33根沉管連結(jié)滴水不漏

根據(jù)設計方案，港珠澳大橋海底沉管隧道由33根巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，寬37.95米，高11.4米，單節(jié)重約8萬噸。這些沉管采用工廠法預先制成，為此，大橋建設者用14個月在外?；膷u建成了世界最大的沉管預制廠，并創(chuàng)下了澆筑百萬方混凝土無一裂縫的世界奇跡。

把跟航母一樣重的沉管浮運至施工現(xiàn)場，并準確沉放在海地50米深已經(jīng)鋪好的基床上并與前一個沉管實施精確對接，其難度和挑戰(zhàn)可想而知。

負責沉管浮運安裝施工的島隧項目副總工程師王強說，風向浪高、海底洋流、泥沙、海水密度，每一個參數(shù)的變化都會直接影響沉管對接。

即使在世界范圍內(nèi)，沉管隧道尚沒有100%不漏水的紀錄。然而，港珠澳大橋隧道在世界范圍類似機構(gòu)中，第一次做到了滴水不漏。

在沉管對接過程中，最終接頭無疑是“畫龍點睛”的一筆，負責最終接頭設計的工程師李毅告訴記者，為了實現(xiàn)毫米級的精度要求，他們用了3年時間，從方案的提出、細化、完成，“做到每一個參數(shù)能說得清楚”。

今年5月2日22時許，經(jīng)過10余小時的吊裝，重達6000噸的最終接頭像“楔子”一樣被精確安裝在海底28米深的E29和E30兩節(jié)沉管之間，將海底隧道連為一體。從2013年5月第一節(jié)沉管安裝完成，歷時4年，大橋建設者先后攻克深水深槽、大徑流、強回淤、曲線段等世界難題，創(chuàng)造了“一年十節(jié)”的中國速度。

逼出來的創(chuàng)新

沉管隧道被定義為淺埋隧道，沉管回填及覆土厚度約在兩米，為滿足伶仃洋海域水運要求，港珠澳大橋隧道沉管需埋到海床以下20多米。

然而，自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來，沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性兩種方法。港珠澳大橋島隧工程總設計師劉曉東介紹說，“剛性結(jié)構(gòu)好比一塊長條積木，而柔性結(jié)構(gòu)好比樂高小塊積木拼接的積木條”。工程師們通過大量計算分析發(fā)現(xiàn)，在20多米的覆蓋層下，采用傳統(tǒng)的剛性或柔性結(jié)構(gòu)體系，沉管結(jié)構(gòu)安全都得不到保障。

2012年11月17日凌晨，劉曉東收到林鳴的一條短信：“嘗試研究一下半剛性。”他所提出的半剛性結(jié)構(gòu)設想，是保留甚至強化串起小管節(jié)之間的鋼絞線，加強小管節(jié)之間的連接，使180米長、由8個小節(jié)段連接而成的標準管節(jié)的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。

設計團隊用30多天完成《半剛性沉管結(jié)構(gòu)方案設計與研究報告》，為了證明“半剛性”結(jié)構(gòu)，工程師們又邀請國內(nèi)外6家專業(yè)研究機構(gòu)進行“背對背”的分析計算，從模型試驗及原理上驗證“半剛性”結(jié)構(gòu)。最終，這一創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計得到各方一致認可。

經(jīng)過兩年努力，總長5.6公里，由33節(jié)、每節(jié)重7萬多噸的沉管連結(jié)而成的港珠澳大橋海底隧道沉管部分全線貫通，大橋建設者用最低的花費，把“半剛性”結(jié)構(gòu)由構(gòu)想變成現(xiàn)實。

“中國工程師的創(chuàng)新是被逼出來的，甚至是痛苦的”，回憶那一段煎熬的日子，林鳴感慨道，大橋設計之初，他們曾與一家掌握沉管隧道施工核心技術(shù)的外國公司商談合作，這家公司開出的咨詢費高達1.5億歐元，并且，施工過程及時間節(jié)點均由對方掌控。

外國公司的技術(shù)保護、技術(shù)壁壘與技術(shù)歧視，激發(fā)了中國工程師自主創(chuàng)新的決心。在港珠澳大橋島隧工程建設過程中，新技術(shù)創(chuàng)新有64項，包括深埋沉管、快速成島、隧道基礎、工廠法預制沉管、外海深槽沉管安裝等一系列工程難題，為世界海底隧道工程技術(shù)提供了新知識與新樣本。