这是2016年6月29日航拍的港珠澳大桥主体桥梁合龙现场。

港珠澳大桥主体工程已经完成交工验收。历经十余年的研究论证与施工建设,世界最长跨海大桥通车在即。

记者从港珠澳大桥管理局获悉,港珠澳大桥主体工程包括22.9公里的桥梁、6.7公里的海底隧道,以及东西两个桥隧转换人工岛,是港珠澳大桥建设的重点和难点。

港珠澳大桥集桥、岛、隧为一体,建设规模庞大,施工环境复杂。其成功建设是桥梁工程的奇迹,更是科技创新的壮举。

深埋沉管隧道突破国际“技术禁区”

港珠澳大桥岛隧工程建设前,海底沉管隧道关键技术一直掌握在少数发达国家手中,而在水下近50米建设深埋沉管隧道,沉管顶部荷载超过传统沉管的5倍,在国际上也被视为“技术禁区”。

对此,港珠澳大桥岛隧工程创新性提出“半刚性”沉管新结构,与国外专家提出的“深埋浅做”方案相比,节约预制工期一年半,节约投资超过十亿元,并且做到了沉管接头不漏水。

单节标准隧道沉管管节近8万吨,在海底环境对接安放,难度堪比航天器交会对接。港珠澳大桥岛隧工程通过科研攻关,掌握了具有自主知识产权的外海沉管安装成套技术,成功实现隧道沉管精准安装的同时,创造了一年安装十节沉管的“中国速度”。

最终接头安装精度达毫米级

最终接头的安装关乎沉管隧道的最终贯通,历来是海底沉管隧道建设的技术难题。

港珠澳大桥沉管隧道最终接头位于第29管节和第30管节之间,宽度12米,安装水深近30米。最终接头区域海流条件复杂、回淤量大、工期要求高(1个月),传统工法无法满足要求。

岛隧工程通过自主创新,首次采用钢壳混凝土(三明治)结构,通过工厂化制造,使用最大吊重达12000吨、全回旋最大吊重达7000吨的“振华30”号起重船在海上安装,就位后通过主动顶推止水,实现安全、快速、高精度隧道贯通,多项技术创下世界第一。

据介绍,港珠澳沉管隧道最终接头对接精度达毫米级,创下沉管隧道最终接头安装精度之最。

快速成岛技术创造外海筑岛“中国速度”

港珠澳大桥的两个桥隧转换人工岛,每个面积达10万平方米,并且远离海岸,软土层厚30-50米,施工环境复杂。

如果使用传统围堤筑岛工艺,两个人工岛需3年时间才可成岛,且将对海域环境造成严重影响,对海域内国家一级保护动物中华白海豚产生危害。

通过一系列开创性技术创新,港珠澳大桥岛隧工程首创外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术,创造了221天完成两岛筑岛的世界工程纪录,缩短工期超过2年,并实现了绿色施工。

120年使用寿命突破国内“惯例”

港珠澳大桥打破了国内通常的“百年惯例”,制定了120年使用寿命的设计标准。然而,大桥地处高温、高湿、多盐的海洋环境,确保120年使用寿命殊非易事。

科研人员依靠1986年以来湛江地区海洋工程暴露试验站累积形成的水工结构防腐蚀试验数据,攻克了大量技术难题,结合伶仃洋实际,创造性地提出了“港珠澳耐久性模型”等一整套具有中国特色、世界水平的海洋工程防腐技术措施。

为保障工程的“耐久性”,一系列新材料、新技术应运而生,在多个领域填补了我国行业标准和国家标准的空白,诸多施工工艺及标准达到国际领先水平。

据了解,港珠澳大桥主体工程的主梁钢板用量达42万吨,可抗16级台风、7级地震。

大桥建设推动工程装备水平再上台阶

工欲善其事,必先利其器。作为世界级工程,港珠澳大桥建设带动了一批大型工程装备的研发,确保大桥顺利建设的同时,也极大提升了中国装备技术水平。

港珠澳大桥建设者围绕沉管隧道各施工环节开展重点研发。一系列外海深水施工设备相继问世,实现50米水深施工的同时,确保了挖槽、整平、清淤等各环节高精度作业。

尖端工程装备的研发加上工程理论的突破,使港珠澳大桥隧道沉管工后沉降均匀控制在10厘米以内,而国际上类似沉管工后沉降在20厘米以上。目前,这些装备已在其他工程上得到了应用,产生了广泛的社会经济效益。