桥上中国——港珠澳大桥建设纪实

曾平标

    导语:201810249时,港珠澳大桥正式通车运营。在港珠澳大桥开通仪式上,习近平总书记强调:“港珠澳大桥的建设创下多项世界之最,非常了不起,体现了我国综合国力和自主创新能力的重大跃升,体现了勇创世界一流的民族志气。这是一座圆梦桥、同心桥、自信桥、复兴桥。”这座世界上总体跨度最长的跨海大桥,是中国桥梁建设史上技术最为复杂、环保要求最高、建设标准最高的“超级工程”,被英国《卫报》誉为“现代世界七大奇迹”之一。有人评价,它是交通工程界的“珠穆朗玛峰”。本文作者历经十年广泛搜集资料,并跟踪采访数百位大桥的建设者,对这个超级工程进行了全方位记录。

 

1983年的一个夏夜,在位于香港铜锣湾合和中心64层的“胡公馆”里,香港著名实业家胡应湘提出一个大胆的设想:何不规划寻找另一条使珠江西部和香港直接对接的跨海大桥,这样就与广深、广珠高速公路形成了整个珠三角环状高速路网?他是首个提出跨伶仃洋建桥的商界第一人,随后他将多次修改比较成形的方案定名为《兴建内伶仃大桥的设想》。

珠海被确立为特区后,从1983年到1998年,时任珠海市委领导的梁广大在珠海做了一系列开创性的工作。因为他敢想敢干、敢于试错,被人们称为“梁胆大”。跨伶仃洋建桥一度被认为是梁广大的“胆大梦想”。

19927月,珠海正式委托中国交通公路规划设计院编制《伶仃洋跨海工程预可行性研究报告》,并于1996年获得国家计委批准立项。在珠海市政府大院1号大楼的底层大堂,一个横跨伶仃洋的大桥模型曾静静地摆放了整整15年,直到2008年港珠澳大桥项目尘埃落定后才被人悄悄地挪走。

然而,对香港民间建桥呼声和珠海市政府递来的橄榄枝,末代港督彭定康不假思索地一口回绝:NO(不)!”

直到随着香港、澳门主权相继回归,一座跨越珠江口海域,连接香港、澳门、珠海的超级工程才重新被提上议事日程。

 

建桥之争:从山穷水尽到峰回路转

 

港珠澳大桥从动议到落地,整整跨过30年。30年,在建与不建、如何建、谁来建的论争中屡次山穷水尽。在桥形与着陆点、口岸和融资安排的利益博弈中屡次峰回路转。

从大珠三角城市的版图看,广州置顶,珠海、澳门位左,深圳、香港居右。如果说这是一个A字形,中间那道横线就是港珠澳大桥了。

那道横线要不要画?如何画?

作为三方合作推进的跨界项目,港珠澳大桥涉及“一国两制”又牵动三地利益,“单双Y”之争成为大桥论争中最激烈的焦点。

什么叫“单Y”?就是大桥一头连接香港,两头分别连接珠海和澳门,其方案“鼻祖”是香港实业家胡应湘。什么叫“双Y”?就是在单Y的基础上,再斜拉出一条通道,连接深圳。其方案“教父”是中山大学港澳珠三角研究中心的郑天祥教授。“单双Y”方案,各方围绕的都是让大桥更多地满足自己的利益,而这必然会遭到其他方的质疑甚至反对。那么,找到利益博弈的平衡点是关键。

2004229日,在“珠海城市发展新战略·城营商高峰论坛”上,一位香港学者很不客气地说:“最近这两三个星期里有些骚动,就是有人提出来要作‘双Y’方案。什么是‘双Y’方案呢?就是说西岸这边的桥接珠海、澳门,这个大家都没有争议,那边是不是要连接深圳呢?除了连香港以外,我觉得这个情况是相当令人担心的,如果再在这个问题上纠缠下去,会对这座桥的推动造成很大影响……最近听到这个想法是深圳方面在后面推动的,有的人说是广东省里边推动的,首先就是学者提出来,但是,我觉得现在提出‘双Y’方案,是有意制造麻烦,背后可能是根本不想建这座桥!”

