蘇權(quán)科:在伶仃洋上打一枚“中國結(jié)”
——港珠澳大橋主體工程總工程師央視勵志開講
2017年5月2日,港珠澳大橋6公里長的水下沉管隧道以及全長55公里的港珠澳大橋,全線合龍了,這座跨海大橋的跨海集群工程被國外媒體稱為“新世界七大奇跡”之一。節(jié)目邀請到總工程師蘇權(quán)科,為我們分享港珠澳大橋的前世今生。
從上世紀(jì)80年代初提出要在伶仃洋上建一個跨海通道的設(shè)想,到現(xiàn)在已經(jīng)過去了34年。為什么要建這樣一座橋呢?一是給珠江東西岸建立連通,使其產(chǎn)業(yè)互補。另外,給香港找一個往珠江西岸、包括粵西地區(qū)輻射的腹地。在建這座橋的時候,我們也調(diào)研了美國西海岸靠近舊金山的灣區(qū),大家知道,斯坦福、硅谷都在那里。這個灣區(qū)的寬度、長度跟我們的伶仃洋很相像,也是六七十公里。但是灣區(qū)在發(fā)展初期到上個世紀(jì)六七十年代,就完成了5座橋。而我們伶仃洋上,從虎門口以下一座橋都沒有。這是中國經(jīng)濟發(fā)展很重要的地方,建這么一座橋,是非常有必要的。
建這樣一座橋很難,從虎門口到珠江出??诘牧尕暄?,有六十多公里。以前在海上面沒建過任何建筑,就是說,里面地質(zhì)情況、水文情況,還有自然災(zāi)害等我們都不太清楚。而且它連接的是香港、澳門和廣東,它的政治制度、管理體制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括我們用的錢都不一樣。所以要建這樣一座橋,會有很多問題。不要說這樣一座橋,就是一個其他的跨海工程,前期工作也要經(jīng)過很多論證研究。需要證明:第一,技術(shù)上可行;第二,對環(huán)境沒有顛覆性的影響;第三,在經(jīng)濟效益上來說可行。我們做了前期7年的論證,在三地范圍內(nèi),選了13個人,還有香港、澳門兩位兼職的,建立一個團隊,叫前期工作協(xié)調(diào)小組辦公室,做前期論證。比如說,要建這座橋方案怎么定,三地有什么需求,建一個什么標(biāo)準(zhǔn),還存在著什么問題,對周圍建設(shè)環(huán)境的限制和影響。這其中,比如第一個問題是選址,路線怎么走。當(dāng)時,香港人從路網(wǎng)連接以及今后物流發(fā)展的需求角度考慮,定在香港機場旁邊的散石灣這個點。廣東省考慮帶動橫琴的發(fā)展,就希望這個橋建成以后能夠連到橫琴島。但是橫琴島在澳門西邊,大家知道澳門的地方很小,當(dāng)時澳門就很糾結(jié),他說你從我上面建個高架橋,把我這弄成兩半了,我以后發(fā)展,我要修一些地方怎么修?從地面上根本不可能。
所以,我們沿著澳門的沿海岸,從頭到尾跑了一遍以后,很失望地往回走,剛好走到澳門口岸和拱北口岸之間,發(fā)現(xiàn)有一塊地方。我們拿步子來回量了一下,有將近七十米。這個辦法好,我們說能不能我從這地底下穿過去。穿過拱北以后,再從前面出來,連到我們的陸上去,這樣的話不是就不影響澳門了嗎?同時還可以通過橫琴大橋連接到橫琴。這個方案拿出來之后,經(jīng)過專家論證,三家就接受了。終于把這個路線走向的問題定下來了。
沒想到在網(wǎng)上一查,就在前幾個月,公布了路線要穿過的這個地方是中華白海豚保護區(qū)。這時候,世界上對白海豚的研究都比較少,我們以前對白海豚也一無所知。所以又要組織研究團隊、科研力量來想,我們在這里建橋,對白海豚有什么影響?建完以后,白海豚還能不能保持它的數(shù)量?研究人員三百多次出海跟蹤,拍了三十萬張照片,對將近一千兩百頭白海豚都進行了標(biāo)識,把白海豚的習(xí)性全摸清。比如前面有船,它的眼睛基本上是看不見的,它靠聲吶反射來判斷前面有沒有障礙物。所以施工中有嚴(yán)重的震動,把它聲吶震壞了,它就會撞死。所以,我們就研制了一套措施,第一觀察,第二驅(qū)趕。我們針對性地制定,對于海豚比較討厭的聲音,就叫它離開,觀測五百米之內(nèi)沒有海豚了,我們才在這個地方施工,制定了嚴(yán)格的技術(shù)保證規(guī)程,才把白海豚保護問題解決了。到今天為止,沒有因為我們的施工而傷害一頭白海豚。在這么多年過去以后,白海豚的數(shù)量還增加了。
