工程科技全面突破鑄就精品大國(guó)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(yàn)收。歷經(jīng)十余年的研究論證與施工建設(shè)，世界最長(zhǎng)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(gè)橋隧轉(zhuǎn)換人工島，是港珠澳大橋建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

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(guó)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(dá)國(guó)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(guò)傳統(tǒng)沉管的5倍，在國(guó)際上也被視為“技術(shù)禁區(qū)”。

對(duì)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(guó)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(guò)十億元，并且做到了沉管接頭不漏水。

單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)隧道沉管管節(jié)近8萬(wàn)噸，在海底環(huán)境對(duì)接安放，難度堪比航天器交會(huì)對(duì)接。港珠澳大橋島隧工程通過(guò)科研攻關(guān)，掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的外海沉管安裝成套技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)隧道沉管精準(zhǔn)安裝的同時(shí)，創(chuàng)造了一年安裝十節(jié)沉管的“中國(guó)速度”。

最終接頭安裝精度達(dá)毫米級(jí)

最終接頭的安裝關(guān)乎沉管隧道的最終貫通，歷來(lái)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(gè)月），傳統(tǒng)工法無(wú)法滿足要求。

島隧工程通過(guò)自主創(chuàng)新，首次采用鋼殼混凝土（三明治）結(jié)構(gòu)，通過(guò)工廠化制造，使用最大吊重達(dá)12000噸、全回旋最大吊重達(dá)7000噸的“振華30”號(hào)起重船在海上安裝，就位后通過(guò)主動(dòng)頂推止水，實(shí)現(xiàn)安全、快速、高精度隧道貫通，多項(xiàng)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(duì)接精度達(dá)毫米級(jí)，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(guó)速度”

港珠澳大橋的兩個(gè)橋隧轉(zhuǎn)換人工島，每個(gè)面積達(dá)10萬(wàn)平方米，并且遠(yuǎn)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(gè)人工島需３年時(shí)間才可成島，且將對(duì)海域環(huán)境造成嚴(yán)重影響，對(duì)海域內(nèi)國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物中華白海豚產(chǎn)生危害。

通過(guò)一系列開(kāi)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(jì)錄，縮短工期超過(guò)２年，并實(shí)現(xiàn)了綠色施工。

120年使用壽命突破國(guó)內(nèi)“慣例”

港珠澳大橋打破了國(guó)內(nèi)通常的“百年慣例”，制定了120年使用壽命的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。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(lái)湛江地區(qū)海洋工程暴露試驗(yàn)站累積形成的水工結(jié)構(gòu)防腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)，攻克了大量技術(shù)難題，結(jié)合伶仃洋實(shí)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(guó)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(yùn)而生，在多個(gè)領(lǐng)域填補(bǔ)了我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空白，諸多施工工藝及標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)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(dá)42萬(wàn)噸，可抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)、7級(jí)地震。

大橋建設(shè)推動(dòng)我國(guó)工程裝備水平再上臺(tái)階

工欲善其事，必先利其器。作為世界級(jí)工程，港珠澳大橋建設(shè)帶動(dòng)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(shí)，也極大提升了中國(guó)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(kāi)展重點(diǎn)研發(fā)，一系列外海深水施工設(shè)備相繼問(wèn)世：國(guó)內(nèi)首條實(shí)現(xiàn)定深平挖的抓斗式挖泥船“金雄號(hào)”、碎石基床整平“津平1號(hào)”、基槽清淤船“捷龍?zhí)?rdquo;……實(shí)現(xiàn)50米水深施工的同時(shí)，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(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。