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正在鋪設瀝青的港珠澳大橋江海航段橋面，紅色是鋪設瀝青前的保護涂層（4月29日攝）。新華社記者 劉大偉/攝

從開工那一刻起(qi)，港(gang)珠澳大(da)橋就(jiu)在連續創造“世界之最(zui)”。這座(zuo)東連香(xiang)港(gang)，西接澳門(men)、珠海的跨海大(da)橋，全(quan)長超過50公里，是(shi)繼三峽工程(cheng)、青藏鐵路之后，我國(guo)又(you)一重大(da)基礎設施項目，也是(shi)中國(guo)橋梁(liang)建筑(zhu)史上(shang)技術最(zui)復雜、環保(bao)要求最(zui)高、建設標準最(zui)高的“超級工程(cheng)”。

港(gang)珠澳大橋設計施工(gong)中，全長超過(guo)7公里的(de)島隧工(gong)程(cheng)是整個項(xiang)目的(de)控制(zhi)性工(gong)程(cheng)，負責(ze)這一(yi)(yi)工(gong)程(cheng)設計施工(gong)的(de)是中國(guo)(guo)交(jiao)通建設集團。7年(nian)里，島隧工(gong)程(cheng)項(xiang)目總工(gong)程(cheng)師林鳴帶領幾千人團隊，相繼突(tu)破了(le)深(shen)埋(mai)沉管、快速(su)成島、隧道基礎、外海深(shen)槽(cao)安裝(zhuang)等一(yi)(yi)系列(lie)世界難題，為中國(guo)(guo)工(gong)程(cheng)建設標注了(le)全新的(de)高度。

在海(hai)底鋪上“席夢思”

“雖然有建設跨江隧(sui)道的(de)歷史，然而，來(lai)港珠(zhu)澳(ao)之(zhi)前，我們(men)對海底(di)沉管(guan)隧(sui)道十分(fen)陌生，能找到(dao)的(de)資料只有薄(bo)薄(bo)的(de)一本書，零星見過幾張沉管(guan)隧(sui)道施工(gong)的(de)現場圖片。”中交港珠(zhu)澳(ao)大橋島隧(sui)工(gong)程項目(mu)副總工(gong)程師高(gao)紀兵說。

根據設計，大橋(qiao)隧(sui)道工程要在(zai)伶仃洋海面40多(duo)米深處開挖一條(tiao)5664米的海底隧(sui)道基槽(cao)，海下最大挖深達48.5米，誤(wu)差不超過(guo)0.5米。由(you)于港珠澳大橋(qiao)地質環境是(shi)厚軟土地基，且厚度在(zai)30~50米，這使得沉(chen)管(guan)基礎沉(chen)降控(kong)制變(bian)得非常困(kun)難。

“沉(chen)管隧道為什(shen)么漏水？歸結到底，都是(shi)基礎出了(le)問題。”林鳴解釋說(shuo)，近8萬(wan)噸重的沉(chen)管鋪在上面，基礎如果做不(bu)好，后果不(bu)堪設想。

經(jing)過無數次工法比選、理(li)論計算和試驗驗證，大(da)橋的(de)工程(cheng)師們(men)創新(xin)一種新(xin)的(de)復合地基(ji)+組合基(ji)床的(de)基(ji)礎方案，在溝(gou)槽的(de)基(ji)床底(di)部加鋪(pu)一層(ceng)2至3米(mi)的(de)大(da)塊石并夯平(ping)(ping)，其上(shang)(shang)再用碎(sui)石整平(ping)(ping)。工程(cheng)師們(men)笑稱(cheng)，這(zhe)是給海底(di)沉管鋪(pu)上(shang)(shang)“席夢思”。

為了(le)(le)鋪好“席夢(meng)思”，今年39歲(sui)的(de)(de)工程師冀晉和(he)他(ta)的(de)(de)拋石(shi)夯(hang)平班組在(zai)“振駁28”號拋石(shi)夯(hang)平船(chuan)(chuan)上整(zheng)整(zheng)奮戰(zhan)了(le)(le)43個月(yue)、1291天。洋(yang)流、臺風、回淤、設備(bei)損壞(huai)，甚至船(chuan)(chuan)上極度單調枯(ku)燥的(de)(de)生(sheng)活，都給他(ta)們帶來極大的(de)(de)挑戰(zhan)。2016年1月(yue)25日，冀晉他(ta)們最終完成了(le)(le)世界(jie)上首例深海基床塊石(shi)拋填(tian)和(he)夯(hang)平工程。

