“超級工程”港珠澳大橋

陳融雪

沉管成隧，跨海架粱，10月24日正式通車運營的港珠澳大橋，宛如一條巨龍，橫臥在伶仃洋的碧波之上。

這是世界上最長的跨海大橋，擁有世界最長海底隧道的大橋，也是世界最長的鋼結(jié)構(gòu)橋梁……

總長約55公里的港珠澳大橋，是中國乃至當(dāng)今世界規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、最具挑戰(zhàn)性的跨海橋梁工程，被譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。這項“超級工程”在工程難度上直逼技術(shù)極限，成為各國展示創(chuàng)新能力的超級舞臺;一橋飛架三地，跨越的不僅是地理天塹，還連接著歷史與現(xiàn)在，面向未來。

難度堪比航天器交會對接

“港珠澳大橋連接香港、珠海和澳門，跨海段長度有22.9公里，還要建設(shè)兩個10萬平方米的人工島，海底隧道長度達(dá)6.7公里。”港珠澳大橋管理局總工程師蘇權(quán)科向記者介紹。

相比之下，世界上其他著名跨海通道工程，如美國的切薩皮克跨海工程，長度為19.7公里、海上人工島面積3.2萬平方米、海底沉管隧道3.3公里;韓國巨濟(jì)島一釜山連島大橋，長度為8.2公里、沒有建造人工島、海底隧道長3.7公里。

“更何況，港珠澳大橋還是在淤泥深厚、海洋腐蝕環(huán)境嚴(yán)峻的外海施工，難度可想而知。”蘇權(quán)科說。

到底有多難？

根據(jù)規(guī)劃，項目要穿越30萬噸級航道，同時毗鄰香港國際機(jī)場。要滿足30萬噸級巨輪通行的需求，大橋就得建得高;要滿足附近機(jī)場航班降落的限高需求。又得建得矮。

怎么辦？

經(jīng)過綜合考量，港珠澳大橋的設(shè)計方案最終定為“橋、島、隧交通集群工程”，即在這一航段沉入海底，搭建深埋沉管隧道，同時在隧道兩側(cè)建起人工島。

“港珠澳大橋島隧工程有著許多‘第一次……”中國交建總工程師林鳴說，港珠澳大橋創(chuàng)造了世界工程的奇跡，工程難度直逼技術(shù)極限。

其中，在水下近50米建設(shè)深埋沉管隧道，在國際上一直被視為“技術(shù)禁區(qū)”。

“要讓這些管節(jié)在海底軟基環(huán)境下對接安放，難度堪比航天器交會對接，需要精準(zhǔn)的遙控、測繪、超算等一系列技術(shù)支撐。”沉管隧道設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)課題研究負(fù)責(zé)人徐國平向記者介紹，技術(shù)人員最終從理論上揭示了深埋沉管結(jié)構(gòu)體系受力及變形機(jī)理，創(chuàng)新提出“半剛性”沉管新結(jié)構(gòu)。

“國外類似沉管接頭的正常漏水率是5%-10%。半剛性結(jié)構(gòu)改善了沉管結(jié)構(gòu)的防水性能，港珠澳大橋沉管隧道首次做到了無一處漏水。”他說。

集大成者

據(jù)介紹，作為世界最大的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，港珠澳大橋僅主梁鋼板用量就達(dá)42萬噸鋼鐵，足夠建造60座埃菲爾鐵塔;它擁有世界最長的海底隧道，全長6.7公里，全部采用沉箱預(yù)制搭建;它使用的108萬立方米混凝土，每一粒都可以溯源……

港珠澳大橋管理局行政總監(jiān)韋東慶表示。港珠澳大橋之所以被稱為“超級工程”，是因為它幾乎囊括所有交通工程領(lǐng)域，不僅有橋、人工島、海底隧道，還涉及航空與海事，是名副其實的“交通工程系統(tǒng)集大成者”。

值得指出的是，作為舉世矚目的超級工程，港珠澳大橋不僅代表著中國橋梁的先進(jìn)水平，也是展示各國創(chuàng)新能力的超級舞臺，來自丹麥、美國、荷蘭、英國、日本、德國、瑞士、土耳其等多個國家的橋梁專家紛紛參與其中。

譬如，無線聲吶深水測控系統(tǒng)被稱為沉管安裝對接的“深海之眼”，能通過計算機(jī)和無線聲吶設(shè)備精確判定沉管在海底的位置、角度，大大提高安裝的速度和準(zhǔn)確度。該系統(tǒng)由港珠澳大橋島隧項目聯(lián)合日本三清公司合作歷時一年多自主研發(fā)。

首次應(yīng)用該系統(tǒng)的E4沉管安裝時間就刷新了紀(jì)錄，從浮運到沉入海底安裝僅用了16個小時，比第一節(jié)沉管安裝對接的86小時縮短了70個小時，可以說創(chuàng)造了一個“大驚喜”。

“經(jīng)過兩年多的實際應(yīng)用，港珠澳大橋島隧項目不斷完善優(yōu)化無線聲吶深水測控系統(tǒng)，今后這一系統(tǒng)在國際深水施工領(lǐng)域都具有推廣價值和應(yīng)用前景。”常駐港珠澳大橋施工一線的日本三清公司技術(shù)專家沖山楨雄說。

隨著這一連串“世界紀(jì)錄”的誕生，港珠澳大橋在建設(shè)管理、工程技術(shù)、施工安全和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域填補了諸多“中國空白”乃至“世界空白”，進(jìn)而形成了一系列“中國標(biāo)準(zhǔn)”。

跨越的不只是地理天塹

“如果不是國家的整體科研和裝備實力到了這一步，做這樣的整體設(shè)計是不可想象的。”蘇權(quán)科感慨地說。

2018年10月24日，車輛行駛在港珠澳大橋上

二十多年前，中國能否修建跨徑400米的橋梁還廣受質(zhì)疑。如今，跨徑超千米的大橋已不新奇。世界最大（長）跨徑懸索橋、斜拉橋、鋼拱橋、跨海大橋的前十座，中國均占據(jù)半壁江山乃至更多。

譬如，鋼拱橋方面，2003年通車的上海盧浦大橋主跨550米，成為當(dāng)時世界最大跨度鋼拱橋;2009年，主跨552米的重慶朝天門長江大橋通車，創(chuàng)下新的鋼拱橋跨徑世界紀(jì)錄。

懸索橋方面，2005年建成通車的潤揚長江大橋跨徑1490米。2007年貫通的西堠門大橋主跨達(dá)1650米，是世界跨度第二大懸索橋。

斜拉橋方面，蘇通長江大橋跨徑達(dá)1088米，是世界跨度第二大斜拉橋……

海上大橋方面，2005年，全長32公里的東海大橋建成通車;2008年，全長36公里的杭州灣跨海大橋建成通車;2011年，全長36.48公里的青島膠州灣跨海大橋建成通車……

從半個多世紀(jì)前舉全國之力建一座武漢長江大橋，到現(xiàn)在一年建成數(shù)千座特大橋，中國全國橋梁總數(shù)超過100萬座。

而港珠澳大橋，跨越的不只是地理天塹。香港至珠海的陸路通行時間將由3小時變成半小時，人們正在考慮為它量身打造符合三地實際情況、融合不同法律和制度的運營機(jī)制，不斷釋放它的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“大家更加關(guān)注它的影響、使用、效益和三地融合發(fā)展，以及‘一帶一路標(biāo)準(zhǔn)走出去的問題，這座橋連接歷史與現(xiàn)在，也面向未來。”港珠澳大橋管理局副局長余烈說。