港珠澳大桥岛隧工程被称全球最具挑战的跨海项目

施工中的港珠澳大桥东人工岛。

钢圆筒起吊就位。

卢永昌

梁桁

　　计划明年年底具备通车条件的港珠澳大桥，是全球第一例集桥、双人工岛、隧道为一体的跨海通道，建设难度极高，即使在国外顶尖桥梁专家眼里，它也是“全球最具挑战的跨海项目”。6月29日，港珠澳大桥实现历史性的主体桥梁合龙，7月12日，大桥海底隧道的最后一段沉管隧道“E28”也安装成功。

　　广州日报记者了解到，港珠澳大桥的整体工程中，岛隧工程难度非常大：工程的沉管隧道总长5664米，每一节隧道沉管重达7.4万吨，沉管隧道最深处在水底44米，这些数据都是当今世界之最。此外，工程还要在一年内做成两个人工岛，中国的工程师们简直需要与时间赛跑。

　　近日，本报记者专访了港珠澳大桥岛隧工程设计总工程师卢永昌和岛隧工程设计负责人梁桁。

　　文/广州日报记者李华 实习生姜媚 图/广州日报记者廖雪明

　　即使走进会议室接受采访，梁桁也穿着灰白色的工作服。说到工程他显得很高兴，作为工程师，他很庆幸能够深度参与这项挑战性十足的项目。为了港珠澳大桥，他长期驻扎在珠海的营地，工程刚开始的两三年，他几乎吃住都在工地上。

　　梁桁、卢永昌的团队来自中交第四航务工程勘察设计院有限公司（以下简称中交四航院），公司负责的岛隧工程，是港珠澳大桥项目的重中之重，建设人员要在短时间内完成海底勘探，做出东西两座人工岛，并用海底隧道相连。

误差2厘米内

年初一就回珠海开工

　　中交四航院勘察处副处长祝刘文表示，因为一开始工程的勘察周期被压缩到四五个月，团队感到“压力山大”，不得不把勘察工作进度细化到每天，写在办公区的工作板上。

　　祝刘文说，公司引进了CPTU给地质“做CT”，获得了非常宝贵的三维地质数据。同时也是国内首次在水运工程中引进并使用海底坐船式静力触探系统。

　　勘察队伍通常需要乘船1~2小时到远海作业，每次作业有20多条船，勘察队伍两班倒，吃住都在船上，补给船会定时运送补给过去，勘察时间长，生活很乏味。

　　“这对大家心理和身体都是考验。”祝刘文说，一般情况只有遇到冷空气，无法勘察作业，团队才会返航。曾上过作业船的工作人员回忆，作业完回到岸上，他们站都站不稳，看着电脑显示屏，感到显示屏都在晃动，需要在岸上一两个小时才能适应。

　　工程进度紧，加班赶点是常态，工作人员回忆，2011年除夕，公司用大巴把团队接回广州，让他们和家人吃了一顿团圆饭，但年初一大清晨就送回了珠海的营地，“这还是家在广州的员工才有的特殊待遇。”

　　“（勘察）都是按国际标准执行。”祝刘文说每勘察2厘米就有8个数据，一次勘察下来有几十万个数据，这些数据都是人工输入，然后进行分析。通过团队的努力，地质数据的误差控制在2厘米之内，达到世界领先水平。

　“大圆筒”创奇迹

三年建岛任务7个月完成

　　根据总工期要求，人工岛需要一年内快速成岛。这无疑是与时间赛跑，传统的方法是用石块填充人工岛，需要两到三年。此外，数百万方淤泥的回填不仅会给海洋造成破坏、影响白海豚生存，而留给沉管安装的时间也不到四年，这对一个“看天吃饭”的项目，是远远不够的。

　　为了给安装环节预留出更多时间，在结合以前圆筒方案的设计基础上，设计团队决定使用深插式大圆筒方案，也就是用八锤联动系统（总激振力达到约4000吨）将单位重量500吨的大圆筒震入地基，再往里面填充泥沙，实现快速成岛。

　　起初，团队并不确定可以实现大圆筒方案，但大家还是坚持了下来，2011年5月15日，西岛首个钢圆筒建成，整个团队215天就完成了东、西两个人工岛的成岛。这也开创了海外快速成岛新技术。

铺沉管很艰难

三次安装两次返航

　　建成人工岛，设计团队还面临着沉管隧道的高难度挑战。设计团队根据地质情况，最终创新性地选择了半刚性沉管。

　　起初，在选用半刚性沉管问题上，中方工程师和国外工程师有着激烈的交锋，也曾一度备受质疑。为了证明“半刚性”结构的可靠性，从2012年年底开始，设计团队经历了200多个备受煎熬的日子。最终的研究认证结果得到各方的认可。

　　在实际建设中，最困难的还要属E15节沉管的架设。设计人员三次安装，两次返航，这在以往的沉管安装过程中是从来没有出现过。

　　E15先后两次在安装时刻遇到泥沙回淤问题。第一次安装准备出发的当天，经过检查，沉管的基床比较干净， 没有太多淤泥，但到了安装当天发现突然有了淤泥。

　　“当时经过五六个小时的讨论我们才决定出发。” 梁桁回忆，经过了多次检查，当时检查发现淤泥是流动性的，“我们判断是可以安装的。”拖轮行驶了十几个小时以后到达安装现场， 再一看发现，“不行，淤泥已经比较密实了。”

　　安不安装这根沉管，顿时陷入了僵局。梁桁说，经过六七个小时的博弈，为了桥梁的百年大计，他们最终还是决定把沉管拖回。但第二天寒潮就来了，近两米的浪高给海上作业带来了更大的危险。

