港珠澳大桥多少钱总投资多少钱?

港珠澳大桥需要多少钱_港珠澳大桥花了多少钱
  世界最长跨海大桥主体桥梁今日全线贯通,标志着这项超级工程已经初具规模。港珠澳大桥是迄今为止世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底隧道最长的跨海大桥,开创了世界桥梁建设领域的多个第一。曾被誉为现代世界七大奇迹之一。那么港珠澳大桥需要多少钱?港珠澳大桥花了多少钱?现在跟随小编一起去看看吧!欢迎大家阅读!
答  港珠澳大桥22.9公里长(长度约相等于两条吐露港公路)的主桥昨日全线贯通,内地官媒称这标志着大桥已初具规模,而主体工程将进入人工岛、海底隧道建设的“收官战”。  至于大桥何时通车,要待三地连接路段完工,而被指进度滞后的香港段,港府早前仍维持明年底落成的目标。  日后通车 港珠车程仅30分钟  连接香港、珠海、澳门的港珠澳大桥,被誉为全球最长的跨海大桥,横跨伶仃洋海域,全长55公里,包括主体工程、三地连接线及口岸。通车后,香港至珠海车程由现时约3小时缩减至30分钟。  昨日贯通的是主体工程桥梁,全长22.9公里,包括青州航道桥、江海直达船航道桥、九洲航道桥三座通航斜拉桥,及20公里的非通航孔桥,2012年动工至今历时4年多,工程估算投资约381亿元人民币。  大桥设计寿命长达120年,能防腐防锈、抗16级台风、8级地震及30万吨巨轮撞击。其中,主桥用上79条伸缩缝应对冷缩热胀;大桥桥塔斜拉索则用江苏法尔胜缆索有限公司研发的新型锌―铝合金镀层高强钢丝,使用寿命比普通镀金钢丝长40年。此外,作为全球最长的钢结构桥梁,大桥仅主梁钢板用量便达42万吨,相当于60座巴黎埃菲尔铁塔。  海底隧道人工岛 正全速建造  至于外观,主桥三座通航斜拉桥各有特色,青州航道桥塔采用“中国结”造型,江海直达船航道桥三座桥塔则为海豚造型,九洲航道桥则是风帆造型。  随土木工程完成,主桥正进行桥面铺装、交通等桥梁辅助性工程,目前仅供工程车通过。主体工程其余部分,即6.7公里的海底隧道及连接隧道的东、西人工岛,正全速建造。  据港珠澳大桥管理局局长朱永灵称,作为全球最长沉管海底隧道,大桥海底隧道由33节沉管拼接而成,目前已完成28节沉放,海底延伸至4,860米。  内地官媒未有提到港珠澳大桥通车时间。国家发改委副主任胡祖才上月底曾称,由于港珠澳大桥是世界级工程,工程技术难度高,预计除香港段外,珠海段和澳门段或会延期完工,但总体进展仍顺利。他强调在三段均完工后,才会同步通车。  香港段方面包括香港接线、口岸人工岛及屯门赤v角连接线三部分。路政署4月表示,面对物料供应不稳定、劳工短缺及航空限高、环保限制及填海沉降表现较预期慢等困难,估计港珠澳大桥香港段工程(接线及口岸)在2017年底完成,而按当时进度,目标并没有改变。  港珠澳1小时生活圈 快实现  随着港珠澳大桥主桥贯通,港珠澳1小时生活圈快将实现,除了提振三地经济往来外,新华社昨称,粤港澳大湾区经济更是呼之欲出,前景有望比肩纽约、旧金山、东京等世界顶级湾区。  新华社昨日报道,经历30多年的发展,大珠三角区域经济一体化不断升级,建设粤港澳大湾区更已成为国家战略,而港珠澳大桥横跨三地,将有助粤港澳大湾区发展。  粤港澳大湾区 呼之欲出  报道指出,港珠澳大桥建成将形成连接深港、广佛和珠澳三大经济圈的闭合快速路网,大幅提高香港至珠江口西岸的运输能力。广东省交通厅副厅长刘晓华说,这将促进沿线经济要素的流动,形成规模和集聚效应。  目前,广东与陆路相邻省份均有3条以上的高速公路通道对接,粤港澳大湾区亦已和东南亚部分地区形成产业链分工。随着港珠澳大桥建成和广东邻省交通建设大提速,粤港澳大湾区的经济能量和辐射力将极大增强。  此外,大桥通车后,还有望打破深圳、东莞等珠江口东岸,与珠海、中山等珠江口西岸“东强西弱”的格局,尤其利好珠江口西岸城市。报道引述专家称,珠三角城市与香港的陆运距离每减少1%,制造业、服务业中外资投入金额分别增加0.2%和0.7%,珠海等地将成为港澳服务业重要延伸地。  港珠澳大桥计划构想最早在1983年提出,大桥建成对三地经济、区域融合意义重大。直至2009年,国务院正式批准工程可行性研究报告,同年起分阶段动工,总投资超过1,000亿元人民币。
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他一定是哪里做的不够好,别替他瞒着了,告诉我们吧~
[分享]港珠澳大桥工程耗资1100亿人民币深圳拟建“翻版”
发表于&&1条回复&&5940次阅读&&&&&&&&
摘要:港珠澳大桥主体桥梁合龙,终于进入收尾阶段。港珠澳大桥投资额达到了史无前例的1100亿人民币。深圳中山等地拟建“深中通道”,将采取隧道加桥梁的组合,简直是港珠澳大桥的“翻版”。港珠澳大桥示意图港珠澳大桥建设交织的各种困难,正是珠三角一体化融合困境下的缩影。大桥从动议到落地是一场漫长的拉锯战,花了26年!各方利益斗争权衡,深圳成为了这场争夺战尴尬的牺牲品。&&&&&&目前,已经实现主体桥梁合龙的港珠澳大桥,终于进入收尾阶段,如果不出意外,大桥将在2017年年底实现全线通车。&&&&&&这座大桥从诞生便自带光环,被英国《卫报》赞为“现代世界七大奇迹之一”。&&&&&&这座总长56公里的跨海大桥,自香港大屿山起,经大澳,跨越珠江口,最后分成Y字形,一端连接珠海,一端连接澳门,以“桥梁”+“隧道”的方式连接。这也让它成为中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁。&&&&&&要造好这座桥,投资额达到了史无前例的1100亿人民币。1100亿人民币意味着什么?全长超过1000公里的武广高铁,总投资也不过1166亿,而港珠澳大桥的长度为56公里。&&&&&&是不是对这些话还没什么感觉?拿港珠澳大桥来和另一座近在咫尺的跨海大桥——虎门大桥来比较一下,你们就知道,港珠澳大桥为什么是世界奇迹,以及为什么需要花这么多钱了:&&&&&&距离长,又要在海面上空走还要往海底走,花的钱自然就多。&&&&&&为什么要耗巨资造这座大桥?&&&&&&因为再不建的话,珠江口的交通负担就实在太重了。&&&&&& 珠江口又称伶仃洋,文天祥那首家喻户晓的《过零丁洋》中的“零丁洋”,指的就是这儿。从香港溯江而上至东莞虎门镇(DT君注:没错,就是当年林则徐硝烟的地方),这一带都是伶仃洋的范围。港珠澳大桥与虎门大桥位置关系图上文的地图里你已经可以看到:此前整整20年,整个珠江口仅有一座跨海的虎门大桥来承担两岸交通,现代版“过零丁洋”,必须通过这座大桥。&&&&&&看看这个表格就知道了:虎门大桥时速表于是,这座双向6车道的大桥,从1997年通车起几乎担负了整个珠三角东西交流的车辆,拥挤不堪的交通已经让车主视跨江为畏途。&&&&&& 按照高德地图的数据显示,虽然设计时速为80公里,从由西端至东端的车流时速来看,工作日期间全天通行时速仅为51.54公里,在过桥时速最缓慢的上午9点,时速变成了18公里。&&&&&&偌大的珠江口在20年内仅有一座大桥负担交通的情况,被人诟病已久,曾有媒体在2014年以《一个武汉打败广东》为题撰文痛陈现状:比起19年内建起7座长江大桥的武汉市,广东省在珠三角跨海大桥建设上的裹足不前,足以让一省在一市面前汗颜。&&&&&&各地利益割据,大桥前后牵扯了26年&&&&&&港珠澳大桥建设交织的各种困难,正是珠三角一体化融合困境下的缩影。大桥从动议到落地是一场漫长的拉锯战,花了26年!&&&&&&先来看看和港珠澳大桥有关的大事年表:&&&&&&1983年,港商胡应湘率先提出兴建连接香港与珠海的跨境大桥。&&&&&&1987年,珠海开始酝酿开辟珠港跨海通道。&&&&&&1992年3月,预可行性研究正式展开,《伶仃洋跨海工程可行性研究报告》开始编制。&&&&&&日,伶仃洋大桥项目获国务院批准立项。&&&&&&2002年初,伶仃洋大桥因故迟迟未建,香港商界再次提出建桥事项。&&&&&&2003年7月,国家发改委论证报告完成,确定兴建粤港澳大桥。&&&&&&2005年初,确定单Y桥型和港珠澳三地落脚点。&&&&&&2009年10月,国务院批准粤港澳大桥工程可行性研究报告。&&&&&&日,粤港澳大桥正式开建,也就是如今的港珠澳大桥。&&&&&&再穿插几个小故事:&&&&&&故事①:1997年,伶仃洋大桥项目获国务院批准立项。