深海穿针,青岛工匠技惊天下 从零起步,青岛团队完成世界综合技术难度最高的沉管隧道施工
新华社发2017年5月2日,港珠澳大桥岛隧工程海底隧道的最终接头吊装下沉对接完成。半岛记者马正拓
10月23日,举世瞩目的港珠澳大桥正式开通。在这个被英国《卫报》评为“现代世界七大奇迹”之一的世纪工程中,驻青央企中交一航局二公司200多人的工匠团队参与建成了目前世界上最长的沉管隧道,打破了国外技术封锁的牢笼,成功掌握了外海沉管安装的成套施工技术,培育出国内第一支外海沉管安装专业化团队。日前,半岛记者采访了其中的建设者,了解建设过程中不为人知的诸多幕后故事。
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2017年7月5日拍摄的建设中的海底隧道。
■缘起
1.5亿欧元买不回核心技术
在港珠澳大桥的建设初期,作为项目建设方,中国交建与欧洲顶级沉管公司洽谈合作,但对方索要1.5亿欧元咨询费。“天价咨询费买不回核心技术,只能自己摸索着自主研发。”担任中交岛隧项目总经理的林鸣,当时下决心在国内寻找一支能够承担此项重任的技术团队,中交一航局二公司的技术团队,将近年来的技术储备材料提交上去,最终拿到了沉管隧道的建设任务。
“我们之前做的主要是沉箱安装,沉管安装的经验和技术基本上从零起步。”在青岛团队中担任技术负责人之一的宁进进,就是从那时起开始投身港珠澳大桥建设的。从中国海洋大学信息科学与工程学院研究生毕业后,宁进进就进入中交一航局航务二公司工作。他介绍,港珠澳大桥沉管隧道由33根管节和最终接头组成,浮运安装具有难度大、技术新、风险高、工期紧的施工特点,是迄今为止世界上综合技术难度最高的沉管隧道。
“没有现成的经验可循,我们只能从头开始摸索。”宁进进说,建设团队曾去韩国釜山考察,但由于技术封锁,只能隔着两三公里远远看上一眼。2011年,建设团队进场,先在珠海基地开展理论研究。那段时间,对于研发团队来说,几乎每天都要进行精确的数学计算和理论推演,哪怕一个小数点的谬误都要推倒重来,一个标点符号的差错都必须及时纠正。方案中所引用的图片,对颜色和大小都有严格要求。“连晚上做梦都梦到理论数据,最多的一次一天挨过30多次批评,连跳海的心都有了。”宁进进说。
经过近一年时间的艰辛准备,这支由80后、90后技术骨干组成的青岛建设团队,率先在国内掌握了外海沉管安装成套施工技术。
■实战
12米深海底毫米级对接
港珠澳大桥的海底隧道长6700米,其中沉管段长5664米,最大安装水深超过40米,是我国建设的首条外海沉管隧道,也是世界规模最大的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。
从2012年10月到2013年3月,开始进行整平船抬升试验、碎石基床铺设试验、安装船海上调试演练,以及数十次深坞内沉放演练和4次大规模沉管浮运演练,沉管安装从方案理论阶段转为现场实战阶段。“印象最深的是,第一次出海演练就遇到了难题,由于事先估计不足,拖轮根本拖不动预制好的沉管。”宁进进说,当时大家都很沮丧,凌晨3点才从海上回到营地。然而,项目部通知早8点半研究解决方案,于是大伙儿又拖着疲惫的身躯连夜做数据演算。
经过艰苦的前期准备工作,2013年5月2日,港珠澳大桥E1沉管正式出征。安装过程中遭遇了岛头扰流等自然难题的极端挑战,建设团队耗时120个小时、先后进行了11次沉放,终于第一次实现中国的沉管在外海安装。随后,迎来了首节标准管节——E3沉管安装。
