港珠澳大橋島隧工程建設(shè)背景、歷程、特性及意義*

肖 珈

(中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 人文學(xué)院,北京 100049)

港珠澳大橋是中國(guó)繼三峽工程、青藏鐵路、南水北調(diào)等工程之后又一重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目.它東連香港,西接珠海、澳門,是集橋、島、隧為一體的超大型跨海通道.島隧工程是由中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司聯(lián)合體承建的大橋工程的施工控制性工程,由沉管隧道與東、西兩座人工島組成.其中沉管隧道是目前世界上綜合難度最大的沉管隧道之一,它起于伶仃洋粵港分界線,沿23DY錨地北側(cè)向西,穿越珠江口銅鼓航道、伶仃西航道,止于西人工島結(jié)合部非通航孔橋西端,全長(zhǎng)7440.546 m.

1 港珠澳大橋島隧工程建設(shè)緣起

1.1 港珠澳大橋工程建設(shè)背景

自20世紀(jì)80年代起,政府通過構(gòu)建香港、澳門與內(nèi)地之間的交通運(yùn)輸體系,尤其是打通香港同廣東省珠江三角洲東岸的陸路交通聯(lián)系后,進(jìn)一步鞏固與推動(dòng)了香港同珠江三角洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)的互聯(lián)互通.然而香港與珠江西岸在交通聯(lián)系上卻未能得到改善,薄弱的交通聯(lián)系始終對(duì)大珠江三角洲社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不利影響.1983年,香港合和實(shí)業(yè)有限公司主席胡應(yīng)湘先生率先提出修建跨越伶仃洋、連通東西兩岸跨海大橋的構(gòu)想.此后,中國(guó)各界人士又先后提出了數(shù)十種有關(guān)跨海大橋的建議與方案.改革開放后,廣東省在占據(jù)毗鄰港澳、華僑眾多的優(yōu)勢(shì)的同時(shí),積極引進(jìn)外資和技術(shù),社會(huì)經(jīng)濟(jì)得以飛速發(fā)展,其中,珠江三角洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力提升最為迅速.但是香港與珠江西岸交通聯(lián)系薄弱的問題一直沒能得到改善,這大大削弱了珠江西岸地區(qū)的發(fā)展,使其一直落后于珠江東岸地區(qū).

到了20世紀(jì)90年代中期,珠海與香港為改善兩地交通聯(lián)系薄弱的狀況,曾商議修建伶仃洋跨海大橋.1997年12月,原國(guó)家計(jì)委(現(xiàn)中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì))批準(zhǔn)伶仃洋大橋項(xiàng)目建議書.然而,伶仃洋跨海大橋迫于多方面原因而未能開展工程建設(shè).

隨著香港、澳門回歸祖國(guó),為進(jìn)一步推動(dòng)大珠江三角洲區(qū)域貿(mào)易往來(lái)、協(xié)同發(fā)展,香港、澳門同內(nèi)地有關(guān)方面就連接三地跨海大橋的修建再次提議.港珠澳大橋跨越伶仃洋海域,直接將香港、澳門與珠海相連,構(gòu)建出一條貫通珠江三角洲乃至粵西地區(qū)直通香港最便捷的陸路通道.港珠澳大橋不僅完善了交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)體系,促進(jìn)粵港澳三地的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來(lái),而且對(duì)整個(gè)大珠江三角洲鞏固與發(fā)展國(guó)際綜合競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮了積極作用.中央政府與香港、澳門特別行政區(qū)政府及有關(guān)部門對(duì)大橋構(gòu)建的提議高度重視且給予認(rèn)可.

2003年7月,由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)與香港特別行政區(qū)政府共同委托完成的《香港與珠江西岸交通聯(lián)系研究》[1]報(bào)告中,研究證實(shí)港珠澳大橋?qū)Υ笾榻侵薜貐^(qū)有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義.

