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港珠澳大桥岛隧总设计师七年做了1万多页设

2019-03-10 23:51:55

本文转自公众号:易学院(ID:we_know_media),采访:史文慧 文字:王茸。

一般的跨海大桥只是桥梁,港珠澳大桥却是“桥—岛—隧”合一的结构,为了建成这项高难度的超级跨海工程,刘晓东和设计团队反复打磨设计方案,七年的时间里画了140多稿,累计达1万多页。

2010年对刘晓东来说是特别的一年。这一年,港珠澳大桥开工,而他也面临着职业生涯的重大转换时刻——从熟悉的桥梁设计转向陌生的岛隧设计。

无论是在水豆腐一样的淤泥上建人工岛,还是在海下三四十米处修隧道,都绝非易事。作为港珠澳大桥岛隧工程的总设计师,刘晓东需要向超大规模沉管隧道这一难题发起挑战。他坦言,自己一开始也犹豫过,但终还是接下了这个挑战,和团队一起在七年时间里反复打磨了140多稿、1万多页的设计方案。

“桥—岛—隧”一体难度颇大,为何非要这样建?

在采访中,刘晓东反复提到一个字:难。

一般的跨海大桥只是桥梁,港珠澳大桥为什么偏偏要用“桥—岛—隧”合一的复杂结构?

据了解,港珠澳大桥沿线经过几条重要航道,若要不影响通航,桥的跨度就需要非常大,而为了满足这种跨度,桥面就势必要有大型建筑物。但与此同时,这里又有香港机场的航线,航线上要求不能有高大建筑。于是,为了同时保障船只通航和飞机安全,“桥—岛—隧”就成了方案。

但“”并不代表“简”。在这个方案中,有挑战性的部分当属沉管隧道。这条隧道长达6.7千米,由33个巨型沉管和一个终接头组成,每节沉管都和一艘航母体量相当。

刘晓东介绍说,沉管隧道的难度和风险主要体现在两个方面,一是海洋环境,二是修建长度。

港珠澳大桥岛隧总设计师七年做了1万多页设

首先,在海里的隧道和在江河里的隧道不同,因为海的不确定性更大。比如,这里的波浪、洋流、台风等自然环境因素比江河环境复杂得多,海水对防腐的要求也更高。

其次,6.7公里刷新了世界沉管隧道的长纪录。“一分长一分险,别说一公里两公里,就连每多一米风险都不一样。”刘晓东一边描述一边用手势比划,“海底隧道就像一根线,只要这根线有一点点漏洞,海水就会涌进去。有一点点结构不对,全线就会崩溃。”

33节8万吨沉管海底对接,港珠澳大桥是如何做到的?

这样一项复杂的工程前前后后总共设计了多少版方案?刘晓东回忆说,大概有140多稿,加起来有1万多页,而且图纸的修改贯穿整个施工过程。

“在规划期间我们往往是根据以前的间接经验去做,但在工程实施以后,就像打仗一样,你不能有任何闪失。所以我们的每一个构想,每一个画在纸上的蓝图都要试验先行,验证可行以后才能实施。”

当问到哪个施工环节比较难的时候,刘晓东思考了几秒说,“其实每个细节都蛮难的,真的”。

单拿防止隧道漏水这个问题来说,团队就费尽了心思。要让隧道不漏水,就必须要保证混凝土结构不出现裂缝、接头不漏水,还要把地基的不均匀沉降控制在一定范围内。如何做到这三点?刘晓东说,个层面是靠技术创新,第二个层面就是靠中国人的精神、管理的精细度,让大家一条心做下去,抓好细节。

比起沉管的制作,安装环节不仅是难,更是危险。

“每个沉管是8万吨、180米,相当于一艘航空母舰。但这个航空母舰是没动力的,你要把这个8万吨的东西拖运7公里,准确地放入海里40米。只要一个环节有问题就可能带来不顺利。”

令刘晓东至今印象深刻的,有这样几个故事:

在安装个管节时,按照正常时间应该是30个小时内完成,但实际上所有人在海上花了五天四夜才安装成功。“海里你看不见摸不着,所以会出现一些之前不知道的问题,也没有太多经验,解决问题我们花了96个小时。”受海上天气影响,还有一个管节是团队抓住了两个台风之间的间隙安装的。

安装过程中出现偏差也是常有的事情,而出现问题就要去测量、研究和解决。“E9管节正常一个月一节,我们一直花了4个月,装了三次。第二次遇到了海上的一个波,在船上晃得人面色发青,要翻船的感觉。”

讲完这些故事,他又补充了一句,“这些故事,每个都不容易,真的不容易” 。

港珠澳大桥就像一道高考题,我们是小学生去高考

刘晓东曾在公开演讲中提到,“当时我们国家在相关领域的技术水平还相当于是一个小学生,而港珠澳大桥就是一道高考题,小学生去高考,想过关太难了”。

那么,为什么他们敢去做这样一个项目?

刘晓东表示,这个项目并不只是对自己来说难,而是对所有做沉管隧道的人来说都是新问题。不仅中国人没在海里做过,而且隧道那么长,这样的挑战和难度对任何人来说都是一样。过往经验在此时此刻没有太多作用。

此外,他还反复强调,工程进展顺利和每一个团队成员是密不可分的。“我们的团队特别好,互相提醒、互相讨论。我们的机制不是一个人在战斗,而是一群人在战斗,而且战斗的这群人是我们很重视的,投入的都是精兵强将。”

现在,港珠澳大桥已从图纸变成现实,刘晓东说,他的感受只能用特别高兴来形容了。“从十几年之前的构想到规划画图,再到把它建成,建设过程中有很多困难。但因为它通车了,建它时所有的苦和累就值了。”

本文转自公众号:易学院(ID:we_know_media),采访:史文慧 文字:王茸。

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