按照设计标准,标准管节长180米、宽38米、高11.4米,重约4.4万吨,水平面积堪比10个篮球场大,每节沉管要用7200吨钢筋,相当于搭建整个埃菲尔铁塔所使用的钢材,当沉管浮在水中时,每节排水量约7.5万吨。超级沉管在12米深的海底实现厘米级精确对接,在业内人士看来,难度系数丝毫不亚于“神九”与“天宫一号”对接。但青岛建设者最终达到毫米级误差精准对接,圆满实现“深海初吻”,开启了国内深海沉管隧道施工的历史性进程。
接下来,E10沉管、E15沉管……面对一次次巨大挑战,建设团队“逢山开路,遇水搭桥”,终于在2017年3月7日,顺利完成了全部33节沉管安装,距最终合龙仅差12米。
■惊心
最终接头堪比“深海穿针”
对于连年奋战在港珠澳大桥施工现场的青岛工匠们来说,虽然此前每节沉管的顺利安装都值得铭记,但2017年5月2日最终接头的吊装,才是最考验他们的时候。
“最终接头的吊装决定着沉管隧道建设的成败,也决定了港珠澳大桥建设的成败。”宁进进介绍,安装最终接头是堪比太空对接的“深海穿针”。
据了解,最终接头结构整体呈楔形,长12米,重达6000吨,位于两节沉管之间,两侧距已安沉管只有10多厘米,安装时一旦出现轻微倾斜、摆动,都将给最终接头和沉管结构带来灾难性后果。同时,由于受两侧沉管阻挡,龙口区海流流速显著增大,不仅增大风险,也增加了最终接头下沉姿态控制的难度。
用来吊装最终接头的是“大国重器”,世界最大单臂全旋回起重船——“振华30”,单臂固定吊装能力可达1.2万吨,相当于最终接头重量的两倍,其360°全旋回起重能力也能达到7000吨,相当于能够同时吊起45架空客A380飞机。
2017年5月2日5时50分,“振华30”的巨大主钩缓缓上升、转动,最终接头平稳悬停在对接位置上空。在相继完成“脐带缆”连接,姿态调整等情况复核确认后,最终接头缓缓入水。10时许,最终接头没入水下。12时许,最终接头在28米深海成功着床。随后小梁顶推、结合腔排水等后续作业相继完成。22时30分许,最终接头安装成功!
至此,港珠澳大桥沉管隧道正式建设完成。世界顶级隧道咨询公司荷兰TEC的执行总裁汉斯评价:“港珠澳大桥的建设,让中国从沉管隧道的相对小国,成为沉管隧道的国际领军国家之一。”
■辛酸
参建大桥错过了孩子童年
提及港珠澳大桥的施工团队,就必须提到一个地方——牛头岛。牛头岛在香洲东南部约26公里,珠江口外偏东侧,面积仅1.097平方公里,正位于伶仃洋。宋代诗人文天祥著名的诗句“零丁洋里叹零丁”,说的就是这里。长达7年的时间里,这里成了青岛建设团队的大本营,部分成员长期生活在岛上。
“建设期间,平均半年才能回青岛一次,有时候赶上关键节点,连春节都回不去。”宁进进说,2015年春节前后,正赶上港珠澳大桥海底隧道的E15沉管安装,这节沉管在安装过程中遭遇了技术难题。作为技术负责人之一,宁进进不能回青岛过年,妻子和家人只好一起赶到珠海探亲。然而由于忙于施工,宁进进根本顾不上“搭理家人”。“刚参与这个项目的时候,我们还没有孩子,现在大桥通车在即,女儿已经5岁了。”宁进进说,孩子知道他在参与建设港珠澳大桥,电视里播放施工现场画面,当宁进进出现在镜头中时,女儿会趴到电视屏幕上亲吻爸爸。那种场景,让一家人终生难忘。
“有的人来的时候孩子刚出生,现在孩子都已经上小学了,一不小心就错过了孩子的童年。”中交一航局二公司副总经理宿发强表示,能够参与到这种举世瞩目的重点工程建设,在技术上取得突破和成就,对于工程建设者来说,所有的付出都是值得的。
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