2003年7月31日,第四次內(nèi)地與香港大型基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)作會(huì)議在京召開,粵港澳及其他與會(huì)代表再次確認(rèn)建設(shè)港珠澳大橋的必要性及迫切性.同時(shí),與會(huì)代表一致認(rèn)為港珠澳大橋的建設(shè)將為珠江三角洲地區(qū)產(chǎn)生更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,該工程項(xiàng)目應(yīng)及早規(guī)劃進(jìn)行.

2003年8月4日,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)粵港澳三地政府對(duì)港珠澳大橋前期工作的籌備,并同意三地成立“港珠澳大橋前期工作協(xié)調(diào)小組”,全面開展各項(xiàng)前期工作.

2005年4月,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在珠海召開港珠澳大橋橋位技術(shù)方案論證會(huì)議.來(lái)自內(nèi)地、香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)的技術(shù)專家就港珠澳大橋走線方案進(jìn)行評(píng)審與論證.最終,論證會(huì)專家組推薦采用北線橋隧方案.有關(guān)意見已得到協(xié)調(diào)小組的認(rèn)同.

2008年12月,《港珠澳大橋工程可行性報(bào)告》通過專家初審并上報(bào)到國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).2009年10月28日,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)對(duì)《港珠澳大橋可行性研究報(bào)告》進(jìn)行批復(fù),批復(fù)中明確表示,該大橋東接香港特別行政區(qū),西接廣東省(珠海市)和澳門特別行政區(qū).工程包括三項(xiàng)內(nèi)容:一是海中橋隧工程;二是香港、珠海和澳門三地口岸;三是香港、珠海、澳門三地連接線.[2]口岸采用“三地三檢”模式,分別由各方建設(shè)、各自獨(dú)立管轄.海中橋隧工程起自香港大嶼山,經(jīng)香港革域,穿越珠江口銅鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道,止于珠澳口岸人工島,全長(zhǎng)約35.6 km,主體工程采用橋隧組合方案,且隧道兩端各設(shè)置一個(gè)海中人工島.

根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告,港珠澳大橋施工工期約為6年.工程全部投資估算為729.4億元,海中橋隧主體工程估算投資347.2億元,采用政府還貸公路模式,資本金總額為157.3億元,其中內(nèi)地出資70億元,香港特區(qū)政府出資67.5億元,澳門特區(qū)政府出資19.8億元;資本金以外部分,由項(xiàng)目法人通過銀行貸款解決.

2009年12月15日,港珠澳大橋工程在廣東珠海正式開工.時(shí)任中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院副總理李克強(qiáng),時(shí)任中共廣東省委書記汪洋,廣東省原省長(zhǎng)黃華華以及時(shí)任澳門特首何厚鏵等出席了大橋的開工儀式.上午10時(shí),時(shí)任中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院副總理李克強(qiáng)向世界宣布了港珠澳大橋啟程開工.[3]開工指令下達(dá)后珠海拱北灣的粵航津038號(hào)抓斗船將挖爪深入海底,港珠澳大橋珠澳口岸人工島填海工程隨即開工.[4]

2010年,隨著港珠澳大橋開工建設(shè)的不斷深入,國(guó)務(wù)院印發(fā)關(guān)于落實(shí)《政府工作報(bào)告》重點(diǎn)工作部門分工的意見中第九條第五十三款明確表示,要認(rèn)真實(shí)施珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要,積極推進(jìn)港珠澳大橋等大型跨境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和珠海橫琴島開發(fā),深化粵港澳合作,密切內(nèi)地與港澳的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系.[5]同時(shí)交由港澳辦、發(fā)展改革委、財(cái)政部、商務(wù)部、人民銀行等多個(gè)政府部門負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作落實(shí),并相應(yīng)給予政策、資金支持.

