伶仃洋上,全長55公里的港珠澳大橋一橋飛架三地,大海變通途。在這座Y字形大橋項目中,6.7公里長的海底隧道是迄今世界上長度最長、埋入海底最深、單個沉管體量最大、設(shè)計使用壽命最長、綜合技術(shù)難度最高的沉管隧道工程。
這條史無前例的海底沉管隧道,為何要建?難度多大?如何確保實現(xiàn)“滴水不漏”?
國家工程遭遇世界性難題
半月談記者近日從西人工島乘坐電瓶車進入海底隧道,位于海面以下40多米深的海底隧道內(nèi)涼風(fēng)習(xí)習(xí)。駛出隧道抵達東人工島后,不遠處即是香港接線高架橋。據(jù)介紹,這條采用沉管法施工的超長海底隧道,分為33節(jié)沉管,每節(jié)長180米、寬37.95米、高11.4米,重達8萬噸,相當于一艘中型航母。
海底隧道施工難度大、造價高,港珠澳大橋為何要建隧道?中交二航局港珠澳大橋島隧項目部副書記葉長榮解釋,大橋必須跨越一段深水航道,為滿足未來30萬噸巨輪通行,建橋所需橋塔得超過200米,“但大橋鄰近香港國際機場,周邊航線上不允許高度超過88米的建筑物,因此建造海底隧道成了唯一之選”。
建造海底隧道,如采用通常的盾構(gòu)法,可能導(dǎo)致珠江口大量泥沙沉積。所以,采用沉管法即在陸地上預(yù)制沉管,再將沉管一節(jié)節(jié)地安裝在疏浚好的海底基槽,成為建隧唯一可行方案。
海水壓力問題是海底沉管首當其沖需要面對的挑戰(zhàn)。由鋼筋與混凝土組成的沉管,需要在高壓、高鹽的海水中長時間使用,稍有縫隙與缺陷,就容易浸入海水腐蝕鋼筋,出現(xiàn)漏水乃至沉管坍塌。
“海底沉管隧道的防水一直是世界性難題?!敝薪欢骄指壑榘拇髽驆u隧項目部常務(wù)副經(jīng)理楊紅說,港珠澳大橋隧道最深處位于海平面以下46米,“壓強相當于兩個成年人站在一個牛奶盒大小面積上”。
自主攻關(guān)完成“海底之吻”
“我們?nèi)ザ蚶蘸{工程考察大型沉管隧道如何建造出來時,得到的僅是一本英文參考文獻,關(guān)于沉管如何預(yù)制的介紹不到30頁?!敝薪欢骄指壑榘拇髽驆u隧項目部副總工程師張洪回憶說。
沉管在工廠預(yù)制出來后,在風(fēng)高浪急的外海中精準安裝到位難度可想而知。中交集團港珠澳大橋島隧工程項目總工程師林鳴介紹,2007年他們找到一家世界上最好的外海沉管安裝荷蘭企業(yè),洽談提供技術(shù)支持時,對方開出約合15億人民幣的天價。
種種遭遇,使得港珠澳大橋在復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)和安裝“沉管航母”唯有自主攻關(guān)這條路可選。
沉管澆筑中,挑戰(zhàn)最大的是溫度控制。張洪說,項目部對骨料進行噴霧降溫,引入制冰系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)強制制冷,將混凝土罐車、泵管全部包裹并灑冷水降溫。一系列舉措終于使混凝土溫度達到要求。
兩截沉管需要通過精準安裝接頭,實現(xiàn)徹底封閉就猶如“海底穿針”。張洪說,接頭縫隙要求焊接精度以毫米計,焊縫不能漏水,沒有氣泡,“最終160名焊工進入狹小的接頭空間內(nèi),接力完成超過2公里的焊縫焊接,讓兩節(jié)沉管精確完成‘海底之吻’”。
以毫米級誤差建設(shè)“最美隧道”
葉長榮介紹,今年7月,港珠澳大橋海底隧道全線貫通,經(jīng)過內(nèi)部裝修與路面鋪裝,年內(nèi)可具備通車條件。
如果把安裝沉管看成“海底穿針”,管內(nèi)裝潢則被視為“海底繡花”。由5萬多個混凝土澆筑的小構(gòu)件,將搭建起隧道檢修道、廣場臺階、大屋面斜板,安裝精度必須控制在1毫米的誤差范圍內(nèi),保證“建最美隧道”。來自遼寧的80后劉小濤是港珠澳大橋島隧工程的一名普通安裝工人,每天行進在最深達46米下的海底隧道內(nèi),踐行工匠精神。他安裝的檢修道已經(jīng)長達5600米,沒有一塊錯位,平直整齊,緊緊相連。
張洪說,港珠澳大橋島隧工程完成了一百多項試驗研究,創(chuàng)造了500多項技術(shù)專利,使得我國外海沉管建造技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。
(文章來源2017-10-31 ,《半月談》2017年第20期 記者 李勁峰)