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如何將造島時(shí)間從3年縮到200多天?鋼圓筒成島技術(shù)了解一下

 溫柔開心手 2019-03-21

  出品 | 網(wǎng)易新聞

  (以下為網(wǎng)易新聞《了不起的中國制造》欄目采訪港珠澳大橋建設(shè)者高紀(jì)兵視頻及實(shí)錄,高紀(jì)兵,港珠澳大橋島隧項(xiàng)目總經(jīng)理部 副總工程師兼總工辦主任)

  

  問:港珠澳沉管隧道為什么要選擇深埋方式?相比淺埋面臨哪些挑戰(zhàn)?

  答:

  由于有了這個(gè)航道30萬噸的遠(yuǎn)期規(guī)劃,航道自身從海底挖出來的,挖得比較深,我們這個(gè)隧道又不能影響通航,鉆到航道底下,所以導(dǎo)致隧道上面要挖得很深,才能避免對航道的影響,由于航道的影響就產(chǎn)生了深埋的問題。一般以前大部分類似的沉管隧道很多都是沒有太高通航要求,所以可以貼著海床面或河床面來做,而且這個(gè)沉管隧道設(shè)計(jì)之初主要就是淺埋隧道,因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)對于上面的荷載承壓能力相對比較弱,我們深埋的沉管隧道跟傳統(tǒng)意義上的淺埋沉管隧道唯一不同就是上面的荷載特別大,實(shí)際上這個(gè)問題也導(dǎo)致我們后來對整個(gè)沉管結(jié)構(gòu)做了大的創(chuàng)新,原來在世界沉管發(fā)展的歷史上,它的結(jié)構(gòu)只有兩種形式:鋼性和柔性。為了適應(yīng)深埋的條件和環(huán)境條件,我們又創(chuàng)新了半鋼性沉管結(jié)構(gòu),主要是因?yàn)樯厦娴暮奢d,造成了深埋與淺埋不一樣,因?yàn)槁竦迷缴睿厦娴暮奢d就越大,港珠澳深埋沉管隧道也是一般沉管隧道荷載的將近30倍左右,翻了幾十倍的荷載條件。

  問:港珠澳大橋深埋要承受40米水壓嗎?

  答:

  由于槽深,上面還有海水的深度,實(shí)際上最大的安裝水深將近45米左右,在這種情況下水壓倒還不是主要的,主要是上面的回淤荷載,把槽挖出來最大的埋深將近30米,相當(dāng)于從海床面還要往下再挖30米,但珠江口本來是一個(gè)微淤的環(huán)境,慢慢會回淤的,而且我們這個(gè)隧道橫臥在珠江口,所有從海水、江水帶下來的泥都會沉淀在這個(gè)地方,我們挖的將近30米的槽會慢慢淤進(jìn)來,除了水的壓力以外,將近30米淤泥荷載也全部會在我們的管子上面,靠我們的結(jié)構(gòu)來承擔(dān),所以這就是我們跟別的不太一樣的地方。

  問:港珠澳大橋如何做到100%滴水不漏?

  答:

  實(shí)際上現(xiàn)在只能說是在建設(shè)階段,包括到目前為止它是不漏水的。因?yàn)椤安宦┧庇泻芏嘞拗茥l件,我們在施工階段做到不漏水,一個(gè)是從結(jié)構(gòu)上保證,因?yàn)榘脘撔宰陨斫Y(jié)構(gòu)保證了,第二就是施工上的控制,從混凝土,預(yù)制廠的,我首先要保證混凝土不開裂,到現(xiàn)場接頭止水袋的施工,以精細(xì)化施工保證它不漏水。因?yàn)槲覀兪?013年5月份安裝第一節(jié)管節(jié)

  到現(xiàn)在已經(jīng)將近有五年多時(shí)間了,通過我們的監(jiān)測,各個(gè)方面的巡查,我們施工期沒發(fā)現(xiàn)隧道有滲漏水的情況。但隨著時(shí)間的延長……因?yàn)橐彩歉怕时WC,你問120年能不能不漏水,我現(xiàn)在也不敢說這個(gè)話,后期還要靠運(yùn)營維護(hù)和養(yǎng)護(hù)來保證方方面面的(安全),還有監(jiān)測,我們會長期做健康監(jiān)測的,保證隧道的運(yùn)營安全。建設(shè)期我能把它做到不漏水,但后期也要靠運(yùn)營單位的精心維護(hù),這樣就可以保證它整個(gè)使用安全。

  問:人工島上所用的“鋼圓筒快速成島”技術(shù)和傳統(tǒng)填島方式相比有什么優(yōu)勢?