根据后来编制完成的工程可行性研究报告,项目动态总投资估算为160.37亿元人民币。彼时珠海市还设立了建桥指挥部,并且动工修了一小段。然而,珠海的热脸却贴上了港澳的冷屁股。当时的港英政府引用英美顾问公司的报告,表示要到2020年才有这个需求,香港商界亦有以李嘉诚、霍英东为代表的航运派明确表示反对;澳门则担心桥位离其太远,有使其“边缘化”之虞,于是方案最终被搁置。&&&&&&故事②:但香港的想法被现实打了脸。随着珠三角的崛起,香港的领先优势逐年缩小。在2001年4月,广东方面在香港某高层会议上,抛出的广东要建深圳到珠海的“隧道计划”,让香港顿悟:广东可以借此撇开香港。于是,香港各界开始对造桥重新升温。2002年底,时任国务院总理的朱镕基也代表中央首次明确表示支持。2003年8月,粤港澳三地政府成立港珠澳大桥前期工作协调小组,正式展开工程等筹划。&&&&&&所以你看出来了吧?港珠澳大桥建设之所以拖延了20多年,关键问题,还是各地之间说不清道不明的利益牵扯。&&&&&&深圳被港珠澳大桥“遗忘”&&&&&&在建设世界第一长的跨海大桥的征途中,各方利益斗争权衡,但深圳却成为了这场争夺战尴尬的牺牲品。&&&&&&从下图中可以看出,原本深圳是希望在港珠澳大桥单Y字型的接触上,修建引桥到深圳,形成双Y字型,这样深圳可以充分利用交通地理优势,从大桥项目中获益。但是因为香港方面不愿意被分流,在角力中深圳没有获得成功,于是只能考虑自己再建设另外一条通道通向对岸的中山市,也就是目前在建的深中通道。深中通道位置图香港感受到的“危机”不无道理:如果大桥按照深圳的设想双“Y”字型设计,凭借作为内地城市的通达便利性和完备的产业链,深圳可以将除香港和广州以外的整个珠江口东岸至珠江口西岸的客货人流“一网打尽”,而居珠江口东岸一隅的香港,或将难以发挥对客货人流的主导权。&&&&&&因此在桥梁走向上,广东省政府与香港方面产生了分歧,广东省方面认为这座桥应该建成双Y,也就是说桥的两头应该分别连接香港,深圳和珠海,澳门四地以便能发挥最大效能;而香港方面则认为,建双“Y”成本太大,应当采用单“Y”方案,东岸只连接香港。&&&&&&最终双方的博弈以香港胜出告终,港珠澳大桥最终没能添进“深”字。&&&&&&这或许为港珠澳大桥未来的运营埋下了一丝隐患:&&&&&&由于珠江口两岸发展的不均衡,来自广州和佛山这两个较发达地区的车辆,从地理上无需走港珠澳大桥进入港澳两地,而珠海等地的汽车保有量则远低于对岸的深圳,这意味着在港珠澳大桥建成后,香港、澳门和珠海可能没有足够车流量来保证大桥的运力得到充分发挥。&&&&&&被耽误建设的还有深中通道&&&&&&实际上,港珠澳大桥拖延20多年才从设想到立项再到开工,只是整个珠江三角洲各地角力的一个缩影罢了。&&&&&&被港珠澳大桥“抛弃”的深圳,在试图建立深中通道的时候,也遭遇到了类似的尴尬:深中通道从深圳、中山两地提出设想再到落地,经历了整整16年时间。这一次,“搅局”的是广州。&&&&&&早在1998年,深圳便提出建设深中通道设想,2004年,“深中通道”首次提上议程,此后因与“港珠澳大桥”重复建设冲突而暂缓推进。在此后虽然被陆续提出,但是该项目始终停留在前期研究阶段。&&&&&&日,广东省交通运输厅在其网站上公布了《深圳至中山跨江通道工程海洋工程书第二次公示》,透露通道将在2015年开工、2021年建成,该项目才算是尘埃落定。&&&&&&这与广州的干预密切有关。&&&&&&如果按照深圳的设想,一旦“深中通道”建成,西岸巨大的人流物流将绕开广州,直通深圳,这不是广州想看见的。&&&&&&随着深圳中山等地不懈的争取,“深中通道”在2015年11月纳入国务院督办项目,并已经写入国家十三五《城镇交通综合规划》,以编号为“G2518国家高速公路”样貌出现,当年12月28日,国家发改委正式批复同意建设深中通道。下图是深中通道的规划设想图:深中通道蓝图按照规划,深中通道的位置北距虎门大桥约30km,南距港珠澳大桥约38km,总投资约423.71亿元。&&&&&&这将是一座24公里的跨海大桥,采取东隧西桥方案建设,海底隧道长约7.1公里,桥梁长约16.9公里,隧道两端各设置一处人工岛,全线采用双向八车道高速公路标准建设,设计时速100公里/小时。&&&&&& 隧道加桥梁的组合,使得这座大桥未来成为港珠澳大桥的“翻版”。来源:凤凰网
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关键还是中国在跨海大桥方面的技术已经足够成熟
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国际前沿技术探访
桥接港珠澳 ——21世纪经济报道33、34、35版时间: 16:04:00&&&来源:中交港珠澳大桥岛隧工程&&&作者:&&&阅读4508次
建设中的港珠澳大桥
一道绵延56公里的难题
总投资约为1100亿元人民币的港珠澳大桥,一旦建成便能够有诸多华丽纪录加身,然而在&破纪录&、&建造世纪工程&和&解决世界级难题&的壮志背后,直至动工伊始却依然存在着沉管隧道工程经验相对缺乏、无法承受国外天价技术咨询服务等问题。这也就意味着实现工程链条的每个环节都将迎来挑战,突破技术极限的未知在链条的每一环静静地等待着与工程师们的会面。
本报首席记者 赵忆宁
港珠澳跨海大桥正在建设之中,它被认为是中国最重要的基础设施工程项目,无论是技术还是政治意义都很重大。这座大桥将是连接内地和香港、澳门之间的第一座跨海大桥,始建于2009年12月,力争在2016年完成。
港珠澳大桥开通后,机动车将从香港西南部的香港口岸人工岛开始,通过12公里的连接线,穿越粤港分界线后,经东人工岛的过渡,进入一段目前世界最长、双向六车道的海底沉管隧道,水下穿行近6.7公里,随后经西人工岛进入23公里长的大桥,到达珠澳口岸人工岛,然后分流到澳门或珠海。
大桥工程全部投资约为1100亿元人民币,是目前世界跨海大桥投资最大的工程。在2014年ENR(Engineering News Reports)全球承包商250强名单中,位列第四的中国交通建设股份有限公司为该项工程的主要承包商。 中国工程建设者们正在这片海域创建一项横跨珠江三角洲的世纪工程&&港珠澳大桥,它美丽的弧线将成为最受瞩目和最上镜的亮丽地标。
资料缺乏,工程领域相对陌生
港珠澳大桥工程中最具挑战性的是沉管隧道工程。沉管隧道建设已有近100年的历史,但是在本世纪之前,沉管隧道大多用于下水道、管线线路的铺设,或者是跨江跨河的短距离施工。直到本世纪初,沉管隧道掀开了跨海隧道建设的新篇章。根据国际隧道协会1993年的报告,沉管隧道被定义为:是由若干预制沉管在水下对接沉放安装,并使这些沉管的组合体成为连接两端陆上交通的隧道。
世界第一座跨海沉管隧道建于1958年的古巴哈瓦那沉管隧道;之后有连接欧亚两大洲的博斯普鲁斯(Bosporus)海峡隧道,隧道底部最大水深约60米,是目前世界上最深的海底沉管隧道,其后是于2010年竣工的韩国釜山-巨济海底隧道。
中国工程师们建设了世界上最多的大桥。根据维基百科统计,全球长度超过3000米的大桥共有938座,其中689个建在中国,占总数的73%;不仅如此,世界十个最长跨海大桥中的六座在中国,包括全长41.58公里的青岛海湾大桥以及全长35.673公里的杭州湾大桥等。
中国工程师们虽然有建设跨江隧道的历史,但直到2010年之前,他们对海底沉管隧道非常陌生,他们甚至只是在电视或者专业期刊上见到过海底沉管隧道建造的视频与照片。中交港珠澳大桥岛隧工程项目副总经理尹海卿说,&国外的施工乃至详细的资料根本拿不到,我们仅在一本叫《隧道》(Journal of the tunnel)的期刊上看到过一篇介绍沉管制作的文章和照片,这就是我们认识海底隧道沉管的最初信息&。显然,中国工程师们虽建造了世界最多的桥梁或者跨海大桥,但是他们没有在开放海域建造深埋式沉管隧道的经验。
穆勒(Casper Paludan-M&ller)是丹麦科威公司(COWI)资深项目经理,他参与过丹麦与瑞典之间的厄勒海峡(Oresund Strait)沉管隧道和韩国釜山&巨济的沉管隧道工程,该公司是港珠澳大桥岛隧项目综合桥隧连线的初步设计合作伙伴之一。谈到港珠澳隧道工程非凡特征时穆勒说:&在珠江三角洲建造长达5.6公里、开挖基槽深达30多米的世界最长基槽最深的隧道,是前所未有的,工程难度直逼技术极限,这是一项破世界纪录的工程。&
何谓世界级难题?