一波未平,一波又起。“单双Y”之争的硝烟刚刚散尽,大桥着陆点的争议烽烟又起。由于排除了“双Y”方案,桥梁东段香港的落点自然没有多少争议,西段的落点选址成了最大的悬念。

珠海希望大桥登陆点选在横琴岛,带动横琴的发展。但是,横琴岛在澳门西边,相当于澳门的后门,澳门本来就不到20平方公里,珠海的想法显然让澳门有点儿“不高兴”。

为避免与珠海正面“交战”,澳门采取迂回战术,只强调自己的落点首选放在明珠点,这与珠海的横琴点南辕北辙。这样一来,珠澳双方的两个迥然不同的落点方案又成为大桥前期协调工作的一个结。

我们都知道,拱北是珠海经济、商业的兴起地之一,每天平均有3040万的人流通过拱北口岸,而且拱北是珠海的金融、商业区和最繁华的闹市区之一,人流高度集中,桥在拱北落脚,交通难题怎么解决?货柜车上下大桥怎么办?

20045月的一天,中交公路规划设计院副院长、港珠澳大桥初步设计总设计师孟凡超和港珠澳大桥前期工作协调小组办公室总工程师苏权科对备选方案上的登陆点进行实地勘察。他们沿着澳门海岸跑了一圈无果,正欲返回珠海,恰好在澳门口岸和拱北口岸之间发现有一块地方,他俩拿步子来回量了几次,有六七十米。

“能不能从这地底下穿过去?穿过拱北以后,再从前面出来,再连到我们的陆上去,这样的话不是不影响澳门了吗?”孟凡超对苏权科说。

“这个办法好,穿过拱北以后,也可以通过横琴大桥连接到横琴。”苏权科与孟凡超有了共识。随后,这个备选方案经过专家论证,三方都接受了,最终成为港珠澳大桥西端珠海方的落脚点。

作为跨界基础工程项目,港珠澳大桥历经多年的反复研究和讨论,靴子迟迟没有落地,其中一个难题就是融资。至2005年,在大桥前期协调时出现的融资利益博弈,成为制约大桥能否上马、何时上马的最大拦路虎。

2007年初,港珠澳大桥专责小组第一次会议最终确定了“政府补贴+社会企业合作”投资的融资模式。政府补贴分摊比例的那部分,则以效益、费用比相等的原则计算,谁受益最多,大桥主体部分的政府补贴就出资最多。

但问题又来了,谁受益最多?这个问题由谁来评估?

20088月,港珠澳大桥融资方案发生了戏剧性变化,国家公布批准的结果出人意料:放弃企业投资加政府补贴方案,改由政府投资建设的方案。

根据这个批准的结果,国家对港珠澳大桥的主体工程划拨款50亿元人民币,加上广东省共出资本金70亿元人民币,香港出资67.5亿元人民币资本金,澳门出资19.8亿元人民币资本金。三地的资本金额合共157.3亿元人民币,占大桥主体建设费约42%,其余部分再由粤港澳三地政府组成的项目机构通过贷款解决。

国家送“大红包”,这确实让粤港澳三地喜出望外。

 

中国可以说“行”

 

伶仃洋航道是世界上最重要的贸易通道之一,每天有4000多艘船经过这里。为了保证大型船只的顺利通行,大桥桥面设计要求必须比海平面高出70多米,相应的桥塔的高度要在200米以上。设计师有着高超的智慧,他们提出了一个大胆的设计思路,将大桥会影响船只和飞行通行的部分埋入海底,变成海底隧道,这个方案创造性的将大桥建成“桥梁+人工岛+海底隧道”的组合,使大型船只与飞机都能不受干扰的安全通行。

然而,海底隧道沉管安装是世界级难题。

开工之前,岛隧工程项目总工程师林鸣带领他的团队与荷兰某世界顶级隧道工程咨询公司接触。几经谈判,对方最终同意提供沉管浮运安装施工技术咨询,但狮子口一开就是1.5亿欧元的咨询费,并且只派出26名咨询人员。

1.5亿欧元?”林鸣还以为耳朵出了问题。

“是的,1.5亿欧元!”对方耸耸肩,表情无奈地摊摊手:“你们中国没有能力做这件事,当然得接受这样的价格。”在当时,1.5亿欧元相当于15亿元人民币。

林鸣说:“给一个价,即3亿元人民币谈一个框架,就是拿风险最大的这一部分合作。”

荷兰人耸耸肩,摊开两手:“那我们只能给你们唱一首歌。”

“唱首什么歌?”林鸣问。

“我给你们唱首祈祷的歌。”

荷兰公司吃定:中国的技术不可能建成港珠澳大桥。

断了念想的中国科技人员只能自起“炉灶”。20102月,交通部汇聚国内外相关领域著名专家成立了港珠澳大桥技术专家组,成员囊括了7位院士和两位外籍专家;同年9月,港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术5个课题,19个子课题进入国家科技部“科技支撑计划”项目。

海底隧道需要构筑两个人工岛“转换”。钢圆筒快速成岛技术,是工程师们发明的先进技术,比传统的抛石成岛技术快了两年,这种技术不仅减少对海床的挖泥作业,而且降低对海洋环境的破坏。钢圆筒体积庞大,每个都有14层楼那么高,重量相当于一架空客A380飞机。用哪个模具也做不出这样的大家伙,这可怎么办呢?