事實(shi)證明，整個(ge)島隧工程(cheng)中，運(yun)用組(zu)合基床的部分(fen)，隧道的沉(chen)降都控(kong)制在5厘(li)米以(yi)內，這比(bi)合同約(yue)定20厘(li)米的沉(chen)降標準超出數倍。

33根沉管(guan)連結滴水不漏

根據設計方案，港珠澳(ao)大(da)橋(qiao)海底(di)沉管(guan)隧道(dao)(dao)由(you)33根巨型沉管(guan)組成(cheng)(cheng)，每節(jie)管(guan)道(dao)(dao)長180米，寬37.95米，高11.4米，單節(jie)重(zhong)約8萬噸。這(zhe)些沉管(guan)采用工廠法預先制(zhi)成(cheng)(cheng)，為(wei)此，大(da)橋(qiao)建設者用14個月在外海荒島建成(cheng)(cheng)了世(shi)界(jie)(jie)最大(da)的(de)沉管(guan)預制(zhi)廠，并創下了澆筑(zhu)百萬方混凝土無一裂縫的(de)世(shi)界(jie)(jie)奇跡。

把跟航母一樣重的(de)(de)沉(chen)(chen)管浮運至(zhi)施工現場，并準確沉(chen)(chen)放在海地50米(mi)深已(yi)經鋪好的(de)(de)基床上并與前一個沉(chen)(chen)管實施精確對接，其難度和挑戰可想而知。

負責沉(chen)管(guan)(guan)浮運安裝施工的島隧項目副總工程(cheng)師王強說，風向浪高、海底洋流(liu)、泥(ni)沙、海水密(mi)度，每一個參數的變化都會直(zhi)接影響沉(chen)管(guan)(guan)對(dui)接。

即使(shi)在(zai)世界范圍內，沉管隧道尚沒有100%不漏(lou)水的紀(ji)錄。然而(er)，港(gang)珠澳大橋隧道在(zai)世界范圍類似(si)機構中，第(di)一次做(zuo)到了滴水不漏(lou)。

在沉(chen)管對接過程(cheng)中，最(zui)終(zhong)接頭(tou)無疑是“畫龍點(dian)睛”的一(yi)筆，負責最(zui)終(zhong)接頭(tou)設(she)計的工(gong)程(cheng)師李毅告(gao)訴記(ji)者(zhe)，為了(le)實現毫(hao)米級的精度要求，他們用(yong)了(le)3年時間，從(cong)方(fang)案(an)的提出、細化、完(wan)成，“做到每一(yi)個參(can)數能說得清(qing)楚”。

今(jin)年(nian)5月2日22時許(xu)，經過(guo)10余小(xiao)時的吊裝(zhuang)(zhuang)，重達6000噸的最終接頭像“楔(xie)子”一(yi)(yi)樣(yang)被精確安裝(zhuang)(zhuang)在海(hai)底28米(mi)深的E29和E30兩節沉(chen)管之間，將海(hai)底隧道連為一(yi)(yi)體。從2013年(nian)5月第一(yi)(yi)節沉(chen)管安裝(zhuang)(zhuang)完(wan)成，歷(li)時4年(nian)，大橋建設(she)者先(xian)后攻(gong)克深水深槽、大徑(jing)流、強回(hui)淤、曲線段等世(shi)界難題，創造了(le)“一(yi)(yi)年(nian)十節”的中國速度。

逼出來的創新

沉管隧道(dao)被(bei)定義為淺(qian)埋(mai)隧道(dao)，沉管回(hui)填及(ji)覆土厚度(du)約在兩米(mi)，為滿足伶(ling)仃洋海(hai)域(yu)水運要求，港(gang)珠(zhu)澳大橋(qiao)隧道(dao)沉管需埋(mai)到海(hai)床以下20多米(mi)。