&工程难度直逼技术极限&何以见得?首先,港珠澳海底隧道有33个长180米、宽38米的巨型沉管,它们要被一节节地准确沉入海底近50米深已经挖好的基槽中。每一节沉管有8万吨。8万吨意味着什么?世界最大的美国&尼米兹&核动力航母满载排水量为9.1万吨,中国&辽宁&号航母满载重量6.75万吨,就是说,港珠澳大桥的海底隧道相当于放入33个航母重量的沉管。
穆勒告知:5.6公里的港珠澳海底隧道长度超过丹麦和瑞典之间的厄勒海峡沉管隧道段长度的60%,这条海底隧道只有3.51公里,是迄今海底隧道长度的纪录保持者;而韩国釜山&巨济隧道的长度只有3.24公里。
花田幸生(Hanada Yukio)是世界顶级隧道施工专家,他有35年隧道工程经验,参与过厄勒海峡、博斯普鲁斯以及釜山海底隧道的施工。他目前身份是港珠澳大桥岛隧工程的技术顾问。
当谈到港珠澳海底隧道与上述隧道的不同及困难所在时,花田说:&首先,隧道距离非常长,说明沉管数量多,如果时间允许安装没有问题,但是工程必须要在短期内完成。第二,这是中国建设的第一个沉管隧道,施工海域是世界上最繁忙的航道,每天有4000多艘通航船舶,所以设计管顶距离海面达29米,施工水深将近50米,而韩国釜山隧道也只有48米,水这么深,是非常困难的。&
港珠澳大桥是由粤、港、澳三地政府共同建设,工程受到香港、澳门以及广东省政府的三方监管,而三方提出的施工质量标准不同。中交港珠澳大桥岛隧工程项目副总经理罗冬介绍,香港遵循的是英国标准,澳门使用的是欧洲标准,我们执行的是中国标准,所以在大桥设计时我们遵循了&就高不就低&的最高标准。&英标建筑物使用寿命是120年以上,中国标准是100年,所以我们按照120年要求组织设计施工;高性能混凝土预制控裂的规范,欧洲标准是最高的,我们选择了欧洲标准。而大型海底隧道,车道适型标准中国规范最高,我们选择了中国标准,采用双向六车道。&
当港珠澳大桥从一开始被称为一项破纪录的&世纪工程&的那天,就意味着实现工程链条的每个环节都将迎来挑战,突破技术极限的未知在链条的每一环静静地等待着与工程师们的会面。
对气象和水文条件要求严苛
长距离海底隧道位于大桥建设难度谱系的最上端,工程师们必须要对工程中不断出现的一个又一个问题做出响应,他们几乎在用全部的时间在寻找不同问题的解决方案,并为这些奔忙:穿梭在专业的研究所或者实验室中,深化对操作对象的理解;调查失败的原因、寻找更为完善的对策;通宵达旦地反复思考与探讨,对关键的问题进行反复审慎的研究,聚集所能见到的方法、苦思冥想可能存在的诀窍和整合全球最好的施工设备,可行性研究、制订实验计划、检测结果、专家认证、投入施工。这就是工程师们的基本工作内容。当解决问题的知识边界超越了土木工程范畴时,他们必须寻求多学科的专家以及调动多种科学手段共同寻求答案。
日傍晚,记者站在被前后八艘大马力拖轮簇拥着的沉管上,这是港珠澳大桥33节沉管中的第十二节(E12),这个180米的标准沉管静静地浮在水面。在沉管的背后就是沉管预制厂所在的牛头岛,沉管与伶仃洋海面只有坞门相隔。此前,在&津安2号&、&津安3号&沉管安装船组的提带下,E12从深坞移出。依靠拖轮和锚缆把管节拖运到指定海域,向下沉放并实现与早前安装好的E11对接。
沉管浮运和沉放是港珠澳大桥建设的核心环节,而浮运最大的限制因素是气象和海流:它对所在海域气象、海浪、海潮有苛刻的要求。据国家海洋环境预报中心总工程师王彰贵介绍,8万吨沉管本身产生巨大的阻力,而10公分/每秒米的流水将对沉管产生很大的反作用力,浮运拖航掌控困难。必须在合适的天气、海洋潮汐与海浪、海流的条件下才能施工,也就是要找到满足两个因素叠加形成的作业保障窗口期。而一个月仅有两个短暂的&窗口期&。
国家海洋环境预报中心接受了中交港珠澳大桥岛隧项目部的请求,承担对接窗口保障系统的研制任务,他们要研发的这套系统发挥的作用与丹麦水利研究院(DHI)的系统毫无二致。在王彰贵看来,价格不是关键问题,他怀疑的是DHI做港珠澳沉管对接窗口保障的能力。&首先,数值预报包括海流、天气和海浪三个系统,即便做了数值预报,实际上距离工程需要的精度还有一段距离。另外,做工程保障一定要熟悉气象、水文条件,而DHI缺少施工海域历史资料,即便出高价也不会卖给他们&,他说。
国家海洋环境预报中心承担过&雪龙号&被困南极和&蛟龙号&下潜的保障工作。王彰贵说:为&雪龙号&和&蛟龙号&做保障比港珠澳大桥项目要容易得多,蛟龙号从米的三次下潜都在一天内完成,只要考虑表面的气压条件就行了。承担这么大工程的对接窗口保障我们也是第一次。
王彰贵介绍说,从&七五&计划到&十二五&规划,国家对海洋预报支持力度很大,每年有3000万科技项目支撑。另外,每年还有4000万元的重大行业专项项目,目前气象与海洋预报使用的计算机是千万亿次级的,中国精细化气象与海洋环境预报已经达到世界领先水平。
关乎死亡区域的误差
1998年,日本投资博斯普鲁斯跨海隧道工程,日本大成建设株式会社(Taisei)控制了设计施工团队的75%,他们花费了两年时间搭建了对黑海、土耳其和博斯普鲁斯气候系统的模型,并将此与隧道水流运动结合进行计算,实现对每个沉管安装点水流活动的预测,准确率超过90%。而中国海洋环境预报中心为港珠澳大桥岛隧项目对接窗口保障系统的预报精准度目标是100%。
&对一般预报而言,准确率达到70-80%就比较好了,有20-30%的误差属正常。但对港珠澳大桥岛隧工程的保障,这个误差值将是工程的死亡区域。我们的预报精确率必须要做到百分之百&,王彰贵说。而对林鸣来讲,浪高增加0.1米或者水流流速每秒增加0.1-0.3公分都是关乎成败的临界点。
记者问林鸣:担任现场总指挥感觉如何?他回答:像走钢丝。&高空走钢丝每一步都必须如第一步一样谨慎,任何一步的失误都会前功尽弃,导致毁灭性后果。而一旦走上去中途就没有退路。安装沉管也是如此,每一节沉管都不能出错,每时每刻都是如履薄冰、如临深渊。&
日,港珠澳大桥岛隧工程计划沉放海底隧道第一个沉管。林鸣拿到海浪预报数据:浪高0.9米,超过施工限值。他们在沉管出坞浮运安装的决策上迟疑:造价昂贵的8万吨沉管一旦出坞意味着没有退路。而错过窗口期,遇到大风浪产生的扭力转向,会使混凝土沉管构件受到破坏,将导致整根沉管的报废。
这是一次在信息对冲条件下的艰难决策:一个月两次的窗口期为工程按时完工的硬约束;借鉴国外海底隧道沉管沉放水流及浪高的指标为参考值;考虑海浪预报有0.2米误差允许值的范围,林鸣果断下决心,按照原计划沉放。工程决策小组中的五个人,在《沉管出坞浮运安装确认书》上签下了自己的名字。第一节沉管的沉放顺利完成。
之后,国家海洋环境预报中心为超越0.2米的预报误差值进行了技术攻关,专门成立了保障团队,请回已经退休的权威专家,收集风云卫星基础数据和现场观测数据,使用60万亿次计算机运算;每次预报前进行会商,校验测量值与真实值之间的差异,最终解决了0.2米临界值误差的问题,创造了零误差预报的奇迹。