工程师决定用小钢板组成钢圆筒,先生产72块小钢板,然后把它们焊接成若干块大钢板,最后将大纲板放在特制的内胆上,拼接成钢圆筒。拼接的大钢板误差控制在三厘米以内,再加上工人高水平的焊接,这样做出来的钢圆筒就不会出现漏水,或者漏沙的问题了。

两座人工岛之间,要在海底50米处挖出一条沟,作为海底沉管隧道的基槽,抓斗每次挖泥的范围误差都不能超过0.5米。

基槽挖好后,还要进行加工,因为海床的泥土水分高,像嫩豆腐一样软,非常容易发生塌陷。于是抓斗式挖泥船的“好朋友”都来帮忙了,挤密砂桩船、清淤船、抛石船、整平船陆续登场,他们在海底各显神通,将基床打造得平整又坚固。

沉管地基加固的新技术叫挤密砂桩技术,即采用专用沙桩船,通过振动沉管设备和管腔加压装置,把沙强制压入水下的软弱地基中,迅速起到置换、挤密、排水、垫层的作用,增加地基的强度和刚度,加快地基的固结,减少沉降。

“这项技术起源于日本。”叶柏荣说。叶柏荣是国内最早研究挤密砂桩技术的人,谈起往事,他还是有些愤愤不平:“当时呢,我们跟日本进行洽谈,我们是想要购买这套东西。但是日本人说船可以卖,但里面的控制系统不卖,你们要做工程我们可以帮你们去做。这哪行呢,我们怎么能受制于人家?”

直径的控制,下砂量的控制,置换率的控制,标高的控制,都需要一套完备的控制系统去实现。中交三航局副总工程师、女博士时蓓玲和她的助手马振江带领研发团队,经过一年多的研究,终于研发出一套具有独立知识产权的控制系统,彻底打破了外国人对挤密砂桩工程技术的封锁。

之后,一大批中国自主研发的高性能“大国重器”横空出世:整平船“津平1”、起重船“振华30”、清淤船“捷龙”轮、抓斗船“金雄”轮……在港珠澳大桥你方唱罢我登台。

20163月,林鸣应荷兰某世界顶尖隧道工程咨询公司的邀请,再次来到阿姆斯特丹。令他惊愕的是,就在他们走进集团大门时,一面鲜艳的五星红旗在雄壮的中国国歌声中缓缓升起,这家公司以一种特别的方式来表达对港珠澳大桥建设者的致敬。而邀请方正是当年开出1.5亿欧元天价的那家公司。

“如积薪耳,后来者居上。”港珠澳大桥不仅证明了中国人“行”,还创造了“中国奇迹”。

 

三战伶仃洋

 

20141116日,8万吨的E15沉管到达安装海域,施工人员顾不得连夜浮运的劳累,立即作好沉放准备,潜水员则潜水“探底”。

“报告!沉管基槽泥沙又增多了!”在人们的忐忑等待中,潜水员急匆匆奔进指挥舱。“我们在海底沉管基槽发现回淤物厚度约4厘米,并且有一定的稠度,用手都拨不开。”安装船指挥室的气氛瞬间凝固。

林鸣迅速召开团队会议。会上,三种方案摆在与会者的面前:1.计划不变,继续安装;2.暂留附近海域,待清淤后安装;3.停止安装,沉管回撤。

谁都知道,无论是哪一种方案都隐藏着意想不到的风险和挑战。沉管回拖一次也要几千万元,加上海事部门配合浮运的近20条护航船以及拖轮的费用,都将对工程产生巨大的财务压力。

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。林鸣说:“撤吧!沉管回坞!”深思熟虑后,他下达了回航指令。

听到这个消息,整个浮运安装团队士气低落。沉管安装船船长刘建港回忆起来那一幕时,说:“当时我们的内心都是崩溃的,虽然每次都有会失败的预案,真要回去还是无法承受的。但失败意味着什么大家都清楚,谁也承担不起责任。”

