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建设者心声
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1400天的海上“奇幻之旅”

——港珠澳大桥海底隧道33节沉管安装施工侧记

 

700多年前,珠江口外,伶仃洋上,诞生了传诵千古的光辉诗篇。今天,依旧是这片海域,轰隆的机器声中,一项史无前例的超级工程——港珠澳大桥正在创造着新的“奇迹”。

从2013年5月2日首节沉管安装,到2017年3月7日最后一节沉管成功对接,历时整整1400个日夜。要在四十多米深漆黑一片且暗流汹涌的深海里,实现33节仿如航空母舰体量的巨型沉管“海底之吻”,并且对接精度控制在毫米级别,被建设者们喻为“在大风中穿针”。

96个小时的“深海初吻”

“5公分、4公分……1公分、5毫米、4毫米……1毫米,拉合结束!”经过几秒钟的数据确认,现场掌声雷动。2013年5月6日上午10时10分,港珠澳大桥首节沉管E1与西人工岛实现“初吻”。

连续奋战了96个小时的建设者相拥一团,沉管安装船“津安3”的船长刘建港,这个壮实的北方大个子不禁流下热泪:“几天没合眼,终于成功了!”汽笛悠扬,笑语连连。世界最大、国内首次实施的外海深埋沉管隧道施工迎来了历史性时刻。

“这不仅是对工程建设核心技术的考验,更是一场对建设者‘工匠精神’的考验”。刘建港说到,“过程中要经历极为狭窄的桂山岛沉管预制厂深坞坞口,12.6公里长距离沉管拖航,复杂多变的伶仃洋海域洋流,水道狭窄的基槽横拖区域,繁复的系泊作业,精度苛刻的沉放对接任务。”

“每个月只有一到两个作业窗口,对于每一步的工作安排都要做到争分夺秒,每个人必须保持高度紧张状态。”岛隧项目副总经理兼HSE总监黄维民深知海上自然条件对施工的重大影响。

2013年5月2日11时,112.5米长、4.7万吨重的首节沉管E1驶向大海,中交建设者开始探秘这片未知的海域。
“整个拖航过程需要控制在一个缓慢均匀的速度。这个过程很困难,速度需要控制得非常好。”岛隧工程项目总经理、总工程师林鸣一直紧盯着施工现场,大家都劝他休息一下,他却说:“我盯在这里踏实一些。”

然而,一个大家未料想到的情况发生了。5月3日,当沉管缓慢沉放抵达海底基槽时,施工人员发现海底预先铺设好的基床比原来高出4至5厘米,并非最佳沉放效果。“4月30日,我们的潜水员曾经测量过,那时的基槽高度是符合要求的。”副总经理尹海卿说到。

此时,距管节出坞已近30个小时。没有人知道这场“拉锯战”将会持续多久。他们用凉水洗脸、往脸上抹风油精,让自己时刻保持清醒。现场的每一个人神经持续紧绷,不敢有一丝松懈。

4日晚上,潜水员开始下海清理基槽淤泥。由于首节沉管与西人工岛对接,其管体呈2.99%的斜度,且作业空间所限,无法进行机械整平。几十名潜水员只能轮班倒轮流下海,用双手一寸一寸地清理淤泥。至5月5日夜间,团队所有人员已连续作战超过72个小时。

“这是一支特别能打硬仗、特别能打胜仗的英雄队伍。”当历经96个小时鏖战,在E1沉管对接完成之际,交通运输部、珠海市政府等单位发来贺电,称赞中交岛隧这支“铁血”之师的坚韧不拔。

156天与回淤“较劲”

气象预报显示,这是珠海全年最冷的一个夜晚,也是岛隧工程沉管安装最为惊心动魄的一次战斗。2014年11月17日18时,E15沉管正式回撤。现场作业海区风力持续5-6级,有效波高1米,巨浪甚至能直接将人打翻。洋流的一起一落时刻牵动着建设者不安的心。

“将已经出坞的巨型沉管往回拖,全世界还没有先例。”林鸣总经理说,相比往外浮运,往回撤更加困难。一旦回拖过程中出现任何意外,不止价值上亿的沉管报废,更加危及伶仃洋航道的安全。

