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第78集 港珠澳大桥的海底隧道

第78集 港珠澳大桥的海底隧道 0:00/0:00
最新发布时间: 2020-02-21   浏览数:
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  作为举世瞩目的超级工程,港珠澳大桥在2018年10月24号顺利通车运营。它是我国第一条集桥梁、人工岛和海底隧道为一体的跨海通道,同时也是全球总体跨度最长、世界上沉管最重、沉管隧道最长的跨海大桥。 

  如今,港珠澳大桥的美丽、雄伟令人们赞叹不已,但在实现这份美丽的过程中,建设者们执着奋斗的精神,却鲜为人知。今天,我们就共同走进海底沉管隧道,向大家讲述这项超级工程背后的故事。 

  我们知道,这座港珠澳大桥是由桥梁、人工岛、海底隧道三部分组成,其中,需要建设两座分别占地10万平米的离岸人工岛和一条6.7公里的海底沉管隧道,实现桥梁与隧道的转换,是大桥建设技术最复杂,建设难度最大的部分之一,非常具有挑战性。 

  我国虽然有建设跨江隧道的历史,但在港珠澳大桥之前,我国的沉管隧道工程加起来不到4公里,而且,这还是我国第一次在海洋环境下建设沉管隧道,可以说是没有任何经验可以借鉴,一切从零开始。不过,面对这个极具挑战性的工程,我国的交通建设队伍并没有心生畏惧,而是直面挑战,解决困难。 

  根据设计方案,海底沉管隧道工程要在伶仃洋海面40多米深的地方,开挖一条长5664米的海底隧道基槽,海下的最大挖掘深度为48.5米,误差不超过0.5米。但是由于港珠澳大桥地质环境是厚软土地基,而且厚度在30米到50米之间,这就使得沉管基础的沉降控制变得非常困难。 

  如果基础出了问题,那么将近8万吨重的沉管铺在上面,就会造成沉管隧道漏水等更严重的问题。因此,经过无数次工法比选、理论计算和试验验证,沉管隧道的工程师们设计了一种新的复合地基与组合基床相结合的基础方案,简单来说,就是在沟槽的基床底部加铺一层2米到3米的大块石头并把它们夯平,然后再用碎石头把表面铺平。参与建造的工程师们纷纷笑称,这道工序感觉就像是给海底沉管铺上了一层“席梦思床垫”。 

  结果证明,这一方法是非常有效的。在整个岛隧工程中,运用组合基床的部分,隧道的沉降都可以控制在5厘米以内,这比计划中约定的20厘米沉降标准还要少上好几倍。既然找到了正确的方法,那么沉管基础的铺垫就变得顺畅很多,最终,我国工程师顺利完成了世界上首例深海基床的铺设工程。 

  与此同时,海底隧道的沉管也在紧锣密鼓地制造着,根据总体设计方案,港珠澳大桥海底沉管隧道由33根巨型沉管组成,每节管道长180米,宽37.95米,高11.4米,单节沉管的重量大约在8万吨左右。为了制造这些巨型沉管,大桥的建设者们用了14个月的时间建成了世界上最大的沉管预制厂,并创下了浇筑百万立方米混凝土,没有裂缝的世界奇迹。 

  巨型沉管制造成功,接下来就是同样艰难的运送和安装操作了,因为除了自然条件的限制外,沉管浮运以及安装的工程技术也给工程师们造成了一定的困难。 

  对此,当时负责浮运安装的工区副经理王伟曾表示说:每次沉管浮运安装时,都需要固定在两艘专用的安装船上,一般由10艘大马力拖轮牵引,另外还有三艘拖轮是备用的。在我看来,沉管在浮运过程中风险是最大的,由于珠江主航道只有240米宽,很窄,一旦搁浅,沉管就会受到严重影响。 

  为了确保万无一失,仅仅在沉管浮运时,就需要有9艘锚艇陪伴左右,12艘海事船警戒护航。另外,把这巨型沉管浮运到施工现场后,还需要准确沉放在已经铺好的海底基床上,并与前一个沉管实施精确对接,这些操作的难度和挑战可想而知。 

