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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，港(gang)珠澳(ao)(ao)大橋(qiao)就在連(lian)續創(chuang)造“世界之最(zui)”。這座東(dong)連(lian)香(xiang)港(gang)，西接澳(ao)(ao)門(men)、珠海的跨海大橋(qiao)，全長超過50公里(li)，是(shi)繼三峽工程、青(qing)藏(zang)鐵路(lu)之后，我國又一重大基礎(chu)設(she)施項目，也(ye)是(shi)中國橋(qiao)梁建筑史上技(ji)術(shu)最(zui)復雜、環保要求最(zui)高、建設(she)標準最(zui)高的“超級(ji)工程”。

港珠澳大(da)橋設計(ji)(ji)施工(gong)中(zhong)，全長超過7公里的島(dao)(dao)隧(sui)工(gong)程(cheng)是(shi)整個項(xiang)目(mu)的控制性工(gong)程(cheng)，負(fu)責這一工(gong)程(cheng)設計(ji)(ji)施工(gong)的是(shi)中(zhong)國(guo)交(jiao)通建設集團。7年(nian)里，島(dao)(dao)隧(sui)工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)總(zong)工(gong)程(cheng)師(shi)林鳴帶領幾千人團隊，相(xiang)繼突破了深(shen)埋沉管(guan)、快速成島(dao)(dao)、隧(sui)道基(ji)礎、外(wai)海深(shen)槽安裝等一系列世界(jie)難(nan)題，為中(zhong)國(guo)工(gong)程(cheng)建設標注了全新的高(gao)度。

在(zai)海底鋪上“席夢思”

“雖然有建設跨江隧道的(de)(de)歷(li)史，然而(er)，來港(gang)珠澳之前，我們對海底沉(chen)管(guan)隧道十分(fen)陌生，能找到的(de)(de)資料只有薄(bo)薄(bo)的(de)(de)一本書，零星見過幾張沉(chen)管(guan)隧道施工的(de)(de)現場圖片。”中交(jiao)港(gang)珠澳大橋島隧工程(cheng)項目副(fu)總工程(cheng)師高紀兵說。

根(gen)據設計(ji)，大橋隧(sui)道工程要在伶仃洋(yang)海(hai)面(mian)40多米(mi)深處開挖一條5664米(mi)的海(hai)底隧(sui)道基(ji)(ji)槽(cao)，海(hai)下(xia)最(zui)大挖深達(da)48.5米(mi)，誤差不超過0.5米(mi)。由于港珠澳大橋地質(zhi)環境(jing)是厚(hou)軟土(tu)地基(ji)(ji)，且厚(hou)度在30~50米(mi)，這(zhe)使得沉(chen)管基(ji)(ji)礎沉(chen)降控制變得非常困難(nan)。

“沉(chen)管隧道為什么漏(lou)水？歸結到(dao)底，都是(shi)基礎出了問題。”林(lin)鳴解釋(shi)說，近(jin)8萬噸重的沉(chen)管鋪在上(shang)面，基礎如果(guo)做不好，后果(guo)不堪設想。

經過(guo)無(wu)數次工(gong)法(fa)比選、理論計(ji)算和(he)試驗(yan)驗(yan)證，大橋的(de)工(gong)程(cheng)師們創新一(yi)(yi)種(zhong)新的(de)復合(he)地基(ji)+組合(he)基(ji)床的(de)基(ji)礎方案，在(zai)溝槽的(de)基(ji)床底(di)(di)部加鋪一(yi)(yi)層2至(zhi)3米的(de)大塊石并夯平(ping)，其上再用碎(sui)石整平(ping)。工(gong)程(cheng)師們笑(xiao)稱，這是給海底(di)(di)沉管鋪上“席夢思(si)”。

為了(le)鋪(pu)好“席(xi)夢(meng)思”，今年(nian)39歲的(de)工程師冀晉(jin)和他的(de)拋(pao)石(shi)夯平(ping)班組(zu)在“振駁(bo)28”號拋(pao)石(shi)夯平(ping)船上整(zheng)整(zheng)奮戰了(le)43個月、1291天(tian)。洋流、臺風、回淤、設備損壞，甚(shen)至(zhi)船上極(ji)(ji)度單調枯燥(zao)的(de)生活，都給(gei)他們帶(dai)來(lai)極(ji)(ji)大(da)的(de)挑戰。2016年(nian)1月25日，冀晉(jin)他們最終完成(cheng)了(le)世(shi)界上首(shou)例深海基床塊石(shi)拋(pao)填(tian)和夯平(ping)工程。

