港珠澳大橋超級工程的背后

盧夢君

2017年7月7日上午，被英國《衛(wèi)報(bào)》譽(yù)為“新世界七大奇跡之一”的港珠澳大橋，主體工程貫通儀式在西人工島隧道入口處舉行，陽光、音樂、彩旗、禮炮，一切都恰如其分。儀式現(xiàn)場人頭攢動，眾多工作人員和國內(nèi)外媒體見證了這一榮光時(shí)刻。

港珠澳大橋主體工程貫通的消息一出，頓時(shí)轟動海內(nèi)外，引來萬眾矚目。

誰能想到，在尚未正式貫通前，港珠澳大橋曾遭到各界人士嚴(yán)重質(zhì)疑。時(shí)隔5個多月，隨著港珠澳大橋的建成，曾經(jīng)的質(zhì)疑聲漸漸平息下去。港珠澳大橋東接香港，西接珠海、澳門，全程55公里，從高空俯瞰，猶如一條巨龍蜿蜒在海面上。作為世界上最長的跨海大橋，港珠澳大橋被業(yè)內(nèi)譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”，英國廣播公司（BBC）也將它稱為“人類建筑史上的里程碑”。

歷經(jīng)爭議風(fēng)波跨世紀(jì)的宏偉工程

在修建期間，這座被稱為“世紀(jì)工程”的大橋，一度被推到風(fēng)口浪尖：“港珠澳大橋是雞肋”“如何挽救備受爭議的港珠澳大橋”“港珠澳大橋又起‘漂移風(fēng)波可能進(jìn)一步影響工期”等負(fù)面輿論層出不窮，在網(wǎng)絡(luò)平臺甚囂塵上；2010年，大橋工程甚至被香港東涌的老太太以工程沒有評估臭氧、二氧化硫等影響為由，向香港高等法院申請司法復(fù)核，導(dǎo)致工程拖延近一年……

在歷經(jīng)種種爭議與風(fēng)波后，經(jīng)過8年施工，港珠澳大橋終于建成，其非凡的氣勢震驚世人。而它的建設(shè)歷史，則要追溯到上個世紀(jì)。自20世紀(jì)80年代以來，香港、澳門與內(nèi)地之間的運(yùn)輸通道，特別是香港與珠江三角洲東岸的陸路運(yùn)輸通道的建設(shè)取得明顯進(jìn)展，但是，香港與珠江西岸的交通聯(lián)系卻一直比較薄弱。1983年，香港合和實(shí)業(yè)集團(tuán)董事局主席胡應(yīng)湘首次提出興建連接港珠澳跨海大橋的建議：“這樣港商可發(fā)掘和擴(kuò)大更多勞動力低廉的投資區(qū)域，香港與粵西的貨流也更便捷，從而刺激粵西的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也可帶動內(nèi)地西部地區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。”

1997年，亞洲爆發(fā)金融危機(jī)，香港特區(qū)政府為振興香港經(jīng)濟(jì)，尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，認(rèn)為有必要盡快建設(shè)連接港珠澳三地的跨海陸路通道，于是，修建港珠澳跨海大橋的建議被重新提上日程。2003年，港珠澳大橋的籌備工作正式開始，到2009年年底，港珠澳大橋工程已進(jìn)入實(shí)施階段。

港珠澳大橋工程包括三個部分：海中橋隧（橋梁隧道）主體工程，港珠澳三地口岸，以及三地的連接線建設(shè)。其中，主體工程由6.7公里的海底沉管隧道和長達(dá)22.9公里的橋梁工程組成，隧道兩端建有東、西兩個人工島，兩個人工島隔海相對，中間海浪翻飛，氣勢壯闊。據(jù)資料顯示，港珠澳大橋的橋體部分能抗16級臺風(fēng)、8級地震，設(shè)計(jì)使用壽命長達(dá)120年，與目前國內(nèi)跨海大橋的普遍使用壽命相比，足足多了20年。

駕車從珠海口岸駛出，經(jīng)過以“中國結(jié)”橋塔造型、寓意粵港澳三地共結(jié)同心的青州橋，再行駛一段距離，到達(dá)西人工島。從西人工島開始，港珠澳大橋進(jìn)入海底隧道段，海底隧道全長6.7公里，是迄今為止世界上最長、埋入海底最深（最深處近50米）的沉管隧道，也是使用壽命最長、綜合技術(shù)難度最高的沉管隧道，世所罕見。如果從高空俯視，在橋面上行駛至隧道口的車輛，仿佛從海平面上憑空消失，一段時(shí)間后，又從茫茫大海的另一端驚艷出現(xiàn)。

海面下超長隧道瘋狂想法付諸現(xiàn)實(shí)

