新華社廣州7月7日電 題:“世紀工程”飛架粵港澳 “技術最復雜”大橋是如何建成的?

新華社記者周強、胡林果、王攀

如長龍臥波,又似蛟龍躍海。7日,港珠澳大橋實現了主體工程全線貫通,一座長達55公里的鋼鐵大橋飛跨茫茫大海,歷史性地將香港、珠海、澳門連在一起。

它使用的42萬噸鋼鐵足夠建造60座埃菲爾鐵塔;它使用的108萬立方米混凝土,每一粒都可以溯源;它使用的建造方式,是像積木一樣一塊一塊搭上去的……

這座在中國交通建設史上被稱為“技術最復雜”的“世紀工程”,一次次挑戰著工程師的智慧和建設者的勇氣。在挑戰中摸索,在摸索中前行,在前行中收獲“中國標準”,填補世界空白,成為中國邁入橋梁強國的里程碑。

突破:艱難環境倒逼的創新

港珠澳大橋集橋島隧為一體,其線路需經過伶仃洋航道和香港國際機場航線。一方面既要滿足30萬噸級巨輪通行,另一方面又要滿足航班降落限高需求。搭建深埋沉管隧道成為最佳選擇。

“既有案例都是淺埋,深埋屬于沉管施工‘禁區’,沒有任何標準可參考。”港珠澳大橋主體工程總工程師蘇權科說,隧道由33節沉管和最終接頭組成,全長6.7公里,是世界上最長的外海深埋沉管隧道。

從2013年5月2日首節E1沉管開始浮運安裝,到今年5月2日最終接頭安裝,34次“深海之吻”,大橋建設者們整整花了4年。

“由于沒有經驗,第一個管節的沉放時間整整持續96個小時,大家連續四天五夜沒有合眼休息,眼皮‘打架’就用風油精擦在眼瞼下提神。當成功的那一刻,所有人都累癱了。”中交聯合體港珠澳大橋工程島隧項目部副總工尹海卿說。

經驗的積累、技術的更新、工藝的改進,最終創造了外海沉管隧道滴水不漏的建設奇跡。“海底基床泥沙軟硬不一,沉管安裝上去會因沉降不一產生斷裂。我們研發出擠密砂樁復合地基設計方法,整個海底基槽的總體沉降控制在10厘米以內,差異沉降控制在1厘米以內。”尹海卿說。

高空俯瞰,兩座面積達20萬平方米的東、西人工島實現了橋梁和隧道的流暢轉換。與傳統填海造島方案不同,港珠澳大橋選擇了“鋼圓筒圍島”的快速成島方案。

“傳統方案不僅工期長,而且挖走大量淤泥還會給海洋生態造成災害性污染,稍有偏移也會對橋梁和隧道產生災難性破壞。”蘇權科說,將120個直徑達22米的大鋼圓筒打入海床,圍出島的形狀,然后再在中間填“土”成島,既牢固又高效。

質量:以工匠精神追求120年的品質

港珠澳大橋建設者們開創性地提出“120年使用年限”,打破了國內大橋的“百年慣例”,新材料、新工藝的集成創新顯得尤其重要。

“混凝土就是大橋的骨肉。總施工量約108萬立方米的混凝土澆筑工程被分為了幾個標段同時進行施工,至少需要16個混凝土攪拌站同時工作。”港珠澳大橋管理局工程管理部工程師魯華英說,再好的廚師煮面也有煮硬或者煮軟的時候,而攪拌混凝土就容不得這樣的變動。

為了統一標準,港珠澳大橋管理局與港澳合作,首創混凝土認證制度,從源頭石頭的采購,到機械的管理,物料的防護,到攪拌的程序都固化為一整套質量控制體系,最終確保混凝土到達現場的溫度、濕度、流動性達到統一。

和其他跨海大橋不同的是,港珠澳大橋是像“搭積木”一樣拼裝出來的。先在中山、東莞等地的工廠里把橋墩、鋼箱梁、鋼管樁統統做好,再等到伶仃洋風平浪靜時一塊塊、一層層、一段段地組裝起來。

“外海作業,風高浪急,臺風頻仍,傳統施工方式既不能滿足質量的需要,也無法滿足工期的需要,更對施工者的生命安全構成極大威脅。”港珠澳大橋管理局黨委副書記韋東慶說,以“大型化、工廠化、標準化、裝配化”為核心的建設理念在港珠澳大橋得以全面體現。

被稱為“海上大熊貓”的中華白海豚棲息和繁衍之地就位于港珠澳大橋海豚鋼塔之下。為了實現“不讓白海豚搬家”的目標,港珠澳大橋推行了將“健康(Health)、安全(Safety)、生態(Environment)”相融合的HSE一體化管理理念,制定一套規則引領設計、規范施工。

大橋的建設似乎并未對“小主人們”構成影響。港珠澳大橋管理局副局長余烈說,港珠澳大橋施工以來,中華白海豚的數量有增無減,已從2009年的1400頭增加到2016年約2100頭。

影響:“超級工程”變身行業升級“超級引擎”

“在建設過程中,港珠澳大橋實施了我國交通史上前所未有的大規模招標工作,可以說,正是這個超級平臺的超級體量,支撐了行業轉型升級的需求。”港珠澳大橋管理局計劃合同部部長高星林說。

以大橋建設所必需的鋼材為例,港珠澳大橋因采用鋼箱梁結構,其所需42萬噸鋼材如按照傳統工藝生產,耗時將超過10年,而采用自動化生產線進行標準化、工廠化的生產與施工,又對鋼鐵行業提出了很高的投資要求。能否將工程的需要與產業的需求結合,尤為關鍵。

中鐵山橋、武船重工、中鐵寶橋和上海振華等國內企業承擔了鋼箱梁和組合梁生產任務。這些企業為此專門赴國外考察,隨后對整個生產線進行全面改造,引入自動化生產線,并配上焊接機器人,最終按工期要求完成了任務。

“國內許多鋼鐵企業都對這個項目感興趣,對雙方來說都是難得的機遇。”高星林說。

國內鋼鐵企業不僅通過港珠澳大橋項目建設積累了豐厚的經驗,還以新的“中國標準”得到了國外的認可。中鐵山橋、武船重工、中鐵寶橋等企業依靠改進升級后的生產線,相繼接到了挪威、德國的訂單。

此外,作為一項使用新工藝、新技術、新材料的“超級工程”,港珠澳大橋還成為國內企業實現尖端領域和空白領域重要突破的“超級引擎”。以沉管隧道關鍵部件止水帶為例,該產品長期為國外壟斷、價格高昂,正是通過港珠澳大橋相關項目,國內對該技術實現突破,產品指標達到國際同類水平。

作為平臺,“超級工程”也是國內先進技術的最佳應用場。“我們期待,越來越多的大型工程能夠像港珠澳大橋一樣,在發揮引領中國制造轉型升級上發揮‘超級引擎’作用。”蘇權科說。