延展的大美画卷

 

港珠澳大桥自开工以来,就被认为是中国目前最重要的基础设施项目之一。它连接香港、珠海、澳门,跨越三大径流之一的...



港珠澳大桥自开工以来,就被认为是中国目前最重要的基础设施项目之一。它连接香港、珠海、澳门,跨越三大径流之一的珠江入海口和中华白海豚保护区,全长50多公里,海中主体桥隧长35公里,从视觉上可以直接感受到桥梁经人工岛入海,再经海底隧道穿出海面的壮阔场景。

中国交建承建的5.6公里的海底沉管隧道是这条海中长龙的技术之眼、点睛之笔。港珠澳大桥沉管隧道总长达到4.185公里,超越了2000年建成的世界最长公路沉管隧道——丹麦厄勒海峡隧道(3.5公里)。此时,这条正在建设的沉管隧道已完成总量的70%。

新航路驾轻就熟




沉管隧道的难题在于整体浮运、对接,5.6公里的隧道由33个巨型沉管组成,在工厂预制完成后,8万吨的沉管要经过13公里的航路,拖运至沉放海域,在45米水下实现精准对接。在狭长的航路拖运如此庞大的混凝土构筑物,其难度直逼技术和环境极限。

经历过4次演练和21次成功浮运实践的总船长林祥标很有感触:“隧道距离非常长,意味着要在长达几年的时间里不断重复同一个工作,沉管浮运经过的海域是世界上最繁忙的水道,每天有4000多艘船舶穿梭在港、澳、粤多个国际化码头和外埠之间,拖航过程非常危险。”

为了对隧道基槽产生尽量小的干扰,岛隧项目共开挖了三条航路,以减少基槽横拖的距离。随着海底隧道逐节安装,E21沉管位置已经跨越伶仃洋龙鼓西天然水道,原来使用的两条航路已经不能满足施工需要,第三航路在这次沉管浮运中首次启用。

新航路意味着全新的未知风险。沉管安装团队开展了长达一个月的第三航路流场研究,联合国家海洋环境预报中心建立了第三航路精细化海流数值预报模型,开展细致的海流分析和预报,并根据航路实际情况调整测流浮标位置,安排测量船进行实时跟踪测流,只为了对航道和基槽流场做到心中有数。

充分的准备让陌生的航路变成“老路”。拖航前,团队首先派出了“先行官”,多波束扫描船对第三航路进行了多次全面扫测和碍航物检查,掌握航道及周边水域水深。在上一节沉管浮运期间进行了拖航演练,开展了拖航方案专题研究,优化完善拖航操控关键步骤。

临阵举措到位,拖航举重若轻。E21沉管驶出坞门,便要一往直前,一艘锚艇作为先锋在前方开路,实时观测是否有障碍物出现在航路上。为了保证拖航安全受控,浮运拖带的拖轮增加至13艘,锚艇12艘,警戒船11艘,总马力超过了5万匹。船队总宽度超过180米,而航路适航水域仅为240米,拖航船长们高度警惕,始终保持沉管在中心航线,拖轮缆力、角度调整频次达到以往的2.5倍,浮运经理王伟事过惊心:“像摸黑走了一夜的独木桥。”
天文潮纸上推演


每年八月十五的天文大潮对于沉管隧道施工来说,不啻为一次对风险集群的超越。潮位水涨船高,实测波浪海流有点让人摸不着头脑。

E21沉管浮运安装窗口选择在八月十五中秋节前夕,第一次距离天文大潮如此近。根据实测,海水流速明显大于其他月份,加之受东侧大屿山、东人工岛的叠加影响,潮水横冲乱撞,流场变得异常复杂。沉管所处的位置依然在深水深槽和强回淤段内,槽底和边坡都出现了较大强度的回淤,因此清淤的时间延长,碎石基床整平作业时间则相应地大大压缩,不得已,团队想法设法提高工效、压缩交叉时间,终于在安装前一天抢出了工期。

流速和周期比以往究竟大了多少,这种变化是否会带来安装工作的复杂?带着这些疑问,沉管安装团队开展了一次“纸上推演”。技术人员把以往3年的同期数据悉数收集分析,再联合预报中心出炉最新的预报数据,全部指战员提前碰头,进行多达3次的推演,“如果是这样,你会怎么样”是推演会上出现频次最高的一句话,详尽的实测数字和各方的未雨绸缪,逐步打消一个个未知和疑问。

