岛隧工程与沉管对接
2004年初,时任中交公路规划设计院副院长,后来成为港珠澳大桥总设计师的孟凡超率领项目组进驻珠海,研究港珠澳大桥项目的可行性。大桥的总体设计有三种方案:全部桥梁、全部隧道、桥隧结合。全部隧道方案由于其高造价、高风险的特性首先被否决,全部桥梁的方案由于其造价低和成本低的特性受到青睐。但经过实地考察,项目组发现珠江航道船流密集,需要保证30万吨级油轮和15万吨级集装箱轮通过,同时也要保证70多米高的石油钻井平台通过。这样大桥高度就要修得超过80米,那么桥塔的高度就会超过200米,这在技术上和经济上都是一个巨大的挑战。同时,香港国际机场周围有着120米的航空限高,因此全部桥梁方案也被否决,桥隧结合方案就成了唯一选项。然而附近海域中没有合适的岛屿连接桥梁与隧道,建造两个人工岛作为桥梁与隧道的转换器这一方案的提出也就顺理成章,岛隧工程的雏形就此完成。
目前世界上有两种主流的隧道结构,盾构隧道和沉管隧道。通俗来讲,盾构隧道就是用盾构机在海底泥土下挖出一条隧道,而沉管隧道就是在陆地上预先做好管子,再在水下一节节拼成隧道。项目组在对两个方案进行衡量后发现,虽然盾构隧道技术比较成熟,但是如果采用盾构法,会对珠江水环境造成巨大影响,且盾构法要求的人工岛的长度很长,出于环保性和经济性的考虑,项目组选择了沉管隧道方案。
由于港珠澳大桥的隧道长度很长、水深很深,且沉管隧道技术在国内还尚未成熟,所以项目组前往西方发达国家“取经”。2007年,港珠澳大桥岛隧工程项目总经理、总工程师林鸣带领考察小组前往荷兰阿姆斯特丹,向荷兰隧道工程咨询公司(TEC)讨论隧道沉管安装合作的可能性。然而,TEC方面开出了1.5亿欧元咨询费的天价,且只愿意派出26名咨询人员。面对这样一个近乎侮辱性的报价,林鸣沉住了气,给TEC方面开出3亿元人民币咨询费的条件,要求仅在风险最大的部分合作,但TEC方面仍然拒绝。考察小组引进国外先进海底沉管安装的技术和经验的想法被现实击得粉碎,同时小组成员们也意识到,天价买不回核心技术,只有走自主创新之路,才能真正解决问题。西方能做到的,中国也一定能做到!2010年,“港珠澳大桥跨海集群工程建设技术研究与示范”进入科技部国家科技支撑计划项目,外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术位列五大课题的第一位。经过课题组科研人员的共同努力,终于在五年内将这一难关攻克。在此期间,课题组共发表论文67篇,其中被SCI/EI收录37篇;申请自主知识产权42项,其中已授权专利24件……中国沉管隧道技术就此达到世界领先水平。(https://www.daowen.com)
港珠澳大桥的隧道部分由33节沉管组成,以E1~E33依次编号。其中第一阶段自西向东安装28节,第二阶段自东向西安装5节,最后安装E29,通过一个长12米的“接头”与E30对接。这次“深海穿针”被媒体广泛报道,认为其堪比“神舟九号”和“天宫一号”的“太空对接”,但这次“深海穿针”也并非一帆风顺。2017年5月3日,林鸣在项目部大本营指挥沉管的最终接头工作,但作业开始数个小时后,前方的贯通测量人员传来消息,沉管出现了15厘米的南向偏差,而按设计计划,南北向的偏差在5厘米之内。林鸣立刻召集各设计、技术方面负责人,前往现场调查。在实地勘探过程中,有的专家认为隧道内没有出现漏水的状况,而且15厘米的偏差并不会影响行车界限,没有必要重新来过;也有的专家提出,接头虽然在理论上是可逆的,但没有人进行过实际操作,没有100%成功的把握。虽然并没有造成实际问题而且重新施工难度很大,但15厘米偏差仍让在场的所有人如鲠在喉。最后总工程师林鸣拍板,不能让港珠澳大桥留下任何遗憾,“拔出线头,重新穿针”。经过30多个小时的连续施工,接头重新安装,贯通测量后显示的数据,南北向偏差2.5毫米,比精调前的误差降低了60倍。沉管对接是港珠澳大桥建设过程中的一个缩影,构成港珠澳大桥的不只是钢筋和水泥,还有无数中国劳动者的智慧与汗水。
港珠澳大桥全长55千米,桥梁长度为世界上最长;总投资额1 269亿元人民币,投资规模为世界最大;其使用120年的技术指标与对白海豚生态环境的保护标准放眼全世界也屈指可数,是名副其实的超级工程。港珠澳大桥建成后,将原来耗时3个多小时的路程缩短到30分钟,使内地到港澳的交通状况得到质的飞跃。港珠澳大桥背后有着一个国家、两种体制、三个特区,紧紧将祖国与港澳人民联系在一起,让今天的我们不用再在伶仃洋前叹伶仃!