港珠澳大橋：拉近粵港澳時空距離

鄧媛雯

從開工那一刻起，港珠澳大橋就在連續創造“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，我國又一重大基礎設施項目，也是中國橋梁建筑史上技術最復雜、環保要求最高、建設標準最高的“超級工程”。

同時，還是迄今世界上總體跨度最長、鋼結構橋體最長、橋面鋪裝面積最大的跨海大橋，被英國《衛報》稱為“現代世界七大奇跡”之一。

港珠澳大橋設計施工中，全長超過7公里的島隧工程是整個項目的控制性工程，負責這一工程設計施工的是中國交通建設集團。7年里，島隧工程項目總工程師林鳴帶領幾千人團隊，相繼突破了深埋沉管、快速成島、隧道基礎、外海深槽安裝等一系列世界難題，為中國工程建設標注了全新的高度。

中國著名橋梁專家譚國順說：“港珠澳大橋建設從原材料到施工現場多艘3000多噸級的吊船等眾多大型裝備，全部是國產的，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，港珠澳大橋將是中國走向世界的又一張新名片。”

在海底鋪上“席夢思”

“雖然有建設跨江隧道的歷史，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場圖片。”中交港珠澳大橋島隧工程項目副總工程師高紀兵說。

根據設計，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環境是厚軟土地基，且厚度在30～50米，這使得沉管基礎沉降控制變得非常困難。

“沉管隧道為什么漏水？歸結到底，都是基礎出了問題。”林鳴解釋說，近8萬噸重的沉管鋪在上面，基礎如果做不好，后果不堪設想。

經過無數次工法比選、理論計算和試驗驗證，大橋的工程師們創新一種新的復合地基+組合基床的基礎方案，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了43個月、1291天。洋流、臺風、回淤、設備損壞，甚至船上極度單調枯燥的生活，都給他們帶來極大的挑戰。2016年1月25日，冀晉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，這比合同約定20厘米的沉降標準超出數倍。

33根沉管連結滴水不漏

根據設計方案，港珠澳大橋海底沉管隧道由33根巨型沉管組成，每節管道長180米，寬37.95米，高11.4米，單節重約8萬噸。這些沉管采用工廠法預先制成，為此，大橋建設者用14個月在外海荒島建成了世界最大的沉管預制廠，并創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場，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確對接，其難度和挑戰可想而知。

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，每一個參數的變化都會直接影響沉管對接。

即使在世界范圍內，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，負責最終接頭設計的工程師李毅告訴記者，為了實現毫米級的精度要求，他們用了3年時間，從方案的提出、細化、完成，“做到每一個參數能說得清楚”。

今年5月2日22時許，經過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E30兩節沉管之間，將海底隧道連為一體。從2013年5月第一節沉管安裝完成，歷時4年，大橋建設者先后攻克深水深槽、大徑流、強回淤、曲線段等世界難題，創造了“一年十節”的中國速度。

逼出來的創新

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計師劉曉東介紹說，“剛性結構好比一塊長條積木，而柔性結構好比樂高小塊積木拼接的積木條”。工程師們通過大量計算分析發現，在20多米的覆蓋層下，采用傳統的剛性或柔性結構體系，沉管結構安全都得不到保障。

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。”他所提出的半剛性結構設想，是保留甚至強化串起小管節之間的鋼絞線，加強小管節之間的連接，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大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。

設計團隊用30多天完成《半剛性沉管結構方案設計與研究報告》，為了證明“半剛性”結構，工程師們又邀請國內外6家專業研究機構進行“背對背”的分析計算，從模型試驗及原理上驗證“半剛性”結構。最終，這一創新結構設計得到各方一致認可。

經過兩年努力，總長5.6公里，由33節、每節重7萬多噸的沉管連結而成的港珠澳大橋海底隧道沉管部分全線貫通，大橋建設者用最低的花費，把“半剛性”結構由構想變成現實。

“中國工程師的創新是被逼出來的，甚至是痛苦的”，回憶那一段煎熬的日子，林鳴感慨道，大橋設計之初，他們曾與一家掌握沉管隧道施工核心技術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，施工過程及時間節點均由對方掌控。

外國公司的技術保護、技術壁壘與技術歧視，激發了中國工程師自主創新的決心。在港珠澳大橋島隧工程建設過程中，新技術創新有64項，包括深埋沉管、快速成島、隧道基礎、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提供了新知識與新樣本。

打造世界級跨海通道

港珠澳大橋管理局副書記、行政總監韋東慶介紹，因為內地與港澳三地技術標準存在差異，港珠澳大橋從一設計就按照“就高不就低”的原則確定主要技術標準，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構大規模采用鋼結構，用鋼量達40多萬噸，足以建造60座埃菲爾鐵塔。

歷時8年多的建設，目前港珠澳大橋進入收官階段，大橋交通工程正在有條不紊地推進著，有望年內全線通車，這意味著港珠澳的經貿合作將進入新的階段，三地之間有效實現半小時經濟城市圈，港珠澳將成為整個珠三角地區新的經濟三角體。

港珠澳大橋建成通車后，珠海至香港的交通時間將由現在的水路約1小時、陸路3小時以上，縮短到20至30分鐘內，首次實現珠海、澳門與香港的陸路對接，將極大縮短港珠澳三地間的距離。

（陳海升薦自《華聲》）

責編：天翼endprint