两天前,11月15日,E15沉管首次“出征”,浩浩荡荡向伶仃洋深处进发。十几个小时后,沉管抵达沉放区域,正进行各项安装准备时,潜水员下水检查后回报的一个消息,让安装船指挥室的气氛瞬间凝固:意外发生了!管节基床出现一股从未有过、来历不明的超强回淤,平均厚度达4厘米,潜水员用手拨都拨不开。此前,E15基床12日刚刚整平完,13日通过监理验收。也就是说,在短短的24小时内,一股强烈的回淤覆盖住了整个E15管节的基床。

“基础不牢,地动山摇!”林鸣总经理说,如果强行安装,万一基床上的淤泥让沉管发生滑移,对于设计使用寿命120年的港珠澳大桥来说,未来可能是致命的隐患。经多方商议决定,11月18日9时,E15管节历经62小时的艰难海上旅程返回桂山沉管预制厂。

回淤究竟从何而来?专家组先后召开数十次专题会,8次集体会诊施工现场,在周边120平方公里海域布设6组固定监察基站、24组监测仪器。为弄清楚上下游泥沙的因果关系,技术人员开展每天18公里长距离巡测,即每隔一公里取样检测一次,每天取样18个点。在完成200组地质取样普查、30多次密度检测、持续奋战了几个月后,专家组得出了统一的结论:海底突然出现的回淤,主要来源于上游海域采砂船采砂洗砂产生的悬浮物。

“这是我国海洋泥沙领域从未有过的深度研究。”尹海卿副总经理说到,“此前,我国的泥沙研究,大都以年或者月为时间单位,研究的淤泥厚度都以米为单位。如今,专家们研究的时间单位缩小到天,研究的淤泥厚度单位缩小到厘米。”

2015年大年初六,E15沉管再次启程,第二次出征伶仃洋。然而,就在一切循序渐进时,深海之下的一个意外,让沉管安装再次受阻。

2月24日早上11时,浮运路程过半。一个突如其来的消息打乱了既定计划:多波束测深系统在对基床进行扫测时,发现基床东北部有大面积堆积物,总量达2000方,最厚处达到60公分。

“这些淤泥是基槽边坡回淤物堆积过厚造成,近三分之一的基槽已受损。”现场技术人员分析道。数月的努力将从头来过,许多身经百战的工程师、专家都落下了痛惜的泪水。E15沉管再度被拖回桂山沉管预制厂。

一个月后,3月24日凌晨,桂山牛头岛浓雾弥漫,又一轮冷空气正在袭来,但建设者们个个摩拳擦掌,激情满怀。此前两次安装遇阻时,不少专家、技术人员当场洒泪,仅仅一个月后,这支队伍面貌一新、士气昂扬。

26个小时,经浮运、系泊、数轮沉放、观测、调整,E15沉管姿态完全可控,缓缓沉入40多米深的海里,并和此前已安装的E14管节完美对接。三征伶仃终于告捷,安装船上建设者的掌声经久不息,绚烂的烟花照亮了伶仃洋的夜空。

“经历了这么多困难才取得的成功,就显得更加珍惜!这样的困难都能克服,我们还有什么克服不了的!”林鸣说出了全体建设者的心声。

6级风力下的“深情相拥”

2016年是厄尔尼诺年。一月至八月,没有一个台风光临中国。八月份以后,台风一个接连一个来临。巨大的工期压力,让中国交建建设者与恶劣天气正面“交战”。在完成28节直线段沉管安装任务后,首节曲线段沉管E33将与东人工岛首次“相拥”。

“沉管对接的过程,任何一个地方,任何一个接头出了问题,一切都是零。曲线沉管在对接过程当中会发生偏转,这个偏转会造成对接的偏差,是我们目前技术上的盲区。”林鸣总经理深知曲线段管节较直线段管节安装对接的难度。

相比西人工岛,东人工岛附近的水流流速更大,因此“挑流”会更加严重。“挑流”造成的结果,就是流速加大。巨型沉管的精准安装,必须要在水流流速比较低的情况下实现。或者说,沉管安装有一个水流流速的限制。而且西人工岛与沉管对接形成的轴线,与水流方向是一个正相交,而东人工岛和沉管对接形成的轴线,与水流方向是一个斜相交。正是这个斜相交,使得安装过程中沉管“姿态”的控制变得异常复杂。