1.2 港珠澳大橋島隧工程建設(shè)背景

港澳珠大橋所面臨的是空前的工程技術(shù)挑戰(zhàn)、嚴(yán)苛的環(huán)境保護(hù)要求與巨大的施工建設(shè)風(fēng)險(xiǎn).其最初的設(shè)計(jì)方案并非建設(shè)人工島與隧道,而是以全線跨海大橋的工程形式跨越伶仃洋海域.然而,當(dāng)工程建設(shè)者在前期進(jìn)行工程可行性研究與實(shí)際勘察后發(fā)現(xiàn),全線建設(shè)橋梁的方案必須放棄,因?yàn)榱尕暄蠛Ｓ虻氖┕るy度遠(yuǎn)非跨海橋梁工程所能勝任.

一方面,工程建設(shè)者要保證通航條件.伶仃洋海域靠近香港方向有一個(gè)重要的深水航道,即伶仃洋航道,它是中國(guó)乃至全球最重要的貿(mào)易航道.考慮到珠三角地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,港珠澳大橋的建設(shè)需為航運(yùn)發(fā)展留有充分的發(fā)展空間.據(jù)估算,銅鼓航道和伶仃洋西航道的通航規(guī)模為滿足30萬(wàn)噸級(jí)的船舶,其通航孔運(yùn)輸船舶和工程船舶的通航凈空高度為62～75 m,船舶寬度為40～141 m,對(duì)應(yīng)的通航孔凈空寬度應(yīng)為1000～1500 m.[6]若滿足伶仃洋航道的通航條件勢(shì)必會(huì)修高大橋橋面與橋塔.無(wú)疑,這樣修建橋梁不僅危害到行車安全,而且會(huì)徒增施工風(fēng)險(xiǎn).此外,還有一個(gè)通航約束條件,就是航空限高要求.伶仃洋主航道距離香港大嶼山國(guó)際機(jī)場(chǎng)僅5 km左右,這里航班密集,在其飛行航線上是不容許任何超過88 m的工程構(gòu)筑物矗立,[7]這讓修建跨海大橋的方案再次陷入困境.

另一方面,伶仃洋海域還是一個(gè)極為復(fù)雜的施工作業(yè)場(chǎng)域.伶仃洋是典型的弱洋流海域,其灣型呈喇叭狀,東岸多灣,西岸多灘,[8]每年從珠江口夾雜著大量的泥沙涌入海洋.為避免因泥沙阻擋、沉積而阻塞伶仃洋航道,使其成為沖積平原,根據(jù)珠江水利委員會(huì)的要求,大橋總阻水率不得超過10%.[9]因而,在修建跨海大橋的過程中要減少橋墩對(duì)泥沙的阻擋與沉積.此外,珠江口還是一個(gè)復(fù)雜地質(zhì)的河口.河口處覆蓋層厚度大,覆蓋物復(fù)雜,經(jīng)勘查后得知最上面是淤泥,淤泥下是淤泥質(zhì)的黏土,下層是粉質(zhì)黏土,最下面則是沙.[10]如若在這里開展橋梁施工作業(yè),就無(wú)法確保樁基的穩(wěn)定性,更無(wú)法對(duì)整座大橋的工程安全予以保障.

考慮到伶仃洋航道的特殊自然條件與通航需要,工程設(shè)計(jì)師最后提出一個(gè)大膽的工程設(shè)計(jì)思想,即以橋隧工程結(jié)合的跨海通道形式解決這一難題.隧道工程建設(shè)包括盾構(gòu)、沉管等很多工法可以實(shí)施.麻煩的是,這里還棲居著中國(guó)一級(jí)保護(hù)動(dòng)物中華白海豚,其自然保護(hù)區(qū)位于珠江口伶仃洋中部偏東水域,東邊界與粵港水域邊界線重疊,東北部邊界與香港沙洲-龍鼓洲海岸公園的西邊界相銜接,[11]所以隧道工程建設(shè)所采用的工法必須要滿足嚴(yán)苛的生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求.在優(yōu)選港珠澳大橋主航道海底隧道方案時(shí),盾構(gòu)法與沉管法在技術(shù)、環(huán)保、通航和經(jīng)濟(jì)等方面都能滿足一定的要求,而沉管法在此處施工有著更為明顯的優(yōu)勢(shì).其一,海底隧道勘察初步表明,基巖面起伏變化很大,而且基巖風(fēng)化程度變化很大.結(jié)合工程地質(zhì)與海域水文條件,沉管法有較強(qiáng)的地質(zhì)適應(yīng)性.其二,鑒于沉管隧道海底掩埋深度淺、建設(shè)長(zhǎng)度短的工程特點(diǎn),沉管隧道在施工風(fēng)險(xiǎn)上可控性更強(qiáng).其三,沉管隧道建設(shè)不需要很長(zhǎng)的引橋,對(duì)人工島及其斜坡段阻水作用影響小,對(duì)防洪、納潮不會(huì)產(chǎn)生不利影響.其四,就工期而言,沉管隧道方案比盾構(gòu)隧道方案縮短工期約10個(gè)月,可降低工程運(yùn)營(yíng)管理成本.