  答:

  通常常規(guī)的筑島方法是拋石頭,把這個(gè)地方圍起來,然后再做防水,我們叫“拋石斜坡堤”,這是一種水工上的傳統(tǒng)做法。后來我們用了深插鋼圓筒,實(shí)際上我們給它的定義叫“快速成島”,實(shí)際上也是由于珠江口特殊的環(huán)境條件造成的。

  剛才說了,這個(gè)隧道國家立項(xiàng)以后,實(shí)際上當(dāng)時(shí)對整個(gè)港珠澳大橋建設(shè)工期要求很高,但人工島又是隧道的起點(diǎn),我首先要把人工島成島,然后才可能去做隧道,因?yàn)榈谝还?jié)對接隧道,這要求人工島施工周期很短,很快就要把島建成。

  而且珠江口有一個(gè)特點(diǎn),雖然還不完全到外海,它是珠江口,但它已經(jīng)有外海條件了,臺風(fēng)影響、季風(fēng)影響,海洋環(huán)境條件是很惡劣的,還有航道的影響,我們這個(gè)航道每天有3000到4000艘船舶,如果用拋石的方法就會用大量的船往這兒運(yùn)石頭,往海里拋,如果遇到一些惡劣天氣,可能會把石頭沖走。原來我們估計(jì)如果用傳統(tǒng)方法,至少要三年左右的時(shí)間。

  另外還帶來一個(gè)問題,我們這個(gè)島,特別是東島,是中華白海豚的核心保護(hù)區(qū),西島也在保護(hù)區(qū)里,拋石之前還要挖泥,把這個(gè)地方原來的淤泥挖掉,這種大開挖量加上大拋填會對海洋環(huán)境造成很大的影響,這就導(dǎo)致我們(考慮)有沒有新的方法既快又不影響環(huán)境,所以最后提出了現(xiàn)在這個(gè)方案:鋼圓筒。

  原地面幾乎不用開挖,直接把鋼圓筒打下去,形成不透水層,通過這種鋼圓筒的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成島內(nèi)不透水的環(huán)境,跟外面隔絕了水,我再對里面的地基進(jìn)行加工,這樣就不用大開挖,幾乎只要把表面的一點(diǎn)浮泥清除掉以后就可以。很少的一點(diǎn)開挖量,這樣對環(huán)境也沒有影響。

  第二,速度快。常規(guī)方法預(yù)計(jì)要三年時(shí)間,基本上我們只用了兩百多天,兩個(gè)人工島就全部做完,因?yàn)槲覀兊匿搱A筒有22米的直徑,為什么深插?一是為了穩(wěn)定性。二是為了抗外面的惡劣條件。做完以后,因?yàn)闀r(shí)間很快,我就可以趕在惡劣天氣來臨之前先做完,形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),這樣就不怕了,可以抵抗惡劣的環(huán)境條件。我覺得這是我們現(xiàn)在采用方案和傳統(tǒng)方案(的不同),一是工期節(jié)約;二是環(huán)保有了更高保證;三是安全。因?yàn)樯畈邃搱A筒,避免了海上拋填導(dǎo)致海上運(yùn)輸船舶特別多,影響通航安全。

  這三點(diǎn)是我們現(xiàn)在的方案相比傳統(tǒng)方案的大的優(yōu)勢。

  問:港珠澳大橋?qū)Π缀k嘤惺裁从绊懀?/strong>

  答:

  我可以提供兩個(gè)我了解到的信息,一是在我們整個(gè)施工期,實(shí)際上是我們國家第一次在國家一級保護(hù)動(dòng)物的核心區(qū)建工程,當(dāng)時(shí)從國家層面、各方面都是很關(guān)鍵的,所以我們整個(gè)施工期做了監(jiān)測,專門請了白海豚保護(hù)區(qū)做監(jiān)測。

  實(shí)際上到我們海上工程基本結(jié)束的時(shí)候我們聽到一個(gè)數(shù)據(jù),原來白海豚的數(shù)量比我們?nèi)ナ┕ぶ胺艘槐?。?shù)量增加了一倍。第二,我們林總有一次去香港,他說本來在香港有個(gè)區(qū)域經(jīng)??梢钥吹桨缀k?。

  現(xiàn)在夏天,如果天氣特別好,現(xiàn)在一般不能坐船出去了,我們一般沿著這條路,從我們營地到現(xiàn)場,能看到很多白海豚,經(jīng)常看到白海豚,而且有時(shí)候是一群群的,說明這個(gè)地方的環(huán)境好,白海豚比原來更多了,所以我們整個(gè)工程應(yīng)該說是對白海豚的棲息和保護(hù)沒有產(chǎn)生任何影響。

  問:在工程建設(shè)中,什么時(shí)候覺得壓力大?什么時(shí)候覺得很有成就感?

