工程科技全面突破鑄就精品大國工程——港珠澳大橋的科技創(chuàng)舉
2018-02-26
新華社廣州2月24日電題：工程科技全面突破鑄就精品大國工程－－港珠澳大橋的科技創(chuàng)舉
港珠澳大橋主體工程日前完成交工驗收。歷經(jīng)十余年的研究論證與施工建設(shè)，世界最長跨海大橋通車在即。
記者從港珠澳大橋管理局獲悉，港珠澳大橋主體工程包括22.9公里的橋梁、6.7公里的海底隧道，以及東西兩個橋隧轉(zhuǎn)換人工島，是港珠澳大橋建設(shè)的重點和難點。
港珠澳大橋集橋、島、隧為一體，建設(shè)規(guī)模龐大，施工環(huán)境復(fù)雜。其成功建設(shè)是橋梁工程的奇跡，更是科技創(chuàng)新的壯舉。
深埋沉管隧道突破國際“技術(shù)禁區(qū)”
港珠澳大橋島隧工程建設(shè)前，海底沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)一直掌握在少數(shù)發(fā)達國家手中，而在水下近50米建設(shè)深埋沉管隧道，沉管頂部荷載超過傳統(tǒng)沉管的5倍，在國際上也被視為“技術(shù)禁區(qū)”。
對此，港珠澳大橋島隧工程創(chuàng)新性提出“半剛性”沉管新結(jié)構(gòu)，與國外專家提出的“深埋淺做”方案相比，節(jié)約預(yù)制工期一年半，節(jié)約投資超過十億元，并且做到了沉管接頭不漏水。
單節(jié)標準隧道沉管管節(jié)近8萬噸，在海底環(huán)境對接安放，難度堪比航天器交會對接。港珠澳大橋島隧工程通過科研攻關(guān)，掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的外海沉管安裝成套技術(shù)，成功實現(xiàn)隧道沉管精準安裝的同時，創(chuàng)造了一年安裝十節(jié)沉管的“中國速度”。
最終接頭安裝精度達毫米級
最終接頭的安裝關(guān)乎沉管隧道的最終貫通，歷來是海底沉管隧道建設(shè)的技術(shù)難題。
港珠澳大橋沉管隧道最終接頭位于第29管節(jié)和第30管節(jié)之間，寬度12米，安裝水深近30米。最終接頭區(qū)域海流條件復(fù)雜、回淤量大、工期要求高(1個月)，傳統(tǒng)工法無法滿足要求。
島隧工程通過自主創(chuàng)新，首次采用鋼殼混凝土(三明治)結(jié)構(gòu)，通過工廠化制造，使用最大吊重達12000噸、全回旋最大吊重達7000噸的“振華30”號起重船在海上安裝，就位后通過主動頂推止水，實現(xiàn)安全、快速、高精度隧道貫通，多項技術(shù)創(chuàng)下世界第一。
據(jù)介紹，港珠澳沉管隧道最終接頭對接精度達毫米級，創(chuàng)下沉管隧道最終接頭安裝精度之最。
快速成島技術(shù)創(chuàng)造外海筑島“中國速度”
港珠澳大橋的兩個橋隧轉(zhuǎn)換人工島，每個面積達10萬平方米，并且遠離海岸，軟土層厚30－50米，施工環(huán)境復(fù)雜。
如果使用傳統(tǒng)圍堤筑島工藝，兩個人工島需3年時間才可成島，且將對海域環(huán)境造成嚴重影響，對海域內(nèi)國家一級保護動物中華白海豚產(chǎn)生危害。
通過一系列開創(chuàng)性技術(shù)創(chuàng)新，港珠澳大橋島隧工程首創(chuàng)外海深插超大直徑鋼圓筒快速筑島技術(shù)，創(chuàng)造了221天完成兩島筑島的世界工程紀錄，縮短工期超過2年，并實現(xiàn)了綠色施工。
120年使用壽命突破國內(nèi)“慣例”
港珠澳大橋打破了國內(nèi)通常的“百年慣例”，制定了120年使用壽命的設(shè)計標準。然而，大橋地處高溫、高濕、多鹽的海洋環(huán)境，確保120年使用壽命殊非易事。
科研人員依靠1986年以來湛江地區(qū)海洋工程暴露試驗站累積形成的水工結(jié)構(gòu)防腐蝕試驗數(shù)據(jù)，攻克了大量技術(shù)難題，結(jié)合伶仃洋實際，創(chuàng)造性地提出了“港珠澳耐久性模型”等一整套具有中國特色、世界水平的海洋工程防腐技術(shù)措施。
為保障工程的“耐久性”，一系列新材料、新技術(shù)應(yīng)運而生，在多個領(lǐng)域填補了我國行業(yè)標準和國家標準的空白，諸多施工工藝及標準達到國際領(lǐng)先水平。
據(jù)了解，港珠澳大橋主體工程的主梁鋼板用量達42萬噸，可抗16級臺風(fēng)、7級地震。
大橋建設(shè)推動我國工程裝備水平再上臺階
工欲善其事，必先利其器。作為世界級工程，港珠澳大橋建設(shè)帶動了一批大型工程裝備的研發(fā)，確保大橋順利建設(shè)的同時，也極大提升了中國裝備技術(shù)水平。
港珠澳大橋建設(shè)者圍繞沉管隧道各施工環(huán)節(jié)開展重點研發(fā)，一系列外海深水施工設(shè)備相繼問世：國內(nèi)首條實現(xiàn)定深平挖的抓斗式挖泥船“金雄號”、碎石基床整平“津平1號”、基槽清淤船“捷龍?zhí)?rdquo;……實現(xiàn)50米水深施工的同時，確保了挖槽、整平、清淤等各環(huán)節(jié)高精度作業(yè)。
尖端工程裝備的研發(fā)加上工程理論的突破，使港珠澳大橋隧道沉管工后沉降均勻控制在10厘米以內(nèi)，而國際上類似沉管工后沉降在20厘米以上。目前，這些裝備已在其他工程上得到了應(yīng)用，產(chǎn)生了廣泛的社會經(jīng)濟效益。