&直逼技术极限&的挑战
在东、西人工岛之间的6.7公里,除人工岛上建设的对接部分,隧道沉管长度达到5664米,从E9-E27作业水深为45-50米,基槽深度约为35-40米。日E10沉放,它将与早前的E9连接,在E9及之前的沉管属于浅埋安装。E10沉管水深43.5米,世界范围内尚无深水深槽沉管施工经验参考。
当项目进入未知领域,&直逼技术极限&的挑战终于来了。沉管工程核心问题是密封不透水。在沉管接头处有双重防水装置Omega密封和Gina止水带,这是370毫米高的橡胶衬垫,与前一节沉管对接时,衬垫会被挤压至190毫米。一个标准的沉管宽38米,对接精度的准确与否,直接关系到沉管水密的质量。当一个相当于航母重量的混凝土沉管沉放到50米深的海底基槽中后,如何与前一个沉管的止水带精确对接,挑战不言而喻。
有多少人看见过项目总经理是如何解决一个个具体问题的?自然科学对压力有多项描述,包括气体与液体对固体的压力用&公斤&或&兆帕&反映恒定压力的大小,而外部事物对人的压力迄今为止没有计量单位意义上的表达。担任超巨型工程的最高决策者,他的神经元或者神经细胞所受到的外界作用力是多少,尚没有科学的描述。因为他们的压力对外行来说是完全不可见的。但是当你深入观察时,这种压力转化为创造的过程,偶尔还是可见的。
E10沉放后工程师们发现:海底沟槽内洋流的变异带来巨大的冲力,这意味着沉管的安装操控更难掌控。林鸣和他的团队要找到巨大冲力来自哪里。
刘晓东说:&E10之前没有遇到过这种现象,我们一直在寻找原因。按照基本理论,水流原本应该是上层流速大,越往下流速越小,特别是深槽内还会有衰减才对。后来经过对水流数据的分析和进一步的观测,我们发现了在某段时间槽底存在大流速的现象。&
&海中的眼睛&化解危机
如果工程是解决问题的,那工程中的每一个异象都会显现出一系列问题,问题往往是以突变的方式到来。如何解决就是在创造一种解决方案,而工程中的任何一种新的解决方案产生后,如果也能被适用到其他工程,它就成了案例或者标准,也就成为一项技术。所谓新技术就是这样被创造出来的。
7月2日,林鸣来到北京。在国家海洋环境预报中心,他希望海洋预报专家帮助分析产生的原因。林鸣很焦急,他希望找到答案以保证E11的顺利沉放。
&这种现象叫海洋内波(Internal Wave),作为重要的海洋环境动力因子,是我们重点研究的领域&,王彰贵说。&当海水上下两层因盐度不一致的时候,并形成上面密度高,下面密度低的分层现象。首先,上层密度高处浮力比较大,而下层密度小的区域浮力也会变小,当船行驶至密度小的区域时浮力突然变小,船会向下沉,就像到悬崖一样,这种海流现象叫内波。另外,内波会形成两支流向正相反的内波流,这种内波产生的阵发性强流可高达1.5米/秒,犹如剪刀一般,破坏力极大。&
根据《解放军报》的报道,今年春节期间,372潜艇在执行巡逻任务时驶进深海密度跃变层后,由于海水密度突然变小,压力骤然变化,潜艇快速坠向3000多米深的海底&悬崖&。危急关头,王红理艇长指挥若定,精确完成一项项操作,3小时后潜艇恢复潜航能力。为此,中央军委给王红理、海军给372潜艇记一等功。王彰贵说:&这类负密度梯度跃变层在浅海主要出现在北部近海,即粤东、粤西近海和琼州海峡附近很小的海域,港珠澳项目遇到流速加快的现象,和内波有点类似。&
国家海洋环境预报中心保障项目组迅速调整人力物力,在沉管施工区域做深槽观测研究,放置了多种海洋调查仪器,监测海流、波浪及盐度变化的规律,目的是收集施工区的水文信息,提高沉管施工临近期预报的准确率。同时提高了精细化预报水平,海面到施工海底每一米的海水流速,从原来每两个小时的预报和实时监测,提升为一分钟、五分钟的预报。这个被称之为&小窗口&的预报系统犹如一双&海中的眼睛&,成功地避开了内波发生时段作业。
&在安装E11时我们第一次尝试这个系统,到了安装E12的时候,系统逐步在完善。可以说,这个系统目前已经成熟。&刘晓东说。国家海洋环境预报中心研制的&大窗口&与&小窗口&保障系统的软件,在总指挥林鸣眼中其市场价值巨大。
另一个支柱
就在同一天,林鸣拜访了另一个机构&&中国航空工业集团第304研究所,他希望得到沉管沉放&万无一失保障系统&的另一个重要支撑。&我们已经进入深海作业,深水深槽内水流条件复杂,缆绳长度增加,刚度减少,沉管质量大、负浮力小,在水流作用下可能产生的运动会给沉管安装带来风险。有必要在沉管沉放过程中,对沉管运动姿态进行监测,你们能帮助我们监测沉管的姿态吗?如果能,才能保证我们每个月的安装&,林鸣询问。
&没有什么不能!& 304所副所长周自力说。&我们所是一个诞生于抗美援朝战火中的致力于自主研发和用准确数据保障国防技术发展的基础性研究机构,从事的计量测试技术领域研究,参与过各种国防重大项目,如神舟系列飞船、三代坦克、四代飞机、C919大飞机等,提供了准确的数据,保障了各项目的成功。我们一定要利用我所自主创新和动态测试的技术优势,为保障沉管安装成功对接进行技术攻关,为港珠澳大桥的建设尽微薄之力。&
据承担这项任务的负责人邵新慧介绍,中国交通建设股份有限公司下属的中交天津港湾工程研究院在5月份就与他们接洽,希望能够提供&运动姿态跟踪监测系统&的技术支撑。304所仅仅用了一个月就完成了实验室验证试验、现场模拟运动的比对测量试验、测试方案的设计与修改,初步验证了测试方案的可行性。在林鸣离开304所的第四天,&港珠澳大桥岛隧工程深槽区海流条件分析暨沉管对接作业窗口预报保障系统建设方案专家咨询会&在珠海召开,测试方案通过了与会13位专家的评审,并确定马上实施。
&由于E11沉管的作业窗口定为日,20日需开始浮运、17日沉管封门、14日要到现场安装调试,时间非常紧迫。所领导大开绿灯,我们在5天时间内完成仪器采购、支架加工装配以及测试系统搭建。7月13日凌晨3点,刚调试好的仪器被打包装箱运往机场发货运,并于当天夜里12点到珠海项目总部营地。第二天一大早乘交通船到桂山岛沉管停泊地进行安装调试。因为是首次安装调试,在天津港湾工程研究院的工程师们的配合下,从下午2点半开始一直忙到晚上11点半,历时9小时终于圆满完成。&邵新慧说。
他们运用了空间对接运动姿态监测技术手段:&选出合适的传感器,搭建六维测量系统,设计沉管姿态测量模型,编制适宜于现场快速滤波的计算软件。对现场采集的信号进行分析,在沉管沉放不同的深度上利用边界条件优化数值分析模型,计算沉管在不同水深及边界条件下的固有模态频率,再通过实测得到的流速、流速变化频率等数据,对沉管施以外力计算其响应,以此为参考提取信号有效成分,获得所需各方向的加速度、角度等物理量。测量系统所组成的超低频惯导平台侧重于加速度测量,继而求得管节运动的位移和角度&,邵新慧说。