  答:

  壓力最大的實(shí)際上從某種角度說……真的是沉管安裝,那個(gè)階段。整個(gè)沉管安裝是從2013年5月份,到去年最終接頭安裝完,整整四年多時(shí)間,這四年大家處于特別高壓的狀態(tài),因?yàn)槟莻€(gè)沉管安裝是不可裂的,而且是單向的。剛才說不漏水,為什么?任何一個(gè)疏忽(都會引起整個(gè)工程失敗)。一般我們工程做到99%或98%就已經(jīng)很難了,但我們對于沉管的這個(gè)就必須做到100%,任何一個(gè)細(xì)節(jié)的疏忽都有可能導(dǎo)致沉管失敗,或是產(chǎn)生漏水,所以在那段時(shí)間,整個(gè)安裝基本處于高壓狀態(tài),每個(gè)月我們有時(shí)候安裝一節(jié)、有時(shí)候安裝兩節(jié),每個(gè)月基本都是圍繞著沉管安裝。

  如果說壓力,在安裝過程中壓力最大的就是一次管節(jié)安裝的時(shí)候,它實(shí)際上是由于深埋的原因?qū)е铝税惭b在深槽里,所以水流有些……用通俗的話說比較詭異,由于潮影響了水流的變化,導(dǎo)致安裝當(dāng)時(shí)出現(xiàn)一些偏差,那個(gè)階段壓力比較大,因?yàn)檎麄€(gè)沉管安裝的技術(shù)是我們自主研發(fā)的,可能你們也聽到了一些報(bào)道,原來我們也想找一些國外的公司合作,后來由于一些原因沒談攏,最后自己做,做到一時(shí)時(shí)出現(xiàn)問題,實(shí)際上外面的質(zhì)疑聲也很大,包括老外,說你們中國人能不能把這個(gè)再做下去。所以我們覺得這個(gè)時(shí)候壓力最大,除了處理問題,還要承受很多外界的壓力,應(yīng)該這是我印象最深、壓力最大的階段,大概有半年多的時(shí)間天天焦頭爛額,是這種狀態(tài)。

  如果說最有成就感的,我覺得就是把最終接頭,最后一個(gè)接頭合攏的時(shí)候。原來跟國外公司,跟一些咨詢的打交道,他們是就事論事,不跟你談感情的,這個(gè)事情他覺得不行那就是不行,所以經(jīng)常討價(jià),經(jīng)常爭論,但我們最后做完了,所有原來的合作都豎起了大拇指,他們說“你們用一天的時(shí)間完成了別人六到八個(gè)月的工作量,而且還做到完美無缺”,最后我們還做了一次精調(diào),第一次安裝過程中出現(xiàn)偏差,我們又把它脫開重新做了一次,老外就覺得不可思議。我們很多合作方對我們有很多評價(jià),對我們沉管隧道這個(gè)工程的很多評價(jià)不是我們自己給自己的,很多都是國外給我們的,一個(gè)是合作方、一個(gè)是咨詢方,他們給的評價(jià)。說什么“最難的隧道之一”,實(shí)際上很多(評價(jià))都不是我們自己說的,而是合作方,荷蘭TEC公司的總裁最后在我們整個(gè)隧道合攏時(shí)他講了一段話,我覺得這是最為自豪的。

  本身我們國家做沉管隧道是一個(gè)技術(shù)相對落后的國家,基本沒做過,也是第一次做跨海的,原來國外的公司都認(rèn)為我們會求著他們,要靠他們的技術(shù),最后我們把它做完了。最后老外說,你們這個(gè)隧道做完了,你們中國沉管隧道的水平已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。雖然他沒有說你是最好的國家,但說你已經(jīng)跨入了那個(gè)行列,最先進(jìn)的國家。以前做沉管隧道最厲害的幾個(gè)國家,一個(gè)是日本,一個(gè)就是荷蘭,最后他們認(rèn)可了。包括我們?nèi)毡镜暮献鞣揭步o我們發(fā)來了賀電,也是這樣說,他們說,中國的沉管隧道技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

  我覺得這是這個(gè)工程干完以后最值得自豪和驕傲的事情。

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