先行军丨苏权科:港珠澳大桥挑战“技术禁区”,填补了国际空白

2019年06月15日 10:48:12
来源:凤凰国际智库

继海外顶级名校中国论坛季后,2019年凤凰网国际智库“与世界对话”系列论坛再启航。6月1日,2019耶鲁中美论坛于北京会议中心隆重举行,凤凰网作为独家媒体合作伙伴对论坛进行精彩报道。港珠澳大桥管理局总工程师苏权科出席论坛并进行主旨发言。

苏权科认为,港珠澳大桥的建成提升了行业水平,不仅填补了国内空白,还有国际空白。“挑战技术禁区,就是把很多不可能变为可能。”为追求建设长寿命、高品质的大桥,苏权科带领团队立足自主创新、可持续发展等理念,克服重重阻力,让跨海集群工程建设技术走在世界前列。

以下为苏权科现场发言内容精编:

苏权科,港珠澳大桥管理局总工程师

港珠澳大桥位于南中国海的珠江出海口。珠江有八大口门,其中四大口门汇集到伶仃洋,包括虎门。从虎门大桥以下70至80公里长的范围内,横向是30-50公里宽的地方,共约640平方公里就是伶仃洋。我们看到珠江的东西岸,东岸我们看到的是大屿山,这边是香港,深圳在哪里呢?从这里上去是深圳湾,深圳湾再上去才是深圳。   

于此地修桥,从香港的大屿山国际机场出来,连到珠海、又要连到澳门,只能在珠海和澳门外面一公里的海面上填岛。这个岛北边就做珠海口岸,南边就做澳门口岸,到澳门半岛原来有一公里,前几年又批准了一个绿色的填海工程,这样它只剩下200米。澳门的连接线只有200米,珠海的连接线有13公里连到高速公路骨架上。由于刚出海时上不了岸,珠海这边没有办法上岸,都是城市。如果接到城市道路里面,比如说九州大道,就会将九州大道拥堵,所以线路选择非常困难。

香港给了一个登陆点在大屿山国际机场旁边。其中预留的10号码头还有物流区全部在此地,所以从这个地方登陆对香港的路网规划、物流集散、和城市发展都最为有利。但珠海这边仍比较困难。广东省希望桥梁连到珠海时,也连到横琴岛去,它在澳门岛的后面,必须要穿过澳门岛。但这很难实现,从空中穿,从地下穿,都不行。所以最后从两个口岸之间穿过去,穿过去就形成了第三条隧道,叫拱北隧道。

港珠澳大桥一共有四条隧道,一个是香港机场旁边的观景山隧道,伶仃洋航道海底隧道,拱北口岸下的地下隧道,还有叫加林山隧道,四条隧道,三道斜拉桥。航道有3个1万吨以下的,30万吨有两个航道。另外还有海洋钻井平台等海洋装备要过去。

关于海洋装备,最早决定把海洋钻海平台脚架放倒约有130米高,香港国际机场限高126米,故没办法修大跨境的桥梁,于是不得不修隧道。修隧道必须做桥梁和人工岛的转化,两个人工岛周围是没有山、没有掩护,覆盖层是70或80米深,没有办法生根。

一边连接桥,一边连着隧道,人工岛发生横移、沉降,可能就把桥梁拉断了,或者把隧道拉漏水了。所以,这两个人工岛的要求很高。外加地质条件又很差,在海上修岛用传统的办法即用石头抛填防浪堤的做法,一是慢,第二个遇到台风可能被风打垮,或再往上面加一些东西就会沉降。

所以,我们采取了创新的快速成岛技术,我们还提出了120年的使用寿命。这些集中到一起,还有一个问题,就是伶仃洋是珠江口,水动力很弱,涨潮落潮潮差只有1米。如果不能把上游积攒到伶仃洋泥沙带走的话,就会把洋淤积。

隧道工程。隧道预制场在桂山岛,离香港只有4.5公里。倒不是在海底挖出来,而是在海底挖一个槽,在工厂里把这个隧道做好,长180米,高11米,壁厚1.5米,宽38米。海上拖运有8万吨重,8个拖轮拖着走,外面还有13个海事警戒船,相当于一个舰队。

在侧面看这是一个“W”型的隧道,所以挖槽要挖到负48米。当时世界上最好的挖泥船是比利时的,也只能挖负36米,没有船挖槽能够挖负48米以下。为了克服隧道沉降,采取了好多水下地基处理的办法,也研发了一些装备。隧道接头的连接方法是:把一个原本是尖的橡胶块压成椭圆形,从37压到22公分,就是说压了15公分。核心产品就是这个东西。下面还有第二道防水,这是Ω热水带。这些产品以前中国都不生产。

关于自动化生产线,鉴于港珠澳大桥的严格要求,我们把原来土木工程生产变成了工业化的生产,所有的构件都在工厂内制造,然后再用大型装备在海上安装。架在桥上叫桥,埋到海下叫隧道。最大的浮吊是12000吨。对比世界上丹麦、韩国几个工程,显示出这么多的特点、难点。我们遇到的建设条件,技术难度和工程要求都极高。我们跨了几个台阶:

第一是提升行业进步,填补了国内空白,还有国际空白。挑战技术禁区,就是把很多不可能变为可能。

第二是建成了追求长寿命、高品质的大桥,注重环保还有景观文化理念的提高。

第三个立足自主创新可持续发展的理念。

我们有63本技术标准,包括深埋沉管隧道设计施工技术、海外人工岛设计施工技术、海上装配化桥梁建设技术、全生命周期的耐久性设计施工技术等。

我们主要的创新成果,包括沉管隧道的基础、结构、抗震技术等均为世界领先。利用高铁上面的橡胶技术,我们开发了沉管隧道止水装备。关于火灾,我们做了150米长的足尺隧道火灾实验平台,取得了第一手设备。后期我们要在智能化快速检测、快速维养、应急管理等方面,依托人工智能、大数据等新技术管好用好大桥。

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