好不容易定了這樣一條線,接下來建一個什么方案呢?一般來說,確定橋梁方案的關(guān)鍵是便宜。我們大部分的裝備也有了,所以能建橋盡量建橋,但是它的位置剛好就在香港機場的起落線下面。還有,我們的航道是黃金水道,每天有四千多艘船要過,所以大跨徑橋梁建不成,建小的就不能滿足通航要求,所以最后決定在這個地方建隧道。一般情況下,建沉管隧道要貼著海床面挖個槽,把它放下去埋住就行了,這樣的受力非常好,因為它本身有浮力,對地基要求不高,結(jié)構(gòu)上也合理。我們要通航三十萬噸的油輪,它要求富余水深要有30米的空間,挖槽要挖到50米,就成了深埋沉管。深埋以后,上面有覆蓋,有十幾米到二十米覆蓋層,這時候它的荷載大了,對地基要求高了。
國際上,這樣的沉管接近禁區(qū),有些技術(shù)我們沒有,國際上也是沒有的。把沉管放下去以后,對接時可以自動調(diào)整,這樣的一個設(shè)備叫EPS(遙控水下調(diào)節(jié)架)。我們第一次研究出來,經(jīng)過評審要去制造的時候,國外某個公司看到了,馬上說,你這是侵權(quán),我已經(jīng)在半年前,在中國申請了這個技術(shù)的保護,開出了很高的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費,或者讓我的人來給你做這部分工作。但無論哪個要價,都是我們承受不起的,把施工費用、安裝費用都給他也不夠,我們只好自己來研發(fā)另外的安裝系統(tǒng)來代替它。但是,所有的創(chuàng)新都是不容易的。
2013年5月2日,這一天,我們第一個沉管預(yù)制好以后,拖到海上。當(dāng)然我們提前也做了很多演練,但真正到了現(xiàn)場以后,安裝相當(dāng)困難,前后對接了多次都不行。90多個小時過去了,我們選的氣象窗口眼看就過了,這樣的話,天氣、風(fēng)浪等條件就會越來越惡劣。還要不要堅持再做?我們不能留下遺憾,所以最終還是決定再做一次。經(jīng)過96個小時,終于達到了要求,我們的沉管順利地安放好了。
港珠澳大橋有120年的設(shè)計使用壽命。我們?nèi)A南地區(qū)有一個做耐久性研究的單位,1987年,在湛江建了一個暴露試驗站,就是把我要用的工程石塊,混凝土都放在里邊,每年都放一些。在我們做的時候,有20多年的數(shù)據(jù),建立了我們自己的耐久性設(shè)計方程,我們叫港珠澳模型,然后跟我們前20年的數(shù)據(jù)來比對、修正。這樣,我們就把120年的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題,在華南地區(qū)解決了。
在上世紀(jì)八、九十年代的時候,日本人建立了本四聯(lián)絡(luò)橋,世界上建跨海大橋都在參考日本的本四橋。1990年到2000年之間,丹麥又建了很多很好的工程,這時候,我們就參考它的經(jīng)驗。經(jīng)過14年的努力,我們的團隊形成了一個港珠澳大橋?qū)S眉夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,希望把這個標(biāo)準(zhǔn)進一步完善,為以后的跨海工程形成一個中國橋隧工程的新標(biāo)準(zhǔn)?;浉郯拇鬄硡^(qū),其實就是“海上絲綢之路”的一個起點。我們希望,通過港珠澳大橋的建設(shè),使我們中國的橋梁,以及橋梁的標(biāo)準(zhǔn),也能夠走向世界。
李雪源據(jù)央視綜合頻道《開講啦》節(jié)目整理