　　苦等了近4个月后，2015年新年正月初七，岛隧团队再次出发，但好运这次照样没有来，原来基床边坡上的回淤物滑了一片下来，“像雪崩一样”，安装条件再次失去，船队只得返航。过年后第一次开工就遇到这样的情况，当时大家心情都很糟糕，有人按捺不住情绪，流下了热泪。好在第三次，团队总算安装成功了。

　　也正是因为团队精益求精的态度，已经安装的28个沉管滴水不漏。目前还有5节沉管等待安装。

　　梁桁说，以后开车行驶在隧道中，可能每隔一段，司机就可以看到“您现在身处水下××米”的标识，这是一种有别于其他隧道的行车体验。　　对话

用大圆筒降噪是为了白海豚

　　广州日报：港珠澳大桥为什么需要设计两个人工岛进行桥隧过渡？

　　梁桁：第一个原因是大桥很接近香港机场，有飞机起飞和下降的线路，同时这又是珠江三角洲港口区主航道的进出口咽喉，必须预留可以通行30万吨巨轮的航道。要让船通过，就要造一个跨度非常大、非常高的桥梁，但这样飞机起降会受到影响，起降的限高要求是98米，如果建一座2000米的桥，肯定会超高。

　　另外，通行30万吨的船要求水深25米，再加上其他因素，隧道的实际深度通常是30米至32米，我们最终选择这个方案，就是因为工程上有限制、下有限制。

　短期完成十几年工程

　　广州日报：怎么理解岛隧工程在整个港珠澳大桥项目中的角色和作用？

　　梁桁：我可以引用交通部部长的一句话：“岛隧工程是港珠澳大桥的关键性工程，这个工程的质量和它的建设情况决定了港珠澳大桥在世界桥梁历史上的地位。”岛隧工程是整个港珠澳大桥项目里技术难度最高、要求最高、进度要求最紧张的工程。

　　卢永昌：从技术难度上来讲，在海上既做人工岛又做隧道的工程，全世界都非常少，建造非常困难。从施工工期来看，我们时间很紧，这种项目在国外可能是十几年的工期。

　　人工岛215天形成

　　广州日报：这个工程还有两个挑战：第一是地处白海豚保护区，第二是往来航运的船只非常多，在施工过程中如何解决这两个问题？

　　梁桁：这种情况下，我们的方案必须环保，产生的噪音和影响都要非常小。我们使用深插式大圆筒在215天里筑成两个人工岛，极大地缩短施工时间；我们还减少了约400万方左右的海底挖掘，挖泥越少水域的污染越少，同时我们减少了400万方泥土的回填，这也减少了污染；我们采用大圆筒建设人工岛的方案是一种非常快速、噪音非常小的方案；我们做隧道地基的方案，也是尽最大可能用沙形成沙桩，用天然材料取代人工材料，把环境影响降至最小。

　　卢永昌：白海豚最害怕的是噪声的影响，我们水下有施工，先在海底测试白海豚的生存环境，保证施工产生的噪音环境和白海豚的生存环境接近，同时随时观察白海豚，如果它们过来，我们就要赶跑它，在岛上施工，你经常能看到白海豚。

　　广州日报：你们是怎么敲定用大圆筒方案的？

　　卢永昌：传统做人工岛是用石块围起一片区域，在里面填沙，但这个方案影响环保，大量抛石在海里会污染环境，对白海豚也不利。所以我们就提出这个大圆筒方案，我们用了“八锤联动”，八个震动锤组合在一起，把圆筒震下去。

　　广州日报：两个人工岛中间是隧道，上面过船？

　　卢永昌：对。

　每个沉管都有故事

　　广州日报：这次工程的沉管和其他工程相比，埋得更深是吗？

　　卢永昌：对，最大的特点就是沉管埋得很深，有些海域软土层很厚，海底有几十米的软土。为了航道，我们最深挖到了负40多米。

　　广州日报：沉管是直接运到现场，沉到海底安装吗？

　　卢永昌：我们用船把它拖上去，沉管重约8万吨、长180米。

　　梁桁：我们一般要用12条拖轮组成的船队把沉管拖到现场安装，正常使用是8艘，偶尔会用10艘，另外两条是做备用的，谁也不知道运输过程的8小时里面会出现什么故障和事故。

　　广州日报：沉管安装过程中怎么做到滴水不漏？

　　梁桁：形象地讲，沉管实际上像一个潜水艇，沉管两边在安装过程中是用橡胶止水带封起来的，里面是一个密闭空间。沉管里，装有一些可以控制沉浮的水箱，往水箱里加水，沉管就会沉下去，把水抽出来，沉管就会浮起来。在已装沉管背部有一块钢板，待安装管节前面有一个止水带，让止水带的“鼻尖”先接触到这块钢板，形成完整密闭的空间，把里面的水抽掉，最后沉管内形成止水环境，基本就对接成功了。

　　广州日报：除了E15沉管，其他沉管安装顺利吗？

　　梁桁：每一个沉管都有自己的故事。安装E21也很惊险，那次，沉管刚开始下放的过程中就遭遇了异常波（海水异常波动），我们在船上的人也都在晃。

　　广州日报：在工程的不同阶段，你的心态如何？

　　梁桁：刚开始晚上都睡不着觉，现在稍微好一点，但压力一直很大。这是一个挑战，能参与这么大一个工程，作为工程师，本身就很值得庆幸；第二是感觉我身上责任很大，我一直都是战战兢兢、如履薄冰，只有等到最后一节沉管安装完毕结束才能放下心来。