最終,島隧工程選擇采用沉管隧道方案開展深水隧道施工,并在橋梁與隧道的銜接處修建人工島.港珠澳大橋島隧工程項(xiàng)目隨即進(jìn)入工程前期籌備工作.

2 港珠澳大橋島隧工程建設(shè)歷程

2.1 建設(shè)前期準(zhǔn)備

2010年1月19日,港珠澳大橋島隧工程投標(biāo)步入工程前期籌備工作.2010年11月2日,港珠澳大橋主體工程技術(shù)設(shè)計(jì)得到交通運(yùn)輸部批復(fù)后,中交港珠澳大橋項(xiàng)目工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一批人員進(jìn)駐珠海.11月10日,負(fù)責(zé)前期勘察的106人及35臺(tái)勘察設(shè)備進(jìn)入場(chǎng)地,并開展前期勘察工作.11月25日,中交股份聯(lián)合體港珠澳大橋島隧工程項(xiàng)目第一次生產(chǎn)調(diào)度會(huì)召開,時(shí)任港珠澳大橋管理局朱永靈局長(zhǎng),港珠澳大橋島隧工程監(jiān)理項(xiàng)目部胡昌炳總監(jiān)出席會(huì)議,中交股份聯(lián)合體港珠澳大橋島隧工程項(xiàng)目總經(jīng)理部主要領(lǐng)導(dǎo)及中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司、COWIA/S(丹麥科威國(guó)際咨詢公司)、ARUP奧雅納工程顧問、上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院、中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司、中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司、中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司、中交第一航務(wù)工程局有限公司、中交第二航務(wù)工程局有限公司、中交第三航務(wù)工程局有限公司、中交第四航務(wù)工程局有限公司、中交上海航道局有限公司等單位負(fù)責(zé)港珠澳大橋項(xiàng)目相關(guān)工區(qū)的項(xiàng)目經(jīng)理、常務(wù)副經(jīng)理、總工程師參加了會(huì)議.會(huì)上對(duì)前期工作做以整體工作調(diào)度及安排.

2010年12月21日港珠澳大橋?qū)Ｘ?zé)小組召開的第三次會(huì)議中,港珠澳大橋管理局局長(zhǎng)朱永靈同中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司聯(lián)合體代表中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司總裁劉起濤共同簽署港珠澳大橋島隧工程設(shè)計(jì)施工總承包合同.島隧工程中標(biāo)價(jià)131億元人民幣,是港珠澳大橋最為核心、關(guān)鍵的工程.隨上百名管理人員及施工設(shè)備陸續(xù)進(jìn)場(chǎng),標(biāo)志著島隧工程開工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作已基本就緒.

2011年1月4日上午,港珠澳大橋島隧工程在中交廣州航道局有限公司耙吸船“廣州號(hào)”上舉行動(dòng)工儀式,[12]標(biāo)志正式開啟島隧工程項(xiàng)目建設(shè)階段.