7月20日晚上8点半,浮运船队按时起航。21日下午2点半开始沉放。邵新慧负责沉管运动姿态情况的实时监测与汇报。在7个半小时的监测与预报的保障下,林鸣宣布沉放对接成功,304所成功地完成了首次任务。
而304所项目组不满足于现状,根据每次管节沉放综合分析监测得到的加速度、角度、缆力、流速、海水密度等数据,正在逐步完善沉管数值模型分析,设计开发产品级的深水姿态监测平台,以实现沉管安装过程的自动化监测与报警。目前国内、国际上已有多条在规划中的海底隧道,所以他的营运前景广阔。邵新慧承认,这项研究成果还可以用于其它水下和太空中结构或物体的超低频运动姿态测量。
到目前为止,304所甚至都没有来得及与港珠澳大桥项目谈及测试费用之事。周自力说:&我们是国家级的国防科研基地,我们代表的是行业国家的技术水平,我们追求的东西不是钱的问题,我们是把它当科学问题在研究,这是我们的价值追求。&
&之所以我们没有花大价钱购买外国的软件系统,这和国家整体科技实力的升级有很大关系,如果没有强大的科研实力与平台,只能受制于人。它是一个互相催生的过程,经济与科技优势催生了中国工程建设迈上一个新的台阶。同时,工程的需求也催生了海洋技术以及测量技术的发展&,尹海卿说。
港珠澳大桥工程展现了经济与技术相互&泛现&的图卷,让人们有机会观看到经济与技术是如何相互表达的过程,以及经济与技术创新的繁衍能力,因为它们比一个工程的作品更抽象。在这里,经济成为新技术语言的表达,而经济的镜子则映射了新技术的出现。&&
海底隧道专有技术的昂贵学费
几乎所有的设计都是某个以往技术的新版本,只有在必要情况下才需要全新的设计,港珠澳大桥也不例外。岛隧工程设计团队明确了解大桥设计钢性需求&&保障伶仃洋航道未来超大吨位(30万吨以上)船舶的通行,确定采用海底沉管隧道施工,设定了沉管的距离与预埋的深度。在大桥前期方案设计理念选择时,全球几乎有沉管预埋工程经验的著名跨国公司都被纳入视野,成为设计工程师们的指导&老师&,包括丹麦的科威(COWI),荷兰隧道工程顾问公司(Tunnel Engineering Consultants)、艾奕康(AECOM)、莫特麦克唐纳工程顾问公司(Mott MacDonald)、奥雅纳(Ove Arup)和安诚集团 (Hyder Consulting)。
尹海卿回忆了一段往事。&最初我们对跨海隧道沉管技术了解不多,偶然打听到一位外国沉管预制专家来中国上海,我们的主要工程师飞到上海与他见面。我们当时虽然有了大的思路,但对预制沉管的施工细节知之甚少,我们与这位专家进行了很多交流与咨询,为此,我们付了咨询费&。
这不难理解。该项目是在可接受的原则下聚集方法和整合资源、设备的过程,也是对已有技术的继承、集成或者创新的过程。在港珠澳大桥之前,中国工程师没有做过外海沉管隧道,&大桥规划做沉管隧道之前,中国只做过几个长不过几百米的江河沉管隧道。这个工程要做世界最大规模的外海沉管隧道,心里没底。当时确实希望有施工经验的国际沉管专家能够带着我们,这样心理压力和工程风险会小一些&,中交港珠澳大桥岛隧工程设计负责人刘晓东说。
但是事情的发展出人意料。当进入施工方案审核阶段,那些在设计初期曾给中国工程师带来重要施工理念的咨询公司却集体消失了。特殊专有技术的轨迹一直沿袭着从技术统治到技术垄断的轨迹前行,当一项不可替代技术只掌握在极少数人手中时,自然形成技术联盟进而获得市场垄断利润的回报。这个联盟本质上并不欢迎新成员加入。
工程师们给记者讲了几个故事。港珠澳大桥岛隧工程最为关键的技术是海底隧道沉管的水下安装,荷兰某世界著名隧道沉管浮运、沉放及对接专业公司,拥有多项专利及较为成熟的技术与经验,岛隧工程项目部与这家公司进行了多次合作谈判,对方同意派出26个专家到港珠澳大桥岛隧工地,提供技术咨询服务,但不负责安装,也不提供设备,开价近1亿欧元,按照当时汇率相当于10多亿人民币。罗冬告诉记者:&整个沉管安装工程概算才五六千万,无法承受技术咨询服务的天价,最终没有谈成。&
后来才知道,该公司与韩国公司于2009年就已经在中国完成了EPS操作系统的专利注册。EPS是一种沉管安装外部定位调整系统,主要用于沉管与前一个节沉管对接安装时,可以通过这个系统进行精度调整。韩国釜山海底隧道工程就使用了EPS系统。&这项专利目前世界上只有他们掌握,使用费非常昂贵。后来我们才明白他们为什么要这么多钱,可能是有道理的&&因为我们不懂。之后我们经历了漫长的探索,自主创新了另一种方法实现沉管的精度调整。他们早就准备好了,在等待港珠澳大桥购买这项技术。结果我们没用,可能他们会很失望&,罗冬说。
33节海底隧道的沉管将被一节节置入基槽底部,安装沉管最大的风险之一是来自于在基槽内外海流流速的未知与突变,监测海水流速及海流方向的预报成为关键元素。这套精确到每米海流的预报系统技术为丹麦水利研究院拥有,它是全球规模最大、咨询业务最全面、技术水平最专业的水利信息咨询公司之一,曾为釜山隧道工程提供了沉管对接水流监测系统。同样,由于该研究院报价过高,最终双方未能达成合作。
有意思的是,该研究院首先表示,衷心地祝福中国人能够自己研发这套系统。但是,&如果一旦(研发)不成功,再找我们时就不是这个价钱了&。记者向国家专利局查证,该公司于2012年5月申请了国际合作条约PCT专利(Patent Cooperation Treaty),申请名称为《流量计系统》(A FLOW METER SYSTEM),专利的指定国家包括中国。
没有责怪。任何一项创新技术都是建立在投入巨大的时间与人力成本基础上,独有技术往往会得到垄断市场价值的回报。&我们也知道请外国人来帮我们会少走弯路,但是预算不允许,我们只能走自力更生的自主创新道路了&,罗冬说。
无论是技术封锁乃至昂贵的要价,对于科技实力薄弱的国家而言,最后的结果大多是无奈放弃或者被迫屈从。&经过30多年改革开放,我们已经拥有强大的科学与技术的创新能力及体系,中国国力发展至今可以支撑大桥施工的技术保障,我们可以做到过去不能做到的事情!&中交港珠澳大桥岛隧工程项目总经理、总工程师林鸣说。
孟凡超:港珠澳大桥标志我国由桥梁建设大国成为桥梁建设强国
在港珠澳大桥主体工程设计负责人孟凡超看来,整个工程投资近1100亿元的港珠澳大桥,不仅惠及港珠澳三地,还将对包括粤西在内的整个珠三角的社会经济发展起到推动作用。其桥岛隧工程将取得近200多项专利技术,也为未来可能实现的台湾海峡大桥、琼州海峡大桥和渤海湾通道提供技术支撑。
本报首席记者 赵忆宁
伶仃洋大桥搁置港珠澳大桥续梦
赵忆宁:据我所知,之前曾有设计伶仃洋大桥项目,该项目不用建设海底隧道及人工岛,当年预计总投资只有134亿元,与正在建设的港珠澳大桥1100亿的投资比较更为节省,是什么原因使伶仃洋大桥项目没有上马?