事實證明，整個島隧(sui)工程中，運(yun)用(yong)組合基床的部(bu)分，隧(sui)道的沉(chen)降(jiang)都控制在5厘(li)米(mi)(mi)以內，這比合同約定20厘(li)米(mi)(mi)的沉(chen)降(jiang)標準超出數(shu)倍。

33根(gen)沉管連結滴水不漏

根(gen)據設(she)計方案，港珠澳(ao)大橋海底沉(chen)管(guan)隧道由(you)33根(gen)巨(ju)型(xing)沉(chen)管(guan)組(zu)成，每節管(guan)道長180米(mi)(mi)，寬37.95米(mi)(mi)，高11.4米(mi)(mi)，單節重約8萬噸。這(zhe)些沉(chen)管(guan)采(cai)用(yong)工廠法預先制成，為此，大橋建設(she)者用(yong)14個(ge)月在外海荒島建成了(le)世界(jie)最大的沉(chen)管(guan)預制廠，并(bing)創下了(le)澆(jiao)筑百萬方混凝(ning)土無一裂縫的世界(jie)奇跡(ji)。

把跟航母(mu)一(yi)(yi)樣(yang)重的沉(chen)管浮運至施(shi)(shi)工現場，并(bing)準確(que)沉(chen)放(fang)在海地50米深(shen)已(yi)經鋪好(hao)的基床上(shang)并(bing)與(yu)前一(yi)(yi)個沉(chen)管實施(shi)(shi)精確(que)對接，其難度(du)和挑戰可想而知。

負責沉管浮運(yun)安裝施工(gong)的島隧項目(mu)副總工(gong)程(cheng)師王強說，風向浪高、海底洋流、泥沙、海水密度，每一個參數的變化都(dou)會直接(jie)影(ying)響沉管對(dui)接(jie)。

即使在(zai)世(shi)界(jie)范圍內，沉(chen)管隧道(dao)(dao)尚沒有100%不漏水(shui)的紀(ji)錄。然(ran)而(er)，港(gang)珠澳大橋隧道(dao)(dao)在(zai)世(shi)界(jie)范圍類似(si)機構中(zhong)，第一次(ci)做到(dao)了(le)滴水(shui)不漏。

在沉管(guan)對(dui)接(jie)過(guo)程中(zhong)，最終(zhong)(zhong)接(jie)頭(tou)無疑(yi)是“畫龍點睛”的(de)一(yi)筆(bi)，負責最終(zhong)(zhong)接(jie)頭(tou)設計的(de)工程師(shi)李(li)毅(yi)告訴記(ji)者，為了(le)實(shi)現毫米級的(de)精度要(yao)求，他們用了(le)3年(nian)時間，從方案的(de)提(ti)出、細化(hua)、完(wan)成(cheng)，“做到每一(yi)個(ge)參數能說得清楚”。

今年(nian)5月(yue)2日22時(shi)許，經(jing)過10余(yu)小(xiao)時(shi)的(de)吊裝(zhuang)(zhuang)，重達6000噸的(de)最(zui)終接(jie)頭像“楔子”一(yi)樣(yang)被精確安裝(zhuang)(zhuang)在海底28米深的(de)E29和E30兩(liang)節(jie)沉(chen)管之間，將海底隧道(dao)連為一(yi)體。從2013年(nian)5月(yue)第一(yi)節(jie)沉(chen)管安裝(zhuang)(zhuang)完成，歷時(shi)4年(nian)，大橋建設者(zhe)先后攻克深水深槽、大徑流(liu)、強回(hui)淤、曲(qu)線段等世界難題，創造了“一(yi)年(nian)十(shi)節(jie)”的(de)中國速度。

逼出來的創新

沉管(guan)隧(sui)道被定義為淺埋隧(sui)道，沉管(guan)回填及(ji)覆土厚度(du)約(yue)在(zai)兩米，為滿足(zu)伶仃洋(yang)海域水運要求，港珠澳(ao)大(da)橋隧(sui)道沉管(guan)需埋到海床(chuang)以(yi)下(xia)20多米。