10月7日凌晨5点,港珠澳大桥首节曲线段沉管E33启程出发,而此时,19号台风“艾利”正穿过菲律宾向北而来。当天入夜,E33沉管已经抵达安装区域5个小时,却迟迟不能下沉对接安装。东人工岛岛头海域遭遇到了强烈的波浪影响,现场风力达到了6级,安装船船体正猛烈地晃动着。这是一个惊心动魄的等待过程。

“津安3”船舱里,船长王汉永正紧盯着台风“艾利”的卫星云图。身为船长的他,比大多数人都要紧张。“船只和管节的每一个动态,船上每一个人的安全,我都要负责。”他担心,已经连续作业十几个小时的兄弟们会不会疲劳,剧烈拉扯中的缆绳是否依然坚韧,这样的大风究竟会持续多久。

10月8日清晨,令大家欣喜的是,施工区域的风力逐渐减小,但管节一刻没对接,大家悬着的心依旧没能放下。“为了首个曲线段沉管的安装,我们筹备了两年,进行了一年的专题科研,半年多的施工准备,在基床铺设过程又多次受到强台风的影响。”尹海卿说到。7:20,经过26个小时与大风大浪共舞,在大家的共同注视下,E33沉管与东人工岛岛头成功对接。

1毫米的“一锤定音”

“报告林总指挥长,港珠澳大桥岛隧工程E30沉管经过近26个小时的浮运、系泊、沉放、对接等施工,现已顺利完成水力压接。测控系统显示,管节安装精度满足设计要求。至此,岛隧工程33节沉管已全部完成安装作业,特此报告!”2017年3月7日8时40分,最后一节沉管E30成功安装。

“好!”安装船操控室内挤满了100多号人,共同见证了这一重要的历史时刻,每个人脸上都洋溢着满满的笑容。更让大家感到激动欣喜的是,此次管节安装的轴线偏差仅为1毫米。“可以说,E30沉管安装对接效果跟我们所设想的完全一样。”刘晓东副总经理说到。

1毫米是什么概念?如一张普通银行卡的厚度。8万吨重的“巨无霸”在40多米的海底要毫厘不差地稳稳“睡”在碎石基床这张“席梦思”上,不仅要“摆放”在设计师们预先划定的“安全黄线”内,而且还要精确匹配。

“这是所有33个沉管里面限制条件最多的一个,它的高程、平面轴线对它有很高的限制。如果不能按照我们想象的位置定位的话,到时候就很难调整了。在33个沉管中,它应该叫‘一锤定音’,从某种意义上它控制了我们的施工精度。”林鸣总经理深知E30沉管对接精度控制的重要性,这不仅关乎到已建海底隧道的整体线形,更与沉管隧道最终接头安装施工密不可分。

采用“盾构法”等传统方法施工的隧道,对接误差一般在15cm;沉管隧道建在海底,很多测量方法都无法施展。三年多来,项目总部深入开展隧道龙口线形动态评估及控制系列专题研究,制定了综合采用 GPS系统、双人孔投点、管内贯通测量、水下人工复核等四种测量手段进行比对、校正的定位方案。针对测量所得的数据,由设计处、中心测量队和测管中心三方背靠背复核,以实现管节的精准定位。

“从E25沉管开始,我们就有意识地对管节整体线型进行微调。设计要求轴线偏差控制在1厘米以内,我们已经控制到了5毫米。大家都觉得差不多了,已经很好了。可林总说不行!硬是拉着大家调了将近3个小时,最终调到了1毫米的高精度。”刘晓东说,“我想这就是中国交建工程师们严谨和坚韧的职业素养、追去极致的意识。一毫米一毫米地去调控,用数据说话,不放过任何细节。现在回想起来,就好像自己有个愿望,然后这个愿望完美地实现了。”

1400天乘风破浪、1400天顶风冒雨、1400天海底绣花、1400天逐梦伶仃,矗立风口浪尖的“弄潮儿”与海浪共舞,与回淤赛跑,与台风竞速,一米一米构筑了近6公里长的沉管隧道。如今,33节沉管静卧海底,深海“巨龙”只待最后的点睛。

就像林鸣总经理所说:“我们沉管的安装过程,应该是国力的体现,运用了很多大国重器装备,还有很多跨行业的集成,应该为我的同事点赞,更应该为我们的国家点赞!”


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