孟凡超:1983年香港企业家胡应湘先生最先提出兴建香港连接珠海的跨海大桥。1987年珠海市委、市政府开始酝酿开辟珠港跨海通道,1997年12月《伶仃洋跨海工程可行性研究报告》获国务院批准立项。伶仃洋大桥东起香港屯门,西部连接珠海金鼎镇,大桥全长27公里,桥面双向6车道。项目被搁置有两个原因:一是没有足够的资金,动态总投资约为166亿元,这在当时是一笔大钱。二是因为当时香港、澳门、珠海三方没有完全达成对大桥建设目标的共识。据我所知,当时澳门是积极的。2002年,香港政府向中央政府提出了修建港珠澳大桥的建议。
赵忆宁:您的意思是香港对伶仃洋大桥不积极而致放弃?为何香港热衷修建港珠澳大桥呢?
孟凡超:并没有放弃,伶仃洋大桥项目的批复立项仍然存在。我认为,这个项目重新启动是迟早的事。应该这样看港珠澳大桥,它是在伶仃洋海域建设多个海上通道新的选择,正是因为港珠澳大桥更能调动三方的积极性,所以它排在了前面。
赵忆宁:为什么更经济的方案反而没有上马呢?
孟凡超:港珠澳大桥的综合功能高于伶仃洋大桥,特别是从拉动粤港澳地区社会经济发展的功能,它比伶丁洋大桥更全面。首先站在香港角度:伶仃洋大桥起始点在香港屯门,其经济布局对整个香港的辐射作用相对微弱。港珠澳大桥的起始点大屿山是香港国际机场及物流枢纽区域所在地,在大屿山的西侧,港府规划布局要建设一个深水集装箱港,其经济布局和连接的辐射作用更强,所以香港对港珠澳大桥有更大的积极性,这是选择港珠澳大桥项目先上的原因;其次对珠海而言,港珠澳大桥能够比较好地与澳门地区的路网和珠海地区的路网以及我们国家级的京港澳高速公路这个路网连接,而伶仃洋大桥只能连接广州到珠海的高速路,从珠海的远期规划看,发展空间不大了;最后对澳门而言,港珠澳大桥西侧的登陆点离澳门比较近,兼顾了澳门和珠海发展的需求,所以澳门积极性很高。致使港珠澳大桥项目较快地形成三方共识。
港珠澳大桥建设三地共同融资
赵忆宁:您是否可以介绍港珠澳大桥的融资情况?
孟凡超:根据港珠澳大桥工程可行性研究融资方案,海中桥隧主体工程总投资为385.7亿元。根据粤港澳三方达成的共识,桥隧主体工程采用政府全额出资本金,资本金以外部分由三方共同组建的项目管理机构通过贷款解决的融资方式,资本金总额157.3亿元,占比42%。大桥建成后,实行收费还贷,三地政府分别负责口岸及连接线的投资。桥隧主体工程资本金以外218.7亿元建设资金,由三方政府提供担保,全部采用银行贷款(包括建设期资金和运营期负现金流部分)。
赵忆宁:桥隧主体工程香港、澳门、广东三方费用分担比例是多少呢?
孟凡超:桥隧主体工程香港、澳门、广东三方费用分担比例为50.2%:14.7%:35.1%。该比例对于需要三方共同承担的海中桥隧主体工程中香港、澳门和内地的经济效益和费用得到了较为准确的反映。从香港、澳门和内地三方的经济费用效益分析结论看,三方经济效益均大于各自的社会折现率,且均具有较强的经济抗风险能力。
赵忆宁:我从项目部得知,目前大桥造价超出预算,岛隧工程段资金有缺口,目前需要600亿,加上三地政府各自修建的连接桥,整个工程投资近1100亿元。什么原因造成超概算?
孟凡超:岛隧工程段在可行研究阶段估算是380多亿元,最终建成后决算可能有变化。超概算的原因是建设条件变异、施工方案变化、工期变化、物价波动和金融政策变化等影响。港珠澳大桥是集桥岛隧于一体的跨海集群超级工程,它的修建是世界公认的一项技术难度最高的大桥,大桥建设总长度56公里,其中桥隧主体工程长度为30公里、海底隧道长5664米,是目前世界上规模最大的海底沉管隧道,有很多技术难关需要去解决,包括关键技术要做试验。等到工程结束时会有严格的造价审计认证,但核心是本着实事求是的精神。其实西方国家建造的超级工程几乎没有一个概预算是没有变化的,比如悉尼歌剧院,不算大的项目造价翻了若干倍;英法海底隧道造价也翻一倍以上。我认为,这些钱绝不会白花,港珠澳大桥所积累下来的技术,奠定了未来中国建造海底隧道和&走出去&的实力。
赵忆宁:港珠澳大桥没有采用BOT模式,因为有粤港两地双重牌照的车不到4万辆,而内地的两地车牌照很少,听起来这个桥是专门为香港而建?为什么要修一个只对港人有好处的大桥?
孟凡超:不能这样理解。虽然港珠澳大桥最早提出的是香港,应该说三方都将受益。这是个政治项目,是为未来长远的战略布局,是为香港持续繁荣和稳定发展创造条件以及&一国两制&的稳定。靠什么维持香港的稳定?香港经济已经失去原有的优势,香港原本依靠大陆转口贸易以及支撑转口贸易的金融环境,随着上海浦东以及长三角和渤海湾的崛起,原有的优势基本没有了,&一国两制&正面临新的挑战。中央政府要维持香港的稳定,要继续给香港的商人到大陆投资赚钱的机会,而深圳、东莞处于产业升级以及环境的饱和,怎么办呢?修建港珠澳大桥向西拓展和辐射,就是为香港经济持续繁荣创造条件。珠澳大桥建成后,将使珠海成为桥头堡,延伸到身后的1000平方多公里的土地,不仅给港人创造第二次创业的机会,同时也带动了粤西落后地区的发展。这是国家战略布局的深层次战略考虑。另外,维持香港&一国两制&地位的稳定,也是要做给国际社会以及台湾看的。
赵忆宁:对于内地将带来怎样的辐射效应?
孟凡超:要强调的是,这个项目决不仅仅是为了香港社会经济发展而建设,建设港珠澳大桥必将对整个珠三角的社会经济发展起到推动作用。目前珠江三角洲两岸粤西粤东的经济发展有一倍以上的差距,粤西处于尚待开发和发展的状态,要解决珠三角内部发展差距及实现一体化,必须要建设通道。从1997年虎门大桥建成以后,珠江口上就没有什么像样的通道建设了。
由桥梁建设大国成为强国的里程碑
赵忆宁:世界桥梁业内之前在谈论韩国釜山大桥、厄勒海峡隧道以及博斯普鲁斯海峡大桥等,而港珠澳大桥的综合工程难度超越了已经建成的跨海大桥。港珠澳大桥工程将在世界桥梁业内产生什么效应?
孟凡超:港珠澳大桥一旦建成通车,对中国和世界以及工程技术领域的影响是具有里程碑性质的,意味着中国由桥梁建设大国或者交通建设大国迈入强国之列,因为港珠澳大桥的建设规模、工程的技术难度以及工程的投资都是前所未有的。项目完成后,将培养一大批掌握海底沉管技术的工程人才,工程建设、施工、设计的水平上了一个新的台阶。另外,中国的工程技术团队将走向海外,目前已经收到很多发展中国家的邀请,他们希望和中国进行合作,提供他们本国的交通需求。
赵忆宁:港珠澳大桥作为一项超级工程,能谈谈大桥创新技术吗?
