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大国工匠,放飞“跨海巨龙”

2017-09-18

学苑创造·B版 2017年9期
关键词:白海豚海底隧道泥沙

预计到年底,世界最长的跨海大桥港珠澳大桥就可以完工啦。它全长55千米,双向6车道的桥面宽达33米,就像一条巨龙在碧海中蜿蜒伸展,壮观极了!而“巨龙”的建造过程,更让大鸭梨深深感受到“中國制造”的了不起——

港珠澳大桥坐落在珠江口外的伶仃洋上。这片海域,曾因文天祥的千古绝唱“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”而名垂史册,却也因阻碍了东西两岸的交通而让人望之兴叹。以前,从东岸的香港到西岸的珠海或澳门,走陆路得绕一个大弯,开车起码要3个小时;乘高速客轮渡海,也要1个小时。而港珠澳大桥建成后,往来两岸车程只要30分钟,时空距离大大缩短,三地紧紧连成一体。

然而,你可知道,为了这30分钟,建设者们付出了多少时间?13年!

港珠澳大桥有一个响亮的“绰号”——桥梁界的珠穆朗玛峰。这首先是因为它质量要求高:世界上其他海湾大桥的设计使用寿命一般为100年,而港珠澳大桥却要求达到120年;并且要能抗16级台风、8级地震、30万吨巨轮撞击。再有是因为工程规模大、施工情况复杂,修建难度极高。

比如大桥所在的珠江口,是全球航运最繁忙的海域之一,每天有5000多艘次船舶穿梭往来。大桥要横越航道,又不能阻碍船只通行,怎么办呢?最后方案采用了桥梁-人工岛-海底隧道相结合的设计:约6.7千米长的海底隧道,从下方横穿过万吨以上级巨轮的航道,这是世界上最长的沉管海底隧道;隧道两头各有一个人工岛,面积约1平方千米,与海中桥梁相接;其中通往珠海、澳门的桥梁主体长约22.9千米,又设有青州航道桥、江海直达船航道桥和九洲航道桥等3座大型通航孔桥,供万吨以下的轮船通行。这一方案属世界首创,有力地保障了海运的通畅。

还有,大桥要穿过“海上大熊猫”——中华白海豚的保护区,如何少占白海豚的生存空间也是个大问题。为此,我们的工程师“把石头凿了几层楼深”,首创了将桥梁承台深埋在海床底下的施工法。

海底隧道是整个工程中最困难、最复杂的部分。它由33根巨型沉管连接而成,每根标准沉管长180米,重7.4万吨,比“辽宁号”航空母舰满载的排水量还大!这些“巨无霸”在13~44米深的海中成功对接,误差小于2厘米,创造了“海底穿针”的奇迹!

由于隧道地基是一种厚软土,沉管压在上面难免会下陷沉降,若沉降幅度太大,沉管之间的接头错位,隧道漏水就不可避免。为了保证“滴水不漏”,工程师们在海底创造性地铺设了一条宽42米、厚30厘米的“石褥子”,使软土层变硬,将沉管沉降的平均值控制在5厘米左右,大大小于30厘米的国外同类标准。

顺利安装了14根沉管后,第15根沉管的安装遇到了前所未有的情况:两次安装,两次都发现地基上有影响对接精度的泥沙淤积!第一次,多位知名泥沙专家通过卫星遥感测量、多波束扫描和水体含沙量测定仪等进行“会诊”,发现问题出在上游的采砂船,于是工程指挥部暂时叫停了采砂作业。但在“打扫”地基、清理淤泥时,有些泥沙残留在两旁的斜坡上,一受外力扰动就“塌方”,又把地基覆盖住。这属于不可抗的自然力影响,没法叫停,怎么办?在指挥部的要求下,一双“神眼”——回淤预警预测系统诞生了。它能紧紧“盯住”海底泥沙的变化,预测地基上是否有淤积发生。但创新仍未止步,光有预警还不够,还需要清扫泥沙的“扫帚”。于是,仅仅4个月后,一套高精度的清淤设备又被发明出来。这把“神奇扫帚”既能将地基上的泥沙清理干净,又不会让“石褥子”上的任何一颗石子移位,厉害吧?endprint

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