不難想到，在這項(xiàng)超級工程的背后，施工人員面臨了許多棘手的難題：超長的跨海距離、超深的海水深度、超級臺風(fēng)、洋流沖擊和海浪沖刷……但在開工以來近8年的時(shí)間里，他們頂著巨大的壓力，研究并實(shí)施了近千項(xiàng)技術(shù)成果，其中不乏瘋狂大膽的想法，創(chuàng)下多項(xiàng)“世界之最”，島隧設(shè)計(jì)便是其中的一項(xiàng)創(chuàng)舉。

港珠澳大橋橫跨伶仃洋海域，按照常規(guī)思路，要連接海域兩岸必須修建大橋。而伶仃洋海域靠近香港方向有一條伶仃洋航道，是大型運(yùn)輸船只在這片海域上通行的唯一通道，每天平均有4000多艘船只穿行，其中包括排水量達(dá)30萬噸的巨輪。為了滿足巨輪通行，大橋的橋面高度必須超過80米，橋塔高度達(dá)到200米，但海域周圍的機(jī)場卻不允許有超過88米的建筑物矗立在其飛行航線上。此外，伶仃洋是一片典型的弱洋流海域，每年江水會從珠江口夾雜大量的泥沙涌入海洋，若是修建大橋，橋墩無疑會增大此區(qū)域的阻水面積，泥沙被阻擋后可能會阻塞航道，經(jīng)年累月，伶仃洋可能會變成一片沖積平原。因此，各項(xiàng)不利因素都使得修建大橋困難重重。

于是，工程師們提出一個瘋狂的想法：放棄在海面上修建橋梁，而在海面下建一條超長的隧道，然后在兩端各建一座人工島，將橋梁與隧道連接起來，即“島隧工程”。港珠澳大橋管理局工程總監(jiān)張勁文說：“修建海底隧道能把主航道預(yù)留出來，為廣州港、深圳港預(yù)留未來的發(fā)展空間，同時(shí)也能保證香港機(jī)場的飛機(jī)起降。”

不過，建造人工島并非易事，既要為珠江口預(yù)留巨輪通行航道，又要保護(hù)中華白海豚國家級自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境。采用傳統(tǒng)拋石填海的方法，不僅工期長，而且會影響伶仃島航道的正常通航，安全風(fēng)險(xiǎn)也高。endprint

直到一個新的構(gòu)想出現(xiàn)在大橋島隧工程項(xiàng)目總工程師林鳴的腦海中——用大直徑鋼圓筒圍人工島，這個難題才有了進(jìn)一步突破。據(jù)島隧工程項(xiàng)目副總經(jīng)理劉曉東回憶，在新方案提出后，團(tuán)隊(duì)花了大半年時(shí)間做方案、設(shè)計(jì)、論證、實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目部還請來全國工程勘察設(shè)計(jì)大師王汝凱，讓他同時(shí)做鋼圓筒建島不成立的反向研究。經(jīng)過3個月細(xì)致、反復(fù)的研究，專家們達(dá)成共識，大圓筒快速成島的施工方法是可行且有效的。

2011年5月15日，港珠澳大橋西人工島首個鋼桶下沉，這個鋼桶直徑22米、高41米、重達(dá)450噸，鋼桶全部打下后，作業(yè)人員將內(nèi)部的海水抽干，填入200萬立方米的沙子，夯實(shí)壓緊，形成人工島的建筑基礎(chǔ)。首個鋼桶順利下沉至設(shè)計(jì)位置，標(biāo)志著港珠澳大橋人工島工程正式實(shí)施。兩個人工島建設(shè)共用了120個鋼筒，鋼筒最高50.5米，相當(dāng)于一棟大樓的高度。2011年12月7日，隨著最后一個鋼筒沉入東人工島海底，為期近7個月的東、西人工島圍護(hù)工作完美收官，順利實(shí)現(xiàn)了雙島“當(dāng)年動工、當(dāng)年成島”的最初構(gòu)想。

史無前例的“深海穿針”自主攻關(guān)贏得國際認(rèn)可

“從技術(shù)難度和施工難度上來說，整個大橋的核心部位是島隧，島隧的核心是隧道，隧道的核心則是最終接頭。”港珠澳大橋島隧工程I工區(qū)常務(wù)副經(jīng)理孟凡利如是說。

港珠澳大橋的沉管隧道長達(dá)6700米，海底沉管段長達(dá)5664米，由33節(jié)管節(jié)和1個“最終接頭”組成（修筑橋梁等工程時(shí)從兩端開始施工，最后在中間用“最終接頭”將兩端接合）。但是，在修建港珠澳大橋之前，整個中國的沉管隧道工程加起來不到4公里，這也是我國第一次在外海環(huán)境中修建沉管隧道，挑戰(zhàn)相當(dāng)巨大。

當(dāng)時(shí)，世界上有兩條超過3公里長的沉管隧道，分別是歐洲的厄勒海峽隧道和韓國釜山的巨加跨海大橋，后者由韓國公司主持，安裝部分則全部由歐洲人提供支持。2007年，工程師們?yōu)榱藴?zhǔn)備港珠澳大橋工程去韓國釜山考察，然而，接待方拒絕了考察團(tuán)想?yún)⒂^設(shè)備的請求，于是考察團(tuán)只能在距離大橋約300米的海面上，用卡片機(jī)拍了幾張照片。