2.2 人工島及沉管隧道工程建設(shè)

2.2.1 人工島建設(shè)

人工島的基本功能是實(shí)現(xiàn)海上橋梁與隧道的連接,同時(shí)為了滿足大橋運(yùn)營(yíng)管理需要,在人工島上還設(shè)置了辦公管理、緊急救援、運(yùn)行養(yǎng)護(hù)等功能區(qū)域.兩座人工島長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為625 m,結(jié)合流線型平面設(shè)計(jì)、島隧結(jié)合構(gòu)造需要及總體島形需要合理取定島寬及平面形狀.人工島的主題以生態(tài)為理念、海文化為背景的“蠔貝島”,人工島在造型上充分的吸收了蠔貝的造型,采用曲線和橢圓的島型,形似海中的蠔貝,使島型與環(huán)境協(xié)調(diào),賦予工程浪漫與和諧(圖1、圖2).

由于兩座人工島地處白海豚棲息地——伶仃洋航道附近,為節(jié)省工期、控制施工船舶數(shù)量、保障施工安全,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,島隧工程首次應(yīng)用了大直徑鋼圓筒深插快速成島技術(shù).[13]這一施工技術(shù)不同于傳統(tǒng)的圍海填島方式,其技術(shù)原理是通過采用八錘聯(lián)動(dòng)液壓振動(dòng)錘組對(duì)巨大鋼圓筒進(jìn)行振沉,圍成人工島設(shè)計(jì)輪廓.隨后,在鋼圓筒之間插入弧形鋼板副格,形成穩(wěn)定的島壁維護(hù)止水結(jié)構(gòu).最后應(yīng)用先進(jìn)的擠密砂樁技術(shù)填筑人工島施工材料,并修建島上建筑物.

2010年5月15日,港珠澳大橋島隧工程西人工島首個(gè)鋼圓筒順利振沉,[14]標(biāo)志著大橋島隧工程人工島圍護(hù)結(jié)構(gòu)正式開始.同年9月11日9時(shí)12分,西人工島順利成島.隨著西人工島建設(shè)的初步完成,東人工島于2011年9月22日首個(gè)鋼圓筒振沉,[15]同年12月21日,東人工島主體島壁結(jié)構(gòu)鋼圓筒振沉告竣.[16]東西雙島的建設(shè)成功實(shí)現(xiàn)了 “當(dāng)年動(dòng)工、當(dāng)年成島”的目標(biāo),并取得鋼圓筒體量、高度、垂直精度、八錘聯(lián)動(dòng)、萬(wàn)噸輪運(yùn)載、日沉3筒等多項(xiàng)世界第一.[17]2017年年末,港珠澳大橋東西人工島通過設(shè)備調(diào)試后全面告竣,成為伶仃洋上“最美地標(biāo)”.[18]

圖1 西人工島整體效果圖Fig.1 Overall effect picture of Western Artificial Island

圖2 東人工島整體效果圖Fig.2 Overall effect picture of Eastern Artificial Island

2.2.2 沉管隧道建設(shè)

港珠澳大橋沉管隧道是當(dāng)今世界最長(zhǎng)的公路沉管隧道,也是世界唯一深埋沉管隧道,同時(shí)還是中國(guó)第一條外海沉管隧道,其工程規(guī)模和技術(shù)難度位居世界同類工程前列.[19]沉管隧道主要可以分為三大工程建造工作:第一是管節(jié)的預(yù)制;第二是航道的疏浚;第三是管節(jié)的安裝.沉管隧道并非簡(jiǎn)單的工程部件,它體積巨大,通過統(tǒng)一預(yù)制,達(dá)到符合工程安裝標(biāo)準(zhǔn),保障工程安全.在桂山島,島隧工程建設(shè)廠房統(tǒng)一對(duì)沉管管節(jié)進(jìn)行預(yù)制.每個(gè)管節(jié)長(zhǎng)22.5 m,寬37.95 m,高11.4 m,管壁最厚度達(dá)1.5 m,重量可達(dá)9000 t,采用兩孔一管廊截面形式,沉管內(nèi)由兩個(gè)三車通道和兩個(gè)工程通道組成.航道疏浚主要是為沉管隧道安裝前清理水下淤泥,并挖好安裝槽,鋪設(shè)地基,在沉管隧道下沉至水底部時(shí),將其固定在海槽處,且不會(huì)出現(xiàn)偏離.管節(jié)的安裝有較為復(fù)雜的施工過程,它包括管節(jié)出塢、浮運(yùn)、系泊、沉放準(zhǔn)備、絞移、管節(jié)沉放、管節(jié)對(duì)接、管節(jié)壓載、開人孔門、貫通測(cè)量等一系列施工程序.工程安裝后期對(duì)管節(jié)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),以確保沉管隧道安裝到位不會(huì)出現(xiàn)位移.

