重生之深海皇冠 重生神座之深海皇冠

港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道，于2009年2月15号开工，历经7年建设，全部桥梁工程有望在今年8月份贯通，长14公里的香港接线及配套工程也将于明年底全部完成。在施工中，岛隧工程是大桥的控制性难题。要使海底隧道和两边的大桥连接起来，必须在外海建设两座10万平方米的人工岛。承建的中国交建在世界范围内首次提出并成功应用钢圆筒快速成岛技术，创造出外海筑岛的世界奇迹。

据总工程师苏权科介绍，所要建造的两个人工岛是在外海，没有掩护的环境下，岛下方还有二三十米厚的瘀泥淤泥，这样的人工岛在国际上可以说没有。

如果用常规的抛石或者沉箱，相当于坐在一块豆腐上，随时就会滑下去。要想站稳，常规的方法就是把这块“豆腐”挖掉，或者先用排水固结的方法变成“豆腐干”，这就意味着超过800万立方米的淤泥要被移走，相当于可以堆砌3座146米高的胡夫金字塔的体量。这样的方法对这里的海域将造成很大污染。

承建的中国交建在世界范围内首次提出深插式钢圆筒快速成岛技术，用120个巨型钢筒直接固定在海床上插入到海底，然后在中间填土形成人工岛。这种锁定结构可以固定钢桶里填埋的泥沙，也不用移走海量的淤泥。120个超大的圆钢筒串起，形成隧道两端的圆心岛，每个圆钢筒的直径 22.5米，几乎和篮球场一样大，高度55米，相当于18层楼的高度，而重量达到550吨，相当于一架A380"空中客车”。

没有任何一个卷板机和模具能够一次完成这个巨大的圆管筒的制作，同时制作误差不能超过三厘米。经过多次设计优化，圆管筒被分解成72个板单元，在上海的工厂拼装完成，再一路南下1600公里到达指定海域。一系列新工艺新设备的研发应用，仅用半年多时间就完成两个人工岛的筑造。与传统工艺相比，减少淤泥开挖量近千万立方米，节约建设工期两年半，实现“当年开工、当年成岛”，创造了世界工程的奇迹。

世界上最长最深的沉管隧道

对于22.9公里的岛隧主体工程来说，找到了在外海淤泥中建筑人工岛的方案，才是万里长征开始了第一步。如果说岛隧工程是难以企及的皇冠，海底隧道就是皇冠上的一颗“明珠”。该如何在这个长达6.7公里的深海航道区修建海底隧道？一项项困难和挑战催生了这条世界上最长、埋深最深的沉管隧道，这更是我国第一条外海沉管隧道。

海底修隧道，工程师们首先想到的就是采用盾构技术。 在水下45米挖掘直径15米的隧道，再用盾构机推进，这已经是非常成熟的工艺。

根据相关资料计算，阻水率、也就是水中物体的迎水面积和过水总面积之比超过10%，泥沙就会被阻挡而沉积，随着岁月的积累阻塞航道，让伶仃洋变成一片冲积平面。在10%阻水率的苛刻要求下，一公里是不能接受的长度，唯一可行的就是使用沉管隧道技术，它将大大减少对海洋环境的影响。

这个技术是在海床上挖出沟槽，将预制好的沉管沉放在沟槽中，然后进行水下对接。看似简单，这却是世界上最有挑战的底隧道工程。海底隧道由33节沉管组成，每节沉管长180米，重8万吨，相当于一艘中型航空母舰，由两个三车道和两个工程通道组成。这是迄今世界上最大体量的沉管， 工程师们把一个180米的隧道划分成8个小单元，自主开发了大型自动化液压模板系统、超大型混凝土构件控裂技术，将这些单元在世界规模最大的混凝土预制厂里拼接成一个整体，在世界范围内首次生产出高品质的混凝土自防水沉管。

教科书上，沉管隧道只有刚性、柔性两种结构体系，通常埋深只有2～3米。为了预留30万吨级航道，港珠澳大桥沉管需要埋到海床下40多米。什么样的沉管结构才能满足工程需求呢？经过国内外级顶尖团队的共同研发，开发出全新的“半刚性”沉管结构，把沉管深埋的构想变成现实，第一次做到了海底隧道“滴水不漏”。而在岛隧工程的设计建设中，形成的发明专利、新型实用专利达到400多项。