從釜山回來后，林鳴堅(jiān)定認(rèn)為，修建港珠澳大橋一定要跟世界上最好的、擁有外海沉管安裝經(jīng)驗(yàn)的公司合作。于是，他們找到了當(dāng)時(shí)世界上沉管技術(shù)最好的一家荷蘭公司，沒想到對方開出1.5億歐元的高價(jià)。與荷蘭公司談判失敗，自主攻關(guān)成為中國團(tuán)隊(duì)唯一的選擇。

參與島隧工程的人員都記得，港珠澳大橋的第一根海底沉管（E1）是從2013年5月2日開始安裝的。那天，首節(jié)沉管在8艘大馬力拖輪和2艘特制安裝船的拖運(yùn)下，從珠海牛頭島開始浮運(yùn)，3日凌晨，順利運(yùn)抵西人工島島頭。5月6日，E1沉管安裝成功，人們將此舉稱為“深海初吻”。7月30日，首個標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)（E3）浮運(yùn)、安裝圓滿成功……此后4年，30節(jié)沉管陸續(xù)在平均40米深的海底實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接。

在E11～E15沉管安裝前夕，考慮到安裝管節(jié)位置處于伶仃主航道區(qū)，深槽的水流變化加上臺風(fēng)、洪汛、通航等多重因素，加大了沉管的安裝難度和風(fēng)險(xiǎn)，為此，團(tuán)隊(duì)專門展開了對深水深槽區(qū)沉管施工技術(shù)的攻關(guān)。不得不提到的是，E15沉管安裝歷時(shí)156天，經(jīng)過“三次浮運(yùn)、兩次回拖”，建設(shè)團(tuán)隊(duì)終于攻克各種難題，成功安裝管節(jié)。

2017年3月7日，港珠澳大橋海底隧道最后一節(jié)沉管安裝成功，自此，33節(jié)世界最大體量的沉管全部安裝完畢。緊接著，是決定港珠澳大橋成敗的關(guān)鍵工程——沉管隧道最終接頭。

5月2日，被譽(yù)為“海上大力士”、世界綜合吊裝能力最強(qiáng)的起重船“振華30”號，吊起重達(dá)6000噸的最終接頭，在近30米深的海里與東西兩端沉管對接。“考慮風(fēng)力、海流、浮力等多種因素，誤差只允許在1.5厘米以內(nèi)。”林鳴說，這就意味著接頭要在安裝位置上方始終以1.5厘米的平面誤差緩慢下沉，最終實(shí)現(xiàn)對接，“這在世界交通領(lǐng)域是史無前例的，無異于‘深海穿針。”

“最終接頭從早上5點(diǎn)20分左右開始，持續(xù)到晚上10點(diǎn)左右，施工操作人員、配合人員加起來應(yīng)該有上千人。”港珠澳大橋島隧工程項(xiàng)目總經(jīng)理部財(cái)務(wù)總監(jiān)謝臣偉是現(xiàn)場的見證者之一，伴隨最終接頭的起吊、旋轉(zhuǎn)、落水、頂推，他一整天都處于激動和緊張之中。“我感覺最緊張、最扣人心弦的，是對接這一時(shí)刻。尺寸是預(yù)留好的，對接過程中不能有一點(diǎn)誤差，如果有誤差就不能實(shí)現(xiàn)最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想，就很危險(xiǎn)。安裝成功后，荷蘭隧道管理協(xié)會給我們發(fā)來一封賀信，感嘆我們采用的工藝將改變世界隧道建筑最終接頭的施工工藝。”

后記：未來管理維護(hù)任重道遠(yuǎn)

“大橋主體工程從設(shè)計(jì)到建造都達(dá)到了世界級水平，我們對橋的質(zhì)量非常有信心。但工程建設(shè)好只是第一步，未來的營運(yùn)維護(hù)還要做相當(dāng)多的工作。”張勁文說。工程技術(shù)與海上安全只是港珠澳大橋要面臨的一部分考驗(yàn)，這座大橋由粵、港、澳三地共同建成，三地在建設(shè)理念、設(shè)計(jì)習(xí)慣上存在差異，而未來橋梁的管理也需要各方協(xié)調(diào)解決，可謂任重而道遠(yuǎn)。

大橋建造之初，三地政府即希望大橋能夠便捷港澳及珠江兩岸之間的交通聯(lián)系，挖掘珠江西岸的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r(shí)拓展三地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間。大橋建成以后，從香港到珠海的交通時(shí)間已由水路1小時(shí)以上、陸路3小時(shí)以上，縮短至30分鐘以內(nèi)，形成了粵港澳三地“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)生活圈”，這對珠江兩岸的發(fā)展，以及港澳地區(qū)的持續(xù)繁榮穩(wěn)定都將帶來積極作用。endprint