孟凡超:港珠澳大桥的建设采用了较多的创新技术并创造了多个第一,其中隧道为世界规模最大、水深最深、技术难度最大的外海沉管隧道,采用了当今国际最先进的多项施工技术;人工岛为我国首个在外海修建的大型复杂功能的桥隧人工岛,同样采用了多项当今世界最先进的人工岛施工技术,人工岛具有旅游观光及大桥管养功能,是大桥的显著地标;跨海桥梁工程的创新技术包括大型钢管复合桩研究与应用,埋床法全预制墩台设计与施工技术,预制墩身连接技术、直径75mm预应力螺纹粗钢筋研发与应用,大悬臂钢箱梁耐疲劳结构设计技术,超大尺度钢箱梁的制作与安装,抗拉强度1860 MPa斜拉索研发与应用,桥梁减隔震设计,钢箱梁涡激共振抑制技术,全自动、全覆盖的运营管养设计与装备等;此外,桥岛隧工程将取得近200多项专利技术。
赵忆宁:这个工程完成之后,还有新的工程吗?
孟凡超:还会有更大的工程在等待我们,比如台湾海峡大桥、琼州海峡大桥和渤海湾通道。根据现在国家的经济实力、造桥技术水准以及工程材料水平,建造台湾海峡跨海大桥我们是有信心的,特别是在建造了港珠澳大桥后,解决50~60米水深的施工是没有问题的。
赵忆宁:您觉得有实施的可能性吗?听起来在台海之间架设一座桥梁像在梦里。
孟凡超:我觉得既遥远又不遥远。台湾海峡就建设跨海大桥两岸已经开过九届研讨会,第十届十一月份将在福州召开,两岸三地有很多工程技术人员参与。我觉得台湾海峡跨海大桥的建设经济技术不是问题,还是在于两岸关系的走向和关系解决时机的问题。
赵忆宁:渤海湾大桥和琼州海峡大桥进展到什么程度?
孟凡超:目前这三个项目正在做不同深度的前期研究。修建渤海湾通道(烟台到大连)是迟早的事,这是打造国家渤海湾经济圈的支撑项目,大通道建成后可将中国东北地区、环渤海地区、长三角、珠三角等4大经济区域和俄罗斯东部地区紧密地串联起来,促进区域经济一体化的发展。另外,目前正在编制《琼州海峡跨海工程规划研究报告》,大桥跨海部分长约26.3公里。我认为,等到渤海跨海大桥和台湾海峡跨海大桥一旦完成,将使中国桥梁建设水平再上一个新的台阶。
赵忆宁:您今年55岁,假如您还能工作20年,您最希望看到什么和做什么?
孟凡超:我有两个期望:首先,作为中国交通建设者来说,我希望尽早修建渤海湾通道、台湾海峡以及琼州海峡跨海大桥,这些国家级的战略通道一旦建成,将为拉动国民经济的发展释放更大的能量。其次,目前国家的基础设施建设水平并没达到高峰,我们处于技术的高级阶段,但是还没有达到最高的水平,还有很大的发展空间。我希望有朝一日中国成为世界交通建设强国阵容中的领先者。
港珠澳大桥背后的&自我研发&
在港珠澳大桥的建设工地,到处有振华的身影,起重浮吊船、碎石整平船、沉管安装船、大钢圆筒、节管制作模板&&年幼的中国海洋工程装备制造业,正全力托起世纪工程的建造。装备技术自我研发和交建能力的提升,受益于中国庞大的基础设施投资。
本报首席记者 赵忆宁
工程实现的保障由人才、技术和装备组成,这是陆地工程的概念;而当往深海发展时,一定是装备先行,没有设备做载体,技术也无用武之地。拥有何种等级的装备又决定了完成施工难度的等级。&某种意义上,海洋工程的施工水平取决于装备的能力&,中国交通建设股份有限公司副总裁、上海振华重工董事长宋海良说。
上海振华重工是名声在外的重型设备制造商,主要生产岸边集装箱起重机、门座起重机、浮吊和工程船舶等,在大多数国有企业为如何走出去而焦虑时,振华港机设备已多年占据全球港口机械75%的市场份额。以高标准高门槛著称的德国制造,其港口装备都是来自中国振华,这是德国唯一退出的重型设备制造领域。但是振华并没有停下脚步,在过去几年中,他们开始从港口设备制造向海洋工程制造转型。
宋海良说:&全球港机市场每年只有40亿美元,而海洋工程全球市场份额有500亿美元,随着汇率的变化,成本要素上升,以及创新速度放缓,逼着我们向海工制造转型。我们锁定的目标是海洋工程装备制造的欧美第一梯队。&
在振华南通基地,可以见到正在建造的1.2万吨全回转起重船,起吊吨位突破了由振华创造的&蓝鲸&号7500吨全回转起吊船的世界记录。他们不断地创造世界纪录,随后又不断刷新纪录。而韩国釜山大桥当年正是由于受到起重船3000吨浮吊上限的制约,无法将23个9573吨深水桥墩放置在水下31米的地方,只能把沉箱分成两个部分制作。除此之外,在这里你还可以看见振华正在建造第二个海洋石油平台。
沉管调整装置凸显自我技术创新
振华海洋工程的精细制造与在海洋工程设备创新的能力,在港珠澳大桥的建设中接受了实战的检验。港珠澳大桥工程属于深海施工,特别是海底隧道沉管预埋,无疑需要多种海工专用设备。林鸣早已想好:建设港珠澳大桥工程,一定要使用中国的海工装备,这将是提升中国海工制造的机会。&当林总决定港珠澳大桥使用中国海工装备时,我们甚至都没有见过他让我们做的设备长什么样!&振华重工海上重工设计研究院生产设计所副所长何可耕说。
何可耕所在的振华将承担建造港珠澳大桥最重要的设备,两艘&沉管安装船&。为此,工程师们来到韩国。韩国釜山跨海大桥已经建成,曾经铺设18个沉管构件的&功臣&已经退休。中国工程师们没有被允许登上这艘船,只是围着船远远地绕了一圈就回来了。大宇集团在釜山隧道尚没有完工时曾表示,&有信心携此技术,开辟跨出国门的沉管隧道工程&。而何可耕则说:&从一开始就没打算用他们的技术&。
沉管安装船的工作是把沉管运到施工海域并进行沉放安装。安装船上放置了一个至关重要的设备&&沉管调整装置(Equipment Position System,EPS),这项专利属于荷兰斯特拉顿公司(Strukton)。要建造自己的船有两种选择:购买该公司的专利,或者自己创新。前者要付专利费,但因之前未能合作,对方直言不转让专利。而对这套设备非常了解的日本专家花田坦言:EPS并不好用,并建议中国工程师应该想别的办法。只剩一条路:在方法和技术上创新,超越EPS。
何可耕是创新者之一,他介绍了两种技术路线的比较。荷兰的EPS由一个门型框架、两套液压油缸将沉管外部定位系统放到海床上,一套800吨垂直千斤顶顶起沉管,一套200吨水平千斤顶负责左右摆动,以调整沉管的位置。而我们借用了微寸动(Micro inching)原理,在船上配置了8台大型绞车收放钢绳,辅以寸动钮及数位计时器,根据管节上安装的GPS系统反馈管节与基准线的偏差,以收放精度2.5厘米的节奏控制绞车钢绳的收放,而管节最小移动速度可以达到每秒钟不到1厘米。在水下施工,管节在水中一动就停不下来,要保证对接精度,关键是&让管节慢下来&。
值得一提的是,当初为确保施工万无一失,选择了两套备选方案:其一是在沉管安装船上放置一台纵向调节绞车,可在纵向水流流速过大时拖动沉管;其二是在沉管里安装一套纠偏装置,以调整对接精度。但这两套备案至今没有使用过。对于沉管安装船的精准度,花田认为,&这是一艘非常专业的沉管沉放设备&。
形象地比喻,EPS是个不断纠错的工作原理,振华选择的是一次到位的技术。而一次到位精准&寸动&的创意,正是来自何可耕岸桥工程的经验。&每当台风来临时,港口的岸桥起重机要移到固定的位置,使用插销让起重机和地面合为一体。每次对接销子孔时,按下一次按钮它自己就走5公分,然后就自动落下来。为了完成这个动作,要有测量系统,控制马达的转速,安装编码器,还有电控等等。我们就把这台原理移植到沉管安装船了。&何可耕介绍说。
&三个宝贝&吸引业内的密切关注