集成创新——巨型沉管浮运安装

相当于中型航母体量的巨型沉管已经生产出来，但在外海条件下，要把这些巨型沉管浮运10多公里，下沉至40多米的海底精准对接，是公认的世界级工程难题。

几天前，港珠澳大桥海底隧道的第27节沉管经过30多个小时的紧张施工，完成浮运和海底精准对接。期间遭遇雷暴、大雨等强对流天气以及洋流、水体变化等诸多因素的影响，几次暂停调整方案。而每一次沉管的浮运，都是一场综合战役。

工程开始前，建设团队曾与一家欧洲专业公司洽谈，希望引进技术和经验。该公司开出了15亿元的天价咨询费，终止合作离开时对方连200多万元的前期费用都没有接受，他们断言“中国人没有能力做这件事情”，认为中国一定也像其他国家一样再次请回他们。

隧道近6公里的沉管段全部位于软弱地基，地基不均匀沉降会直接影响沉管结构安全及防水。建设中采用了环保的挤密砂桩地基加固技术，依靠自主研发的设备，对海底基槽开挖、清淤、基床铺设等关键工序进行了高精度控制，确保下沉和对接的精度。其中自主研发的深水碎石基床整平船，最大作业水深60米，整平精度误差小于4厘米，是世界首个集整平、清淤功能于一体的沉管隧道基础施工平台。

海洋水文和气象条件直接影响着沉管浮运的路径和安全，泥沙回淤量则直接决定着沉管下沉对接的精度，而这些大自然控制的数据无时无刻不在发生变化；曾经第15节沉管就由于这些因素在五个多月的时间里历经三次浮运、两次回拖才完成了对接。经过无数次优化，承建的中国交建自主攻关，成功研发应用了沉管沉放安装系统，浮运、对接窗口预报保障系统，泥沙回淤预警预报系统等数十个控制系统，攻克了深水深槽、基槽回淤、大径流等珠江口海域特有的难题，形成了具有自主知识产权的外海沉管安装核心技术体系，自主研发的沉管安装船实现对沉管下放、姿态调整、对接的无人精确控制。一系列新结构、新工艺、新技术、新装备逐渐成型，代表世界顶级水平的《外海沉管隧道施工成套技术》日臻完备。中国的自主创新得到了国外同行的认可和尊重。 今年3月，岛隧工程总工程师林鸣到荷兰皇家哈斯康宁集团交流，130多年来，这家世界顶尖工程顾问公司，第二次升起了外国国旗、奏响国歌，来向中国团队致敬。目前海底隧道已建成 4.7公里，占总长度的80%以上。

120年使用寿命 创新贯穿始终

目前世界上的跨海大桥设计使用寿命普遍为100年，而港珠澳大桥为120年，并要求抗8级地震，抵御16级台风。伶仃洋上的每一次台风、巨浪、地震甚至是海水侵蚀对它来说都是威胁。

港珠澳大桥所在的伶仃洋海域6级以上大风天气全年超过200天。在台风高发季节，在共振的作用下，大桥主塔会不断从风流中吸取能量而导致结构损坏。根据伶仃洋海域的特殊环境，港珠澳大桥的抗风能力设计为抗16级。建设者对大桥模型进行多次风洞模拟试验，优化主塔结构，使主塔的固有频率与风漩涡的频率相隔很远，保证大桥结构安全。同样，大桥每个部件的防腐也都关系到安全。

为此，港珠澳大桥桥面板和海底基础工程都采用了添加特殊材料的钢筋和高性能海工混凝土并提高保护层的厚度；桥墩表面还进行加固浸渍，安装钢桩保护措施，连钢主塔内部都安装了除湿机。

针对港珠澳大桥跨度大、地势复杂的特殊工况，大桥建设者自主研制出世界最大尺寸的高阻尼橡胶隔震支座，支座承载力约3000吨，好比为港珠澳大桥抵抗16级台风、8级地震及30万吨巨轮撞击安装一枚“定海神针”。

建设港珠澳大桥这一工程面临四大挑战，第一个挑战就是工程技术的挑战 第二个是环境保护的挑战，第三个就是施工安全的挑战，第四，粤港澳三地各自代表不同的社会机制体制，港珠澳大桥的建设管理将是世界范围内没有碰到的一个挑战。所以这四大挑战，加上120年的使用寿命的要求，在国际范围内没有一个工程碰到过。港珠澳大桥的总设计师表示，为了破解港珠澳大桥的四大挑战，他们提出了大型化、工程化、标准化、专业化的创新理念 ，产生了几百项创新点和创新技术。这个创新是必须的，贯通始终的。