表1 沉管隧道各個(gè)管節(jié)安裝的起止時(shí)間用時(shí)① 沉管隧道的安裝時(shí)間為筆者根據(jù)沉管隧道施工情況進(jìn)行匯總而得.Tab.1 The starting and ending time of each pipe section of Immersed Tunnel

基于表1所列沉管隧道施工管節(jié)安裝時(shí)間,并結(jié)合實(shí)際的工程施工條件,對(duì)以上沉管管節(jié)安裝時(shí)間①為簡(jiǎn)明說(shuō)明其安裝過程,筆者僅統(tǒng)計(jì)沉管管節(jié)安裝到結(jié)束的時(shí)間,以便查看.進(jìn)行簡(jiǎn)要解析.第一,沉管隧道管節(jié)正常在水文條件、氣象條件適合安裝的窗口期內(nèi)可每月開展一節(jié)沉管管節(jié)安裝工作,如E12、E13、E14.但如若遇到強(qiáng)對(duì)流天氣、臺(tái)風(fēng)等氣象約束條件以及白海豚繁殖季節(jié)等環(huán)保制約條件,兩根沉管管節(jié)安裝時(shí)間會(huì)間隔時(shí)間較長(zhǎng),如E16、E19.

第二,E15沉管隧道安裝耗時(shí)最長(zhǎng),前后共計(jì)156天,歷經(jīng)三次浮運(yùn)、兩次回拖.之所以安裝困難,是因?yàn)樵诔凉芑采铣霈F(xiàn)異?；赜佻F(xiàn)象.回拖E15沉管,對(duì)于工程項(xiàng)目而言雖然會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失,但是若在回淤情況下貿(mào)然安裝,將給沉管隧道工程帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn),一旦發(fā)生工程事故,沉管隧道不僅要損失上億元,而且將堵塞航道影響珠江口的航運(yùn).為保障工程安全,工程施工過程中發(fā)生的前兩次回淤均選擇回拖處理.回拖后,工程項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),在查明異?；赜僭蚝?協(xié)調(diào)解決回淤問題.E15管節(jié)于第三次安裝成功.

第三,E29、E30的安裝在E31、E32、E33之后,這是因?yàn)镋31、E32、E33管節(jié)為直線段管節(jié),而E29、E30兩根管節(jié)是曲線段管節(jié),考慮到技術(shù)難度等原因,在安裝順序上做以調(diào)整.

第四,最終接頭重達(dá)6000 t,它不同于普通的沉管管節(jié),而是像“楔子”一樣將海底隧道連為一體.最終接頭的安裝較為關(guān)鍵,它直接關(guān)系到整條沉管隧道的管節(jié)連接的暢通性與防水性.

最終接頭安裝結(jié)束后,施工工人們對(duì)最終接頭與沉管隧道連接處進(jìn)行了高精焊接,港珠澳大橋海底隧道最終于2017年5月25日實(shí)現(xiàn)合攏,并在后續(xù)施工作業(yè)中完成管節(jié)內(nèi)部各類設(shè)施的建造,如路面鋪裝等建造工作.作為大橋的控制性工程,島隧工程克服了施工作業(yè)中臺(tái)風(fēng)、冬季季風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流、大霧天氣等惡劣環(huán)境的影響,[20]規(guī)避了密集通航情況下的施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),減少了對(duì)中華白海豚保護(hù)區(qū)及海洋環(huán)境的危害,實(shí)現(xiàn)了隧道合攏貫通,創(chuàng)造了世界工程史上的奇跡.最終建成了兩個(gè)外海人工島和一條6.7 km的沉管隧道.