对海洋环境的监测是对自然规律深入认识的过程。团队把变化莫测的伶仃洋分成若干区域和3个深度层次,“表层流速增加,水下10米流向改变,”分管测控的副经理刘兆权目不转睛地盯着每一个数字的变化,他的信息是决策的核心依据,“深不见底的大海现在看来,早已经晶莹剔透。”

施工区域气象、海流的不间断监测体系,为沉管安装提供了可靠依据,这项具有协作性质的技术突破,产生于施工需求,服务于施工步骤,风险对于施工的挑战,遇到了科学判断这支尖兵,规避和解决风险就成了迎刃而解的小插曲。
提速度两架马车


英国《卫报》评选的新世界七大奇迹中,港珠澳大桥名列其中

人有心,工程亦然。

港珠澳大桥岛隧工程一年一节点,从钢圆筒快速成岛到工厂法预制沉管滴水不漏,从深水区技术突破到成熟期快速安装,E21沉管不到24小时完成高效对接,各道工序张弛有度,标志着沉管安装技术的更加成熟,施工进度开始快速推进,两架“马车”让沉管隧道的“心”安然落地。

施工更加依赖数据化。施工团队把沉管安装船和基床整平船视为两个“宝贝”,无论是液压传感还是沉管调整装置,基础数据实现了定量分析的作用,施工团队对无数个微小数据形成的数据库进行定性研判,充足的经验有了数据支持,简直如虎添翼。

E21管节下沉过程中,安装船长刘建港双锁眉头:“两船四机联动,同步下放3米,速度0.3米每分钟。”在监控操作手操作是否到位的同时,也听取报话机里对锚机的运行汇报。安装副经理岳远征手里握着密密麻麻的表格,记录每一条缆绳的缆力和出绳长度,用以对沉管的稳定性作出判断,两人一个眼神对望:数据和操作效果相符。刘建港心里有了数:“吃了定心丸的仗,是必胜不可。”

沉管安装是如此庞大的系统研发和创新项目,施工团队从学习适应到走向深海,始终保持“创新执行者”的高度严谨,用不断完善的风险管理实现着零失误。“我们是有压力的,”王强是沉管安装工区的总工程师,“同设计、指挥、装备制造商的压力不同,说白了我们是‘孤注一掷’,不能容许半点失误。”这个团队用标准化流程和风险管控来消解这种内外压力。

8万吨的沉管从整平、出坞到回填,多达42道工序,紧紧张张一个月的轮回,压力在每一个岗位传递、感应。“哪一道工序出问题都能通天,”常务副经理宿发强带领团队走到今天,每个月亲自督导风险排查,“钢封门从安装完成后就暴露在海底,直到下一次安装,一个月的时间里每天担心周围大船经过是否会碰撞,连我们自己的测量塔拆除都有掉落砸伤封门的危险。”调度每天必须到封门巡查,3个人专职监护,2条自有船舶每天巡弋,“调度每天必须给我发一条短信,告诉我封门检查情况,第二、第三道封门关闭没有”,宿发强说:“必须时刻警惕风险的存在。”

每一道工序都严格执行标准化流程,E21沉管的下沉对接步骤都是严格的规定动作。第一次下放是10米,动作完成后,“我们精确计算数据,负浮力由数个分力组成,都要与设计值比对,与沉管在水下特定位置的实际受力比对” ,王强说。

安装完成后,宿发强安排了一件小事:12个大抓力锚逐个提出水面,检查锚爪倒钩形状,用水冲洗后检查是否有裂缝。先进的工艺依赖使用者能否将它发挥地淋漓尽致,精尖的装备在用心的施工团队手中才能虎虎生风。在他们眼中,每一件小事都是大事。



港珠澳大桥的图卷正在加速延展,中国交建的工程师团队在自然规律和风险挑战面前更加主动、从容,“世界最长”的纪录背后应该铭刻每一个建设者的名字,无论是工程作品还是技术经济,这幅画卷定会美丽动人。


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