然(ran)而，自1928年人類(lei)工程(cheng)史上修(xiu)建(jian)第一(yi)條鋼(gang)筋混(hun)凝(ning)土沉管隧道(dao)以(yi)來，沉管制作的“工具箱”里只有剛性(xing)和柔(rou)性(xing)兩種方法。港珠澳大(da)橋島隧工程(cheng)總(zong)設計師(shi)劉曉東介紹說，“剛性(xing)結(jie)構(gou)好比一(yi)塊長條積(ji)(ji)木，而柔(rou)性(xing)結(jie)構(gou)好比樂高小(xiao)塊積(ji)(ji)木拼接的積(ji)(ji)木條”。工程(cheng)師(shi)們(men)通過(guo)大(da)量(liang)計算分析發現，在(zai)20多米的覆蓋層下，采(cai)用傳統(tong)的剛性(xing)或柔(rou)性(xing)結(jie)構(gou)體系，沉管結(jie)構(gou)安全都得不到保障。

2012年11月17日凌(ling)晨，劉曉東收(shou)到(dao)林鳴的一條短(duan)信：“嘗(chang)試研究一下半(ban)剛(gang)性。”他所提出的半(ban)剛(gang)性結構設想(xiang)，是保(bao)留(liu)甚(shen)至強(qiang)化串起小管節(jie)之間(jian)的鋼絞線(xian)，加強(qiang)小管節(jie)之間(jian)的連接，使180米長、由(you)8個小節(jie)段連接而成的標準管節(jie)的變形受到(dao)更(geng)大的約束(shu)，增強(qiang)深埋沉管的防錯位能力。

設(she)計(ji)團隊用30多天完成《半剛性(xing)沉管結(jie)構(gou)(gou)方(fang)案(an)設(she)計(ji)與研究(jiu)報(bao)告》，為了證(zheng)明“半剛性(xing)”結(jie)構(gou)(gou)，工程師們又邀請國內(nei)外6家專業(ye)研究(jiu)機構(gou)(gou)進行“背(bei)對背(bei)”的(de)分析計(ji)算(suan)，從模型試驗(yan)及原(yuan)理(li)上(shang)驗(yan)證(zheng)“半剛性(xing)”結(jie)構(gou)(gou)。最終，這一(yi)創新(xin)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)得到各(ge)方(fang)一(yi)致(zhi)認(ren)可。

經過(guo)兩年(nian)努力，總(zong)長(chang)5.6公(gong)里，由33節、每節重7萬多噸的(de)沉(chen)管(guan)連結而成的(de)港珠澳(ao)大(da)橋(qiao)(qiao)海底隧道(dao)沉(chen)管(guan)部分全線貫(guan)通(tong)，大(da)橋(qiao)(qiao)建設者(zhe)用最低(di)的(de)花費(fei)，把“半(ban)剛性(xing)”結構由構想(xiang)變成現實。

“中(zhong)國工程師的(de)創(chuang)新是被逼(bi)出來的(de)，甚至是痛苦的(de)”，回憶那(nei)一段煎熬的(de)日子，林(lin)鳴(ming)感慨道，大橋(qiao)設(she)計之初(chu)，他們曾與一家掌(zhang)握(wo)沉管隧(sui)道施工核心技術的(de)外(wai)國公(gong)司(si)商談(tan)合作(zuo)，這家公(gong)司(si)開出的(de)咨詢(xun)費高(gao)達1.5億(yi)歐元，并(bing)且，施工過程及時間節點均由對方掌(zhang)控。

外國公司的技術保(bao)護(hu)、技術壁壘與(yu)技術歧視(shi)，激發了(le)中(zhong)國工(gong)(gong)程(cheng)師自主創新(xin)的決心(xin)。在港珠澳大橋島隧(sui)工(gong)(gong)程(cheng)建設過程(cheng)中(zhong)，新(xin)技術創新(xin)有64項，包括深埋沉管(guan)、快(kuai)速(su)成島、隧(sui)道基礎、工(gong)(gong)廠法預(yu)制沉管(guan)、外海(hai)深槽沉管(guan)安裝(zhuang)等一系列(lie)工(gong)(gong)程(cheng)難題，為世界海(hai)底(di)隧(sui)道工(gong)(gong)程(cheng)技術提供了(le)新(xin)知識與(yu)新(xin)樣本(ben)。（武欣中(zhong)）

來源(yuan)：中國(guo)青年報 （2017年06月22日 01 版）