3 港珠澳大橋島隧工程建設(shè)特性

3.1 社會(huì)關(guān)注度高

港珠澳大橋是粵港澳三地、珠江三角洲新的發(fā)展動(dòng)力,對(duì)發(fā)展物流業(yè)與旅游業(yè)也發(fā)揮著積極作用.而島隧工程作為大橋的控制性工程,工程建設(shè)期間不僅克服了惡劣的氣象條件、孤島海上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),而且其創(chuàng)新的多項(xiàng)工程技術(shù)與施工工藝達(dá)到了世界最高水準(zhǔn).自設(shè)計(jì)、建設(shè)以來(lái),島隧工程就受到了國(guó)內(nèi)外、業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注.

3.2 粵港澳三地共建共管

港珠澳大橋島隧工程是粵港澳三地共建共管的工程建設(shè)項(xiàng)目.由于粵港澳三地在工程設(shè)計(jì)、建設(shè)上所施行的標(biāo)準(zhǔn)有所差異,因而在工程決策、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理上都需三地溝通協(xié)調(diào),這同時(shí)增加了工程建設(shè)的難度.島隧工程結(jié)合三地的實(shí)際情況,在工程設(shè)計(jì)與建設(shè)中權(quán)衡每一個(gè)細(xì)節(jié).這里最為典型的就是島隧工程在東人工島為車輛通行位置變化所設(shè)計(jì)施工的車輛轉(zhuǎn)換通道.

3.3 設(shè)計(jì)施工總承包的管理模式

由于島隧工程是目前世界范圍內(nèi)綜合技術(shù)難度最大的工程之一.因而由中國(guó)具有設(shè)計(jì)、施工綜合管理能力的大型基建集團(tuán)牽頭組建中外合作聯(lián)合體,聯(lián)合體成員包括具有同類工程經(jīng)驗(yàn)的國(guó)外設(shè)計(jì)合作方及施工管理顧問.這種模式較好地融合了兩方面的優(yōu)勢(shì):中國(guó)大型骨干企業(yè)具備統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、施工,有效整合有利資源的能力及經(jīng)驗(yàn);國(guó)際合作方可帶來(lái)國(guó)際先進(jìn)的理念、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮國(guó)際化優(yōu)勢(shì).通過有效地融合設(shè)計(jì)及充分發(fā)揮各施工方的優(yōu)勢(shì),以解決技術(shù)、質(zhì)量、進(jìn)度等難題.

3.4 生態(tài)保護(hù)要求嚴(yán)格

島隧工程涉及穿越伶仃航道的海底沉管隧道及隧道兩端的人工島.而海底沉管隧道的走線及施工水域正是國(guó)家一級(jí)野生保護(hù)動(dòng)物中華白海豚的分布區(qū),所以施工場(chǎng)域也會(huì)經(jīng)過珠江口中華白海豚國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū),生態(tài)保護(hù)要求嚴(yán)格.因而在島隧工程建設(shè)中,項(xiàng)目施工單位采取包括創(chuàng)新工程技術(shù),制定并實(shí)行中華白海豚保護(hù)管理制度等一系列預(yù)防保護(hù)措施.

3.5 施工作業(yè)環(huán)境復(fù)雜

島隧工程地處伶仃洋外海,施工海域氣候條件惡劣,夏季時(shí)常臺(tái)風(fēng)、雷暴雨等災(zāi)害天氣頻發(fā),冬季又受季風(fēng)氣候影響,項(xiàng)目施工期間受氣候及天氣影響明顯,對(duì)施工作業(yè)設(shè)定了巨大考驗(yàn).特別是主體建筑施工期間,起重吊裝、高大支架搭設(shè)作業(yè)頻繁,均受到大風(fēng)天氣影響.同時(shí),島隧工程是典型的孤島施工,施工水域位于伶仃洋海域,離岸約17海里,施工區(qū)域?qū)儆诘湫碗x岸孤島作業(yè),施工人員、施工設(shè)備以及施工用材均依賴水上運(yùn)輸,生產(chǎn)組織較為困難.