在港珠澳大桥岛隧工地几乎人人皆知,林鸣有三个宝贝,它们是两艘沉管安装船&津安2&和&津安3&号,另一个是&津平1&号&&高精度深水自升式整平平台,工程师们更愿意称它为碎石整平船。如果说&津安2&和&津安3&是对振华创新能力的检验,&津平1号&则是对振华海工设备制造工艺水准的测试。
33节沉管要被放置在事前挖好深水基槽的碎石基床上。先由抓斗式挖泥船巨大的抓斗,在水下挖出48米宽、最大48.5米水深的垄沟,之后铺上2米厚的大块石,使用振动锤把块石夯平后,再平整铺上一层1.3米厚的小碎石。5664米沉管基床需铺设约56万方碎石,平整度要求控制在小于40毫米,而工程师们不愿仅满足于设计要求,不断地精益求精,E13基床的精度甚至达到了2毫米。
港珠澳大桥岛隧工程E1碎石基床,受施工环境制约,只能采用人工铺设作业,22名专业潜水员分成11组潜入14米水下作业,首先在海底放置导轨,高程误差控制在&5毫米之间。可以设想,如果整个隧道的沉管基床以这种方式作业,安全、效率、精度成为最大的不确定因素。
此前,总承包商中国交建曾经考虑引进专业设备提高铺设效率。经考察发现,国外只有两艘能担当此任的施工船,一艘在丹麦,曾在建造厄勒海峡沉管隧道中使用过;另外一艘在韩国,用于釜山海底隧道。但是这两艘船都不符合港珠澳建设海底隧道建设的要求,工作水深分别是25米、40米。而港珠澳最深水深为48.5米。中交港珠澳大桥岛隧工程项目部决定建造一艘新的碎石整平船。振华接受了建船的任务。
首先是工程对铺设碎石的精度要求。&韩国的船采用飘浮作业方式,船体在水里受到波浪的干扰将直接影响铺设精度,我们引入了石油钻井平台抬升系统的工艺,用四个桩柱把工作平台抬出水面强化稳定性,保证了整平的精度要求。&振华重工海上设计研究院项目经理尹刚说。
&津平1号&碎石整平船于日下水,他见证了E1与E2的对接。站在船舶并不算宽敞的平台上,一艘运送碎石的泥驳泊在旁边,在俄罗斯格洛纳斯系统定位下,通过一根几十米长钢结构的导管深入水下将碎石喷射而出,达到96%的抛石精度:即在碎石基床上,随机选取100个检测点,96个点的平整精度达到要求。基层精度控制在正负4公分之内。尹刚说:&这个是沉管安装成功的一个先决条件,一旦碎石基床某处出现不平整,将直接影响整个隧道的质量,只有高精度的基床才有高精度的沉管对接&。
实现精度的关键在于船上的抛石管及附着其上的声纳,这让抛石作业变得智能。就像水下探头,基床上某一处坑深,抛石管就会多停一会,多倒些石料。其出色的表现让船上的日本专家冲山惊叹:&这样的精度在世界上也是首屈一指&。
&津平1&以十天铺一个沉管基床的节奏,每天完成一个船位的作业移动,移动频率远远高于石油平台。这就对抬升系统的动力与材料提出要求。为了加快抬升的速度,他们研制了电动抬升系统,每爬升一次只需20多分钟,而液压系统则需要3-4小时;为了制造具有高强度及优良低温冲击韧性的四根齿条,振华挑战精细加工的极限:四根90米长的齿条钢,实现加工垂直直线度210毫米,或者说只有1厘米的误差。尹刚说,&当整个桩腿焊接、制造完成了以后,我们用浮吊往筒里面插入90米长的齿条,四根齿条一次性顺畅地插下去,这说明振华制造的精度非常高&。
被命名为&津安2&和&津安3&的两艘沉管安装船,以及&津平1&碎石整平船,在服役的过程中已经受到业内的密切关注。中国已经完成港珠澳大桥沉管隧道一半的工程,而筹建中的费马恩海峡丹麦-德国沉管隧道也进入了最后的采购阶段,该大桥总长是港珠澳大桥的三倍,其中包括79节标准沉管,每个标准沉管长217米,宽42米,高9米,重达73500吨。
丹麦国企Fermern A/S负责这项造价高达76亿美元的工程。公司技术总监Steen Lykke表示:这一流程旨在确保(中国承包商)了解我们的要求,而且我们也了解他们的提议,他补充说明是否能够竞标成功,取决于承包商的设计是否能在各种限制下发挥创造性。
何可耕刚刚访问了德国、丹麦两个总承包商(两个隧道的承包商会从相隔18公里的海岸两端动工),五个标段中的三个标段对振华的沉管安装船以及碎石整平船表达了合作意向。
在港珠澳大桥的建设工地,到处有振华的身影,起重浮吊船、碎石整平船、沉管安装船、大钢圆筒、节管制作模板&&年幼的中国海洋工程装备制造业,以全力托起世纪工程的建造。
交建水平提升受益于基础设施投资
本报首席记者&赵忆宁
林鸣曾经在中国交建哈大高速铁路TJ-3标段指挥部担任总工程师,高铁工程建设的技术以及装备水平留给他深刻印象:高铁工程做一套32米的预制模板,要两三百万,建一个预制厂花四五千万,这让他极为震撼。4年后,在他主持下建设了世界规模最大的沉管预制厂,投资近10亿人民币,一套沉管预制模板投资规模数以亿计人民币。
林鸣说:&这就是国力强大的体现。但是,仅仅拥有经济实力是不够的,港珠澳大桥海底隧道施工技术,如果提早十年,都可能是有心无力。是中国改革30年的经济实力提升与科技发展的成果给我们提供了机遇与平台&。
正是由于中国经济发展的需求以及国力的增强,使中国交通建设的规模与水平得到关键性的提升。根据ENR(Engineering&News&Report)在2014年8月发布的全球承包商250强(2014&Top&Global&Contractors)名单,中国承包商包揽前10位中的5位,中国交通建设股份有限公司(港珠澳大桥的主要包商)位居第四,相比2013年的第六名提升了两个位次。ENR评论认为:&他们从中国庞大的基础设施和铁路建设项目中获益&。
而中国制度以及体制的优势是推动交通建设发展的重要原因。刘晓东说:&首先,中国独特的社会主义体制优势是集中力量办大事。当这个项目提升为国家战略的高度时,集中力量办大事的制度优势就显示出来了。比如,由交通部牵头成立了港珠澳大桥工程专家委员会,涵盖了水工码头、路桥等不同专业,集中了全国的工程建设经验。其次,当完成具有竞争力的创新时,特别是在岛遂工程这样高精尖的领域,如果没有行政资源的整合,或者没有政府的主导很难。中国交建集团是基础设施建设领域中全产业链的企业,囊括工程投资、管理、研究、设计、施工、监理以及制造。集团除了借助市场的力量,还需要借助行政的力量,才能实现集中全国的优势资源,以及对全球资源进行整合&。
从上个世纪80年代末到90年代初,中国使用世界银行贷款修建了第一条高速公路后,在路桥建设领域,中国的交通建设并没有形成对外国的依赖,基本上自主建设。&路桥基础设施的建设由各级政府起主导性作用。虽然我们与国际交流频繁,但是并没有依赖国外技术的拐杖,而是利用中国强大的市场需求,从一开始就是立足自己。这也为我们从桥梁建设大国到桥梁建设强国的转变奠定了基础。&刘晓东说。
工程建设与音乐、绘画的创造性相比没有本质的不同,遗憾的是,工程的创造性往往被人们低估,这是因为公众没有被训练如何欣赏一个具体的、制作精良的工程作品。正在建设中的港珠澳大桥是一个创造性的世纪工程,它给我们一次走进工程建设、走进工程技术的机会。
刘晓东说,在过去的四年里,他们每年解决一个难题:&2011年是快速成岛,核心是寻找深插式大直径钢圆筒的解决方案;2012年是沉管预制以及基床整平及复合地基技术;2013年是沉管半钢性结构;今年主要是研究深水深槽施工作业技术攻关;明年,将是水下快速安装技术&。港珠澳大桥项目经过十多年的论证,以2009年12月开工为起始点,如今,工程建设已经将近四年,距离2016年完工的日期不远了。
(注:特别致谢港珠澳大桥项目部任朝明,在稿件写作期间,她为信息与数字的沟通与核对做出贡献。)
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