  在海中,不稳定因素有很多,像海浪海风、海底洋流、泥沙、海水密度等等,每一个参数的变化都会直接影响沉管对接。 

  2013年5月1号,历经96个小时的连续工作,海底隧道的第一节沉管成功安装。在这不平凡96个小时里,建设者们把每一个步骤都做的小心翼翼,精确无比,生怕出现差错,影响隧道的质量。然而,第一节的成功安装并不意味着后面32节安装都可以简单地复制进行,严苛的海洋环境和地质条件,使得施工风险没有办法进行预知。 

  在沉管对接过程中,最后一节沉管安装的限制条件最多,而且两边的沉管都已经安装成型了,可以进行调节的空间也很小,所以这节沉管安放的精度决定了沉管隧道最终的理想程度,可以说最后一节沉管的接头是“画龙点睛”的一笔。 

  和其它180米长的沉管不同,这节沉管只有171米左右,预留了10米左右的最终接头,同时为了保证对接精度,还把沉管接头设计为顶部12米左右,底部9米左右的、上大下小的梯形接口,方便自上而下地安装沉管。 

  2017年5月2号,经过十几个小时的吊装,最终接头的沉管像“楔子”一样被精确安装在海底28米深的两节沉管之间,成功地把海底隧道连为一体。 

  从第一节沉管浮运安装到最后的沉管接头,大桥建设者们花了整整四年的时间,把33节巨型沉管在深海中分别对接了34次,创造了“一年放置十节沉管”、“半个月内连续安装两节沉管”、“最终接头毫米级偏差”等多项震撼人心的世界纪录,圆满完成了34节巨型沉管的施工任务。而且,在这项沉管安装任务中,我国建设者还创造了海洋沉管隧道滴水不漏的建设奇迹。 

  据了解,在全球范围,无数的案例研究表明,隧道中出现一些漏水是很常见的情况。曾经有一位欧洲著名岛隧专家依据多年的经验总结出,全世界的节段式沉管漏水率平均值为10%左右。也就是说,10个接头中很可能会有一个漏水。这位专家还认为世界上没有沉管隧道100%不漏水的纪录。然而,就在港珠澳大桥海底隧道的建设中,我国工程师凭借自身的严谨和创新第一次做到了巨型沉管的滴水不漏。 

  另外,港珠澳大桥海底隧道本身的结构设计和材料选择方面还考虑到了其他众多的硬性要求,比如防止海上轮船的撞击,防止海上船舶抛锚砸在沉管上等等,都比其他隧道提出了更高的要求。 

  听到这里,或许有人会提出这样的问题:在40多米深,6.7公里长的海底隧道里开车,司机和乘客会不会感到身体不适?如果遇到紧急情况可以打通电话吗?  

  其实,在海底隧道的建设者看来,相对于在深海中完成巨型沉管精准对接的难度,这些问题都不是很难解决的问题。 

  因为在沉管隧道中有两个行车洞,洞顶上的多组大型悬挂式射流风机既可以吸取洞外的空气,也可以排出洞内的汽车尾气,人们驾车进入海底隧道驶完全程,并不会感到任何不适。而且,经过通风处理后,隧道内的温度一般会维持在26摄氏度左右,凉风习习,行驶其中就像是在公路上的过山隧道行车一样。 

  至于网络通信的信号保障,就更不用担心了。因为各个通信运营商都会在服务区里安装好通信网线,方便人们联系。即使司机忘记携带手机,紧急遇险需要求助,还可以在确保自身安全的情况下,下车使用隧道内壁设置的一键紧急求助设备。 

  总的来说,海底隧道虽然只有6.7公里,但是它的建成并不容易,借助几千名建设者的力量,我国海底隧道相继突破了深埋沉管、快速成岛、隧道基础、海洋深槽安装等一系列世界难题,为我国工程建设标注了全新的高度。 


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