4 港珠澳大橋島隧工程建設(shè)意義

4.1 滿足大橋建設(shè)要求

港珠澳大橋的建設(shè)是完善國(guó)家高速公路網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵工程.政府所構(gòu)建的大珠江三角洲地區(qū)便捷交通網(wǎng)絡(luò),不僅滿足三地不斷增長(zhǎng)的跨界交通需求,而且促進(jìn)港澳經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮和穩(wěn)定發(fā)展,同時(shí)加速推進(jìn)珠江三角洲西部地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,優(yōu)化形成粵、港、澳經(jīng)濟(jì)一體化,并鞏固提升大珠江三角洲的國(guó)際綜合競(jìng)爭(zhēng)力.而在工程方案方面,由于受香港大嶼山國(guó)際機(jī)場(chǎng)航空限高、橋位區(qū)通航密度大、航道等級(jí)高等多種限制要求,導(dǎo)致初期的建設(shè)方案一再擱置而無(wú)法實(shí)施.最終采用橋、島、隧組合方案.島隧工程的建設(shè)充分滿足了大橋建設(shè)要求.

4.2 實(shí)現(xiàn)大橋運(yùn)行維護(hù)功能

島隧工程是港珠澳大橋主體工程的一個(gè)重要工程標(biāo)段,所建設(shè)的沉管隧道、兩座人工島是實(shí)現(xiàn)大橋主體運(yùn)行功能的重要連接樞紐.[21]同時(shí),兩座人工島還兼具大橋管理、服務(wù)、救援和觀光功能.西人工島主要滿足大橋運(yùn)營(yíng)管理功能,東人工島則以旅游開發(fā)功能為主.此外,兩座人工島均設(shè)置碼頭及直升機(jī)停機(jī)坪,滿足緊急情況救援需要.綜上,島隧工程的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了大橋運(yùn)行維護(hù)功能.

4.3 推動(dòng)工程技術(shù)創(chuàng)新

工程中的專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)是衡量工程創(chuàng)新的內(nèi)在標(biāo)志.[22]港珠澳大橋島隧工程在科研試驗(yàn)的保障下,項(xiàng)目共計(jì)有六大技術(shù)創(chuàng)新,分別是大直徑深插鋼圓筒快速成島技術(shù)、復(fù)合地基加組合基床的隧道基礎(chǔ)形式、半剛性沉管新結(jié)構(gòu)、沉管工廠法預(yù)制新工藝、外海沉管安裝成套技術(shù)、整體式主動(dòng)止水最終接頭新工法.項(xiàng)目共申報(bào)537項(xiàng)專利,已獲得專利授權(quán)340項(xiàng),其中國(guó)際專利2項(xiàng).獲得省部級(jí)特等獎(jiǎng)2項(xiàng),省部級(jí)一等獎(jiǎng)9項(xiàng).此外,還獲得國(guó)際工程3項(xiàng)大獎(jiǎng),分別是2018年度“ENR全球最佳橋隧工程項(xiàng)目獎(jiǎng)”、2018年度“國(guó)際隧協(xié)重大工程獎(jiǎng)”和2018英國(guó)“NCE年度隧道工程獎(jiǎng)”.

5 結(jié)語(yǔ)

島隧工程的建設(shè)是基于港珠澳大橋連通粵港澳三地的交通運(yùn)行與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要.工程建設(shè)通過技術(shù)創(chuàng)新等措施,克服海上孤島作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)限制、復(fù)雜通航環(huán)境等施工困境.不僅充分滿足了大橋整體的建設(shè)需要,而且滿足大橋綜合管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、旅游觀光等方面需求.