1718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。起重班班长徐兆温带着工人们顶着风浪换上泡沫式救生衣,系上保险绳,一边安装已拆除的舾装件,一边进行回航编队。他说:“浪太大了,平时穿的便携式救生衣根本没有办法用,浪头打到了脖子,两个兄弟接连被打翻,差点被卷走。”

顶着寒潮、大风、巨浪,经过24小时的连续战斗,E15沉管艰难“回家”。

导致E15突然回淤的原因是什么?泥沙问题是海洋工程的关键,因为它的神秘莫测,海洋工程师们都把它戏称为一门“玄学”。

经过两个多月的调查和大量数据分析,专家组在完成200组地质取样普查、30多次密度检测、上千次的泥样粒径检测后,得出了统一结论:海底突然出现的回淤,来源于上游海域采砂船采砂洗砂产生的悬浮物。

2015年春节前夕,在广东省政府统筹协调下,7家采沙企业近200艘船舶在不到两天的时间内全部撤离了现场。“现在铺设的碎石上不再有那层厚厚的‘被子’了,看得清清楚楚。”潜水员张诚高兴地带来好消息。

224日,沉管安装的“窗口期”来临,E15再次出征。这距离第一次拖回沉管已经过去了近4个月。当船队即将到达施工区时,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海底基床进行扫测时,发现基床东北部有大面积堆积物,总量达2000平方米,最厚处达到60厘米。

“看到潜水员打捞上来的满满一箱的淤泥,在场所有的人都惊呆了。”中交四航院副总工程师、港珠澳大桥岛隧设计负责人梁桁说。原来,当第一次出现回淤后,施工人员清理了基床槽底的淤泥,而基槽边坡上面覆盖了一层薄薄的回淤物,回淤物受到外力扰动后发生了雪崩般的“塌方”。

E15节沉管第二次出航,走到路程的三分之二时只能再次拖回,别无选择。“当时心情特别难受,忍不住地直掉眼泪。”港珠澳大桥岛隧工程Ⅴ工区常务副经理、山东大汉宿发强回忆道,“第一次出航非常艰难,200多人的团队连续72个小时不睡觉,巨大的压力已经接近人的承受极限。而这第二次500多人从大年三十等到初六的时间窗口,没有想到又出现塌方返航,心不甘呀!”

数月的努力将从头来过,许多身经百战的工程师、专家无话可说,潸然泪下。“我当时的脑子也是一片空白,两次打击实在太大了,根本不知道怎么去安抚员工的情绪。”沉管安装船船长刘建港蹲在甲板上哭了很久。

这是人类无力抗拒自然的痛苦。沉管安装项目部全体人员的心情更是降到了谷底,围坐在指挥舱开始抹眼泪,个个抑制不住落下了痛惜的泪水,港珠澳大桥岛隧工程沉管安装项目副书记王有祥说:“哭,全哭了,全都在抹眼泪,我也在抹眼泪,哭得一塌糊涂……”

324日凌晨,浮运船队携E15沉管第三次踏浪出海。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。

“成功了,终于成功了!”25日凌晨558分,经过数轮沉放、观测、调整后,E15沉管在40多米深的海底与E14沉管精准对接,“津安3”沉管安装船的指挥舱里传来了经久不息的掌声和欢呼声,绚烂的烟花照亮了伶仃洋的夜空。

 

横跨30年的中国梦想

 

建造港珠澳大桥需要的桥墩、箱梁等部件都是预制的。运输船把这些部件运送到施工现场,起重船将桥墩吊装到位,再将钢箱梁放到一座座桥墩之间,就像在海上搭积木一样,组装成海上“钢铁巨龙”,用大国工法将坚硬的钢铁化作珠江口上最壮观的虹,搭建起架接港珠澳的海上天路……

其中最惊险刺激的片段是桥塔的吊装。

201522日,九洲航道上的“风帆”塔吊装。塔柱高度120米,相当于40层高楼,单塔高就紧逼澳门机场航空限高122米线。

中铁大桥局采用国内桥梁中从未使用过的“竖转提升”技术,整体竖转提升中最为关键的是要控制好横向滑移和竖向提升的同步性,将提升点千斤顶的布置精度控制在5毫米以内。

竖转提升,“玩”的何止是心跳,“风帆”塔吊装的每一步都是高精度、高要求和高难度。中铁大桥局二公司工区总工程师徐瑜在现场待了33夜,为“风帆”塔的吊装煞费苦心,总共没睡足5个小时。

