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港珠澳大桥背后的湖北故事

发布时间:2017-07-08 07:18:31来源:湖北日报

    壮哉,蛟龙腾跃伶仃洋——港珠澳大桥背后的湖北故事

  图为昨日,港珠澳大桥海底隧道正式贯通。这意味着全球最长的跨海大桥——港珠澳大桥实现了主体工程全线贯通。港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,全长55公里。图为港珠澳大桥上的“中国结”造型桥塔。 (新华社发)

  

    图为这是港珠澳大桥主体工程的人工岛拼版照片。上图为东人工岛,连接香港(7月5日摄);下图为西人工岛,连接主体桥梁,通往珠海、澳门(7月4日摄)。(新华社发)

湖北日报讯 记者 廖志慧 通讯员 隋业辉 王虎

如一条巨龙,港珠澳大桥已腾跃在伶仃洋上空。

然而,行至一半,“巨龙”竟然在海中间玩起了“快闪”,桥身连上了海中的人工岛,然后就找不到了。

原来,因海面航道通航的需要和受空中航道限高的影响,港珠澳大桥的一部分采用海底隧道。来自武汉的中交二航局在世界最大的海底沉管预制,中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司牵头组建的工程监理联合体在海底隧道水下监测等方面,都作出了突破性的巨大贡献。

由人体脊椎找到灵感

他们困守孤岛打破国际垄断

港珠澳大桥岛隧工程是世界唯一深埋沉管隧道,也是世界最大沉管隧道,由33节沉管拼接而成。“如此大规模的沉管预制,在国内还是第一次,在世界范围内也没有多少经验可供借鉴。”时任中交二航局港珠澳大桥岛隧项目总工程师周光强说。

2010年底,中交二航局项目部踏上珠海外海上的一个荒岛——牛头岛,开始沉管预制前各项筹备工作。孤悬大海,没水没电,原材料都靠船从陆上运来。

为掌握世界最大沉管隧道的预制生产技术,建设者们曾到荷兰、日本等地考察,但对方只提供技术咨询,核心技术保密。周光强和他的同事们憋足一口气,决定自主研发,为中国未来海上超级桥隧工程奠定技术基础。

沉管的混凝土好比人体的脂肪肉身,钢筋好比骨架。由于钢筋笼总体硬度偏软,在顶推试验时变形非常大、稳定性差,直接影响安装精度和预制质量。

一时间,技术团队犯了难。

某天,周光强长期伏案研究后感到后背不适,他下意识地用手扶住腰,突然灵光乍现:人类因为有脊椎,柔软的身体才能站得直、坐得稳,何不在钢筋笼中加一道“脊椎”?

由此,钢筋笼“劲性骨架”应运而生。新增劲性骨架后,钢筋笼整体硬度提升,顶推过程中可确保无位移变形。

2012年8月,周光强带领他的团队实现国内海底沉管预制零的突破。

在外国专家的反对声中前进

世界首创“半刚性”结构

安装33节“巨无霸”管节要超级精确,误差控制以厘米为单位;这些管节要在40多米的海底,保证双向六车道的车辆安全通行120年。难度可想而知。

关于沉管安装,当时,世界范围内的实践和理论只有两个,一刚一柔。

采用刚性结构,整体结构不用担心漏水,但如果出现沉降,大体积沉管受力不均匀有可能出大问题。

采用柔性结构,受力比较均匀,能够应对一定范围的不均匀沉降。但到深埋处,接头仍会张开或错位。

港珠澳大桥岛隧工程项目总经理、总工程师林鸣回忆:“大家很痛苦,几乎绝望了。”

无数个通宵讨论后,曙光初现。

2012年9月的一个早晨,港珠澳大桥设计总负责人、中交港珠澳大桥岛隧工程项目部副总经理刘晓东收到林鸣的短信:“是不是可以研究一下半刚性的概念?”

这是刘晓东永远难忘的一个短信。

听到半刚性结构,外国专家强烈反对,国外的实践和理论都没有这个做法。

然而,中国建设者们不信邪。林鸣组织5个平行的模拟实验。同时,中交二航局副总工程师翟世鸿带领团队在武汉进一步开展实验,试图从根本上摸清“半刚性”结构概念的机理。

2013年8月中旬,港珠澳大桥管理局组织一个高规格专家论证会议,对5个实验团队的数据反复论证。2013年8月14日得出最后结论:支持“半刚性结构”方案。

在中国建设者手中,半刚性结构从蓝图变成现实,创造外海沉管隧道滴水不漏的建设奇迹。

一天不通车,测量就不能停

为超级工程站好最后一班岗

在这条世界最大的外海深埋沉管隧道建设中,由中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司牵头组建的工程监理联合体,成为超级工程实现120年设计使用寿命的关键“把关人”。

40多米水深下的海底隧道中,监理如何进行水下监测?

他们坚持的原则有两个:一是做好试验先行,二是上好监测手段。

海底沉管隧道E1管节浮运安装前,岛隧项目总监办配合岛隧项目总经理部,先后在海上进行4次拖航实验,模拟现场各种复杂的海洋洋流环境。最终,历经95个小时的昼夜奋战,首节沉管管节对接安装告捷。

为保证沉管隧道安装的精度要求,岛隧工程总监办还专门成立水下检测组,购买多波束测深系统等高端设备,还委托广州打捞局成立潜水队。

海底巨龙在伶仃洋里不断往前延伸的同时,来自水下检测组的队员们,也正在这条世界最长沉管海底隧道内部,加紧开展测量精度达毫米级的“体检”。在港珠澳大桥正式通车前,一天不通车,测量就不能停。

中铁大桥院集团公司副总工程师兼岛隧工程总监胡昌炳回忆,最为惊心动魄的一次战斗,是E15沉管遭遇回淤。

2014年11月,在E15沉管第一次下放时,管节基床出现一股从未有过、来历不明的超强回淤。如果强行安装,万一基床上的淤泥让沉管发生滑移,对于大桥来说,未来可能是致命隐患。

为弄清楚回淤从何而来,检测监理积极协助项目部在施工现场周边120平方公里海域布设6组固定监测基站、24组监测仪器,每天18公里长距离巡测,先后完成200组地质取样普查、30多次密度检测。

2015年春节,在遭遇第二次下沉失败后,建设者们没有气馁。最终,经过多波束扫描、实地探摸,监理技术人员掌握了精准的E15沉管水下安装科学数据。3月26日,E15沉管第三次下沉十分顺利,和此前已安装的E14管节完美对接。至此,三征伶仃洋终于告捷。

“今年是港珠澳大桥岛隧工程的收官之年,我们将为超级工程站好‘最后一班岗’,为120年的世纪工程守护好质量之门。”胡昌炳说。