)“工(gong)具箱(xiang)”里只(zhi)有剛(gang)性和柔(rou)性兩種方法。港珠澳大橋(qiao)島隧工(gong)程總(zong)設計(ji)師劉曉(xiao)東介紹說(shuo)，“剛(gang)性結構(gou)好比一塊(kuai)長條(tiao)積(ji)(ji)木(mu)，而(er)柔(rou)性結構(gou)好比樂(le)高小塊(kuai)積(ji)(ji)木(mu)拼接的(de)積(ji)(ji)木(mu)條(tiao)”。工(gong)程師們(men)通過大量計(ji)算分(fen)析發現，在(zai)20多米的(de)覆(fu)蓋(gai)層下，采用傳統的(de)剛(gang)性或柔(rou)性結構(gou)體系，沉管結構(gou)安全都得不到保障。

2012年11月(yue)17日(ri)凌晨，劉曉(xiao)東(dong)收(shou)到(dao)林鳴(ming)的(de)一條短信：“嘗試研究一下(xia)半剛性。”他所提(ti)出的(de)半剛性結構(gou)設想，是保留甚至強(qiang)化串起小(xiao)(xiao)(xiao)管節(jie)(jie)之間的(de)鋼絞線，加強(qiang)小(xiao)(xiao)(xiao)管節(jie)(jie)之間的(de)連接，使180米(mi)長、由8個小(xiao)(xiao)(xiao)節(jie)(jie)段連接而成(cheng)的(de)標準管節(jie)(jie)的(de)變(bian)形受到(dao)更(geng)大的(de)約束，增(zeng)強(qiang)深埋沉(chen)管的(de)防錯位能力。

設計(ji)(ji)團隊用30多天完成《半剛性沉管(guan)結(jie)構(gou)(gou)方案(an)設計(ji)(ji)與研究報(bao)告》，為了證明(ming)“半剛性”結(jie)構(gou)(gou)，工程師(shi)們又(you)邀請國內外(wai)6家專業研究機構(gou)(gou)進行“背對背”的分(fen)析計(ji)(ji)算(suan)，從模型(xing)試驗及(ji)原(yuan)理上驗證“半剛性”結(jie)構(gou)(gou)。最終，這一(yi)創新結(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)得到(dao)各方一(yi)致(zhi)認可(ke)。

經過兩年努力，總長5.6公里，由33節(jie)、每(mei)節(jie)重7萬多噸的(de)沉(chen)管(guan)連結而成的(de)港珠澳大橋海底隧道(dao)沉(chen)管(guan)部分全(quan)線貫通，大橋建設者用最低的(de)花費，把“半(ban)剛性”結構由構想變成現實。

“中國(guo)工程師(shi)的(de)(de)(de)創新是(shi)被逼出來(lai)的(de)(de)(de)，甚至是(shi)痛(tong)苦(ku)的(de)(de)(de)”，回憶那一段(duan)煎熬的(de)(de)(de)日子，林鳴感慨道(dao)(dao)，大橋設計之初，他們曾與一家掌握沉(chen)管隧道(dao)(dao)施工核心(xin)技術的(de)(de)(de)外(wai)國(guo)公(gong)司商談合作，這(zhe)家公(gong)司開出的(de)(de)(de)咨詢費高達1.5億歐元，并且(qie)，施工過程及時間節點均由(you)對方掌控。

外國公司的技(ji)術(shu)(shu)保護、技(ji)術(shu)(shu)壁壘與(yu)技(ji)術(shu)(shu)歧視，激發(fa)了(le)中(zhong)國工程(cheng)師自主創(chuang)新(xin)的決心。在港珠(zhu)澳大橋島隧工程(cheng)建設過程(cheng)中(zhong)，新(xin)技(ji)術(shu)(shu)創(chuang)新(xin)有64項，包(bao)括深埋沉管、快速成島、隧道基礎(chu)、工廠法預制沉管、外海(hai)深槽沉管安裝等一系(xi)列工程(cheng)難題，為世界海(hai)底隧道工程(cheng)技(ji)術(shu)(shu)提供(gong)了(le)新(xin)知識(shi)與(yu)新(xin)樣本。（武欣中(zhong)）

來源(yuan)：中國青年報 （2017年06月22日 01 版）