风帆的曲臂是一个异型,两者相接之后形成一个超大的不规则体,它要求37根提拉上塔柱钢绞线的精确度每一根都不能出现大于1°的施工角度,否则造成快速倾斜,甚至倒翻,后果将不堪设想。徐瑜说:“毕竟没做过,什么问题都反复考虑了,坐立不安。”坐立不安的还有CB05标的总工程师潘军。晚上12点,他给徐瑜打电话,尽是些关键性技术问题:上塔柱竖转到位后万一出现与T3顶口匹配误差较大,应该怎么调整,用什么措施来调整……

6月天,塔柱内部狭窄闷热,环境很恶劣,潘军带着技术人员将钢塔4个壁的对位全部测量完毕,确认符合2毫米规范后,才走出来。

竖转一开始,情况还是猝不及防地出现了。专门配置的监控仪器数据就开始滚动。这一情况与前期计算的有小步滑移有所出入。凭借敏锐的数据反应,他们通过提前放置于靠近钢管竖架滑移轨道两侧的千斤顶的拉力,使上塔柱在这一提升段往前滑移,有惊无险。

一波刚平息,又起一波。水平位移达34米时,吊点、塔中心、塔下部支撑点呈一条竖向直线,这时塔柱支撑力处于最为薄弱的临界状态。此时如果不控制有效提升速度,上塔柱会顺势翻过去。细心的建设者们在上塔柱的滑移轨道端头处两侧分别配置两台千斤顶,到达临界点后,便利用这两个千斤顶的牵扯力,让“它”缓慢前移,最终安全度过临界点。

竖转提升从早8时一直持续到晚11时。随着现场指挥一声“提升到位”,现场一片欢呼,不少人眼中闪烁着泪光。

一次性整体“竖转提升”技术,这在世界桥梁建设史上还是首次,填补了用提升支架整体提升、滑移滑道竖转方式安装上塔柱领域的一项国内空白。

江海直达船航道上的“海豚塔”有35层楼的高度,重达3000吨,相当于11架空载的A380飞机。广东长大公司是港珠澳大桥7座索塔施工中唯一的“省队”,这匹“黑骏马”骤然冲入港珠澳大桥和中铁大桥局、中交二公局等“国家队”同台竞技,毫不逊色。

钢塔由12节主塔、12节副塔、7节联系杆、14节装饰塔、2节三角撑组成,吊装时需要高精密度。

2015823日凌晨4点,“海豚”塔从中山火炬开发区预制场码头装船出发,海上行驶约29海里后,抵达港珠澳大桥施工桥址。

中午12时,在距离大桥墩台50米左右外的海面上,“海豚”的头部通过吊具固定在“长大海升”船的起重吊钩上,尾部由“正力2200”船配合吊起。在场所有人都屏住了呼吸,指挥组紧紧地盯住“长大海升”四个主钩;操作组则不眨眼地盯着“海豚塔”;监控小组将目光锁定在高精度的仪器显示屏上。

180度翻身、起吊、空中竖转、横移、栓装……两艘船默契地将“海豚”缓缓翻转90度,再平移到桥墩基座上,完成安装。

最紧张的是“海豚”竖转过程,竖转过程非常缓慢,每提升4米需要停顿观测一次,无误方可继续操作,每一步都小心翼翼,持续了4个小时,“海豚塔”完成竖直状态。

“心都提到嗓子眼了。”CB04项目标项目副总工程师荣国城说,“穿过吊臂的时候,‘海豚’其实都在微微晃动,和吊臂相距最近的时候只有50厘米,这时候最担心外海会有涌浪袭来。”因为塔尖穿过两座吊臂之间的时候,处于高应力状态,一旦巨型“海豚”和吊臂“吻”上,就会酿成严重的起重事故。

“心惊肉跳啊!”总工程师王中文说,“最怕海底的涌浪和海上的风了,还好‘海豚塔’最终与吊臂失之交臂。”

在两艘大型浮吊的配合下,钢塔整体空中竖转,缓缓地朝着桥墩移去。由于江海直达船航道桥边跨净距为102米,不足以满足“海升”起重船驻位,“海豚”第三次穿过浮吊船的双臂之间,塔尖与吊臂的最近距离不足1米。

现场所有人都兴奋地欢叫了起来,所有人都拿出手机拍下了这激动人心的一幕……

201810249时,港珠澳大桥正式通车运营。

20世纪80年代发轫到2018年梦想成真,绵延55公里的大桥承载着珠港澳三地同胞太久的等待,整整跨过30年。■

(图片提供:港珠澳大桥管理局)

(作者单位:珠海市商务局)

(责任编辑 樊燕)



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