然而(er)，自1928年人(ren)類工(gong)(gong)程史上修建第一條(tiao)(tiao)鋼筋(jin)混凝土沉管隧道以來，沉管制作的“工(gong)(gong)具箱”里只有剛性(xing)和柔性(xing)兩種方法。港珠澳大(da)橋(qiao)島隧工(gong)(gong)程總設計師劉曉東介(jie)紹說，“剛性(xing)結構(gou)(gou)(gou)(gou)好比一塊長(chang)條(tiao)(tiao)積(ji)木，而(er)柔性(xing)結構(gou)(gou)(gou)(gou)好比樂高小塊積(ji)木拼接的積(ji)木條(tiao)(tiao)”。工(gong)(gong)程師們(men)通過大(da)量計算分析發(fa)現(xian)，在20多(duo)米的覆蓋層(ceng)下，采用傳(chuan)統的剛性(xing)或柔性(xing)結構(gou)(gou)(gou)(gou)體系，沉管結構(gou)(gou)(gou)(gou)安全都得不到(dao)保障(zhang)。

2012年(nian)11月17日(ri)凌晨，劉曉東(dong)收(shou)到(dao)林(lin)鳴的(de)(de)一條(tiao)短(duan)信(xin)：“嘗試(shi)研究一下半(ban)剛性。”他所提出的(de)(de)半(ban)剛性結構設(she)想，是保留(liu)甚至強(qiang)化串起小(xiao)(xiao)管節(jie)之間(jian)的(de)(de)鋼絞線，加(jia)強(qiang)小(xiao)(xiao)管節(jie)之間(jian)的(de)(de)連接(jie)，使180米長(chang)、由8個小(xiao)(xiao)節(jie)段連接(jie)而成的(de)(de)標(biao)準管節(jie)的(de)(de)變形受到(dao)更(geng)大的(de)(de)約(yue)束，增(zeng)強(qiang)深埋沉管的(de)(de)防(fang)錯位能(neng)力。

設(she)計(ji)團隊用30多天(tian)完成(cheng)《半(ban)剛性沉管結構(gou)方案設(she)計(ji)與研究報告》，為了證明“半(ban)剛性”結構(gou)，工程師們又邀請國內外(wai)6家專業研究機構(gou)進行(xing)“背(bei)對背(bei)”的分析計(ji)算，從模型(xing)試驗及原理上(shang)驗證“半(ban)剛性”結構(gou)。最(zui)終，這一創新結構(gou)設(she)計(ji)得到各方一致認可。

經過兩年努(nu)力，總長(chang)5.6公里，由33節、每節重7萬多噸的(de)(de)沉管(guan)連結(jie)而成的(de)(de)港珠澳大橋海底隧道沉管(guan)部分全線貫通，大橋建設者用最(zui)低的(de)(de)花費，把“半(ban)剛性(xing)”結(jie)構(gou)由構(gou)想(xiang)變(bian)成現(xian)實。

“中(zhong)國工程師的(de)(de)創新是(shi)被逼出來的(de)(de)，甚至是(shi)痛苦(ku)的(de)(de)”，回憶(yi)那一(yi)段(duan)煎熬的(de)(de)日子(zi)，林鳴感慨道(dao)，大橋設計之初，他們曾與一(yi)家(jia)掌握(wo)沉管隧道(dao)施(shi)工核心技(ji)術的(de)(de)外國公(gong)司商(shang)談合作(zuo)，這(zhe)家(jia)公(gong)司開(kai)出的(de)(de)咨詢費(fei)高達(da)1.5億歐元(yuan)，并(bing)且，施(shi)工過程及時間節點均由對(dui)方掌控。

外國(guo)公司的(de)技術(shu)保護、技術(shu)壁壘與(yu)技術(shu)歧視(shi)，激(ji)發(fa)了(le)(le)中國(guo)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)師(shi)自主創(chuang)新(xin)(xin)(xin)的(de)決心。在港珠澳大橋島(dao)隧工(gong)(gong)(gong)程(cheng)建設過程(cheng)中，新(xin)(xin)(xin)技術(shu)創(chuang)新(xin)(xin)(xin)有64項，包括(kuo)深埋沉(chen)管(guan)、快速成島(dao)、隧道基礎、工(gong)(gong)(gong)廠法預(yu)制(zhi)沉(chen)管(guan)、外海深槽(cao)沉(chen)管(guan)安裝等(deng)一(yi)系列工(gong)(gong)(gong)程(cheng)難題，為世界海底隧道工(gong)(gong)(gong)程(cheng)技術(shu)提供了(le)(le)新(xin)(xin)(xin)知(zhi)識與(yu)新(xin)(xin)(xin)樣本。（武欣中）

來(lai)源：中國青年(nian)報(bao) （2017年(nian)06月22日 01 版）