蘇權科
編者按:10月23日,港珠澳大橋開通儀式在廣東珠海舉行。習近平出席儀式并宣布大橋正式開通。這座大橋跨越伶仃洋,東接香港,西接廣東珠海和澳門,總長約55公里,是粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程,從設計到建設,前后歷時14年,凝結(jié)了中國人無數(shù)的辛勞與智慧。
從上世紀八十年代初,提出要在伶仃洋上建一個跨海通道的設想,到現(xiàn)在已經(jīng)過去了三十五年。
為什么要建這樣一座橋呢?一方面是連通珠江東西岸,使這一地區(qū)的產(chǎn)業(yè)能夠互補。另一方面,也給香港找一個往珠江西岸包括往粵西地區(qū)輻射的腹地。
在建這座橋的時候,我們調(diào)研了美國西海岸的一個灣區(qū)——就是靠近舊金山的灣區(qū),斯坦福、硅谷都在那里。這個灣區(qū)的寬度、長度跟伶仃洋很相像,也都是六七十公里。
但是美國西海岸灣區(qū)在上個世紀的六七十年代,就已經(jīng)架設了五座橋。而我們的伶仃洋上,從虎門口以下一座橋都沒有,但這又是中國經(jīng)濟發(fā)展很重要的地方。建設這么一座橋,是非常有必要的。
建這么一座橋同樣也是很難的,從虎門口到珠江出??诘牧尕暄螅辛喙?。以前在這一區(qū)域沒有任何建筑,這意味著我們不清楚這里的地質(zhì)情況、水文情況以及自然災害情況等等。而且它連接的是香港、澳門和廣東,三地的政治制度、管理體制,包括技術標準,甚至使用的貨幣都不一樣。
作為世界上最長的跨海大橋,港珠澳大橋的前期論證工作需要證明三點。第一,技術上是否可行;第二,對環(huán)境有沒有顛覆性的影響;第三,是否能取得較高的經(jīng)濟效益。
為此,我們做了前期七年的論證,在香港、珠海、澳門三地范圍內(nèi),我們選了十三個人,此外還有香港、澳門兩位兼職的,共同建立一個團隊,叫前期工作協(xié)調(diào)小組辦公室,來做前期論證。論證內(nèi)容包括設計方案怎么定,三地有什么需求,建立一個什么標準,對周圍建設環(huán)境的限制和影響等等。
論證遇到了第一個問題就是選址,大橋線路到底應該怎么規(guī)劃。三地考慮各不相同。
香港考慮到路網(wǎng)連接以及以后物流發(fā)展的需求,就選定了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,希望大橋能夠連到橫琴島。但是橫琴島在澳門西邊。眾所周知,澳門的地方很小,不到四十平方公里,就是一個澳門半島,加兩個氹仔島和路環(huán)島。
當時澳門方面很糾結(jié),一方面,如果在澳門上空建高架橋,則會把澳門一分為二,這影響到了澳門之后的建設與發(fā)展。另一方面,從地面上連接根本不可能。而從它的地下鉆過去,甚至從澳門半島和氹仔島之間的水域底下穿過去連到橫琴,同樣并不可行,考慮到今后要修地鐵,這一方案也被否決了。
為此,我們沿著澳門的海岸線,從頭至尾都跑了一遍以后,無意中發(fā)現(xiàn)澳門口岸和拱北口岸之間的一塊地方,有將近七十多米寬適合建橋。當時,我們提出大橋可以從這里的地底下穿過,然后再連到澳門的陸上。這樣的話就不會影響澳門的建設與發(fā)展了。同時,這一方案還可以通過橫琴大橋連接到橫琴。經(jīng)過專家論證以后,港、珠、澳三方都接受了這一方案。最終,路線問題就確定了下來。
剛確定了路線之后,又遇到了一個新問題。這一路線要穿過中華白海豚保護區(qū)。其實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。為此,我們需要論證在這里建橋,或者建工程的話,對白海豚有什么影響。建完了以后,白海豚還能不能活蹦亂跳,能否保持它的數(shù)量。
為此,我們的研究人員三百多次出海跟蹤,拍了三十萬張照片,將這一區(qū)域的近一千兩百頭白海豚,都進行了標識,把白海豚的習性全部摸清。比如前面有船,它的眼睛基本上是看不見的,它靠發(fā)出的聲納到對面,反射回來以后,來判斷它前面有沒有障礙物。施工中如果有嚴重的震動,會讓白海豚聲納受損,從而失去方向,甚至會撞死?;谶@種情況,我們就研制了一套措施,第一要先觀察,第二驅(qū)趕。我們針對性地制定它比較討厭的聲音,叫它要離開,而觀測五百米之內(nèi)沒有白海豚了,我們才在這個地方開始施工,并訂了嚴格的技術保證規(guī)程,才把這個白海豚保護問題解決了。
所以到今天為止,沒有因為我們在這里施工,而傷害一個白海豚。白海豚的數(shù)量,不僅沒有減少,而且不斷在增加。
前兩個重大的問題解決了,還有最關鍵的問題就是建設方案如何確定。由于大橋位于伶仃洋的主航道上,剛好在香港機場的起落線下面,所以建大跨徑橋梁的話,影響了飛機的起落。
同時,這個航道是個黃金水道,每天有四千多艘船要過,所以大跨徑橋梁建不成,但如果建小的,就不能滿足通航要求,最后我們決定建隧道。
但新的問題又出現(xiàn)了。我們決定采用建設沉管隧道的方式來施工。通常建沉管隧道,需要貼著海床面挖個槽,把它放下去埋住就可以了,這樣的話受力會非常好,因為它本身有浮力,對地基要求也不高,結(jié)構(gòu)上也很合理。
我們要通航三十萬噸的油輪,它要求富余水深要有三十米的空間,挖槽要挖到五十米,這個地方叫深埋沉管。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。
這樣的沉管在國際上已經(jīng)接近了技術禁區(qū)。有些技術我們是沒有的,(其中)有些國際上也是沒有的;還有一些技術國外有,但是對我們封鎖。在水下把沉管放下去以后,對接可以自動調(diào)整,這個設備叫EPS(遙控水下調(diào)節(jié)架)。第一次研究出來,經(jīng)過評審要去制造的時候,國外某個公司他看到了,就馬上指控你侵權。
早在半年前,這一公司在中國申請了這一技術的保護,我們引進需要很高的技術轉(zhuǎn)讓費,或者是讓這一公司參與大橋的建設。但無論怎么樣,這一價格都是我們無法承受的。這也逼迫我們自己來研發(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號,我們第一個沉管預制好以后,拖到海上。發(fā)現(xiàn)安裝相當困難,前后對接兩次都失敗了。
九十多個小時過去了,眼看氣象窗口期就要過去了,我們的人員也連續(xù)干了九十個小時,還要不要堅持再做?我們不能留下遺憾,所以我們還是再做一次。最后經(jīng)過九十六個小時,終于達到了要求,把我們的沉管順利地安放好了。
在珠江口建一座橋,海上惡劣的天氣,使我們每年能施工的天氣,也就不足一半了,就迫使我們想應該怎么辦。我們是不是能夠用大型設備,把它集中預制好了以后,直接在海上去安下來,就形成了一個“搭積木式”的方法。
這樣的工程我們就叫大型化、工廠化、標準化、裝配化,四化建設。為此,我們開發(fā)自動化生產(chǎn)線,用機器人焊接,自動化控制,然后在工廠里邊,來精密地制造鋼箱梁,形成了世界上最好的鋼箱梁自動化生產(chǎn)線。
2015年的時候,從丹麥到德國有一條海峽通道,叫費馬恩海峽。費馬恩海峽給公眾公示的時候,就提及了我的這個方案,如果十八公里要采用橋梁結(jié)構(gòu)的話呢,就要用鋼結(jié)構(gòu),這么大的鋼結(jié)構(gòu)呢,只有中國能夠生產(chǎn),只有在中國。
港珠澳大橋,有個一百二十年的設計使用壽命。
我們?nèi)A南地區(qū)有一個研究單位,其實從上世紀九十年代,就開始做耐久性研究。而且在1987年的時候,就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,有二十幾年的數(shù)據(jù),建立了我們自己的耐久性設計方程,我們叫港珠澳模型,然后跟我們的前二十年的數(shù)據(jù)來比對、來修正。這樣我們就有了一百二十年的混凝土結(jié)構(gòu),耐久性問題,起碼在華南地區(qū)這個情況下,是解決了。
經(jīng)過十四年的努力,我們的團隊形成了一個港珠澳大橋?qū)S眉夹g標準體系,希望把這個標準進一步完善,使以后的跨海工程,形成中國橋隧工程的一個新標準。
粵港澳大灣區(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,使我們中國的橋梁,以及中國的標準,也能夠走向世界。