致敬王者!中国交建港珠澳大桥公规院设计团队英雄谱
2018年10月23日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在人工岛上亲切接见以中国交建总工程师林鸣为代表的港珠澳大桥建设者,并在交谈时深情道:“你们参与了大桥的设计与建设,发挥聪明才智,克服了许多世界级难题,集成了世界上最先进的管理技术和经验,保质保量地完成了任务,我为你们的成就感到自豪。”
2019年2月26日,交通运输部、国务院国资委、中华全国总工会联合发出《关于开展向港珠澳大桥建设者学习的决定》,使人们看到,在打造“超级工程”的新时代奋斗者的身上,处处闪耀着中国交建的光环。
3月1日,中国交建港珠澳大桥岛隧工程员工罗冬、冯颖慧,代表三万名大桥建设者走上“大国工匠——2018年度人物”颁奖典礼舞台接受最高致敬。3月5日,第十三届全国人民代表大会第二次会议在北京人民大会堂开幕,国务院总理李克强所作的政府工作报告再次提到了港珠澳大桥建成通车,让中国交建的大桥建设者倍感振奋。
作为港珠澳大桥建设主力军的中国交建,承担了核心控制工程沉管隧道、东西人工岛、青州航道桥、口岸人工岛、香港和澳门段的大部分工程的设计施工任务,占了主体工程量的70%以上。
为了筑成跨海通途、成就世纪伟业,中国交建投入了数以万计的建设者,同时也培养出了一大批劳模先进和能工巧匠。中国交建总工程师,港珠澳大桥岛隧工程总经理、总工程师林鸣获“全国优秀共产党员”“全国劳动模范”,设计负责人刘晓东等人获全国“五一劳动奖章”,钳工管延安被评为“大国工匠”,冯颖慧、屠柳青被授予全国五一巾帼奖……八年时间里,146个集体、199名个人获省部级以上表彰,其中24个集体、17名个人获国家级荣誉。
从2003年大桥初步设计,到2018年建成通车,15 年的光阴里,中交建设者们凭专业精神干事业,用辛勤汗水赢荣誉,他们或埋头伏案精巧设计,或勇探深海穿针绣花,或外海飘摇引桥筑岛,或孤居荒岛凝心筑管,或沉管通隧滴水不漏。在中国奇迹、中国品质、中国速度的背后,有着许许多多鲜为人知的感人故事。
借此机会,我们逐一揭开中交港珠澳大桥建设梦之队的神秘面纱,将默默付出的中交英雄故事镌刻在大桥丰碑上。
中国交建港珠澳大桥公规院设计团队英雄谱
港珠澳大桥岛隧工程的设计团队以强烈的责任感和使命感,本着精益求精、精细精致的创新理念,从人与工程、与自然的整体思维出发,最终交出了无愧于时代也无愧于自己的创世精品。
伶仃洋筑梦珠联璧合
刚完成深圳湾大桥、渴望干大工程的他明白,一个牵动伶仃洋东西两岸、世界瞩目的超级工程终于如约而至,兴奋之情不言而喻。兴奋之余,刘晓东不免有些忐忑。港珠澳大桥工程之大、之复杂、之特殊,非比寻常,可行性研究面对的工作方方面面、千头万绪,桥位、登陆点、口岸查验、融资方式、通行政策等,不一而足,挑战前所未有。
刘晓东与研究团队一起,查找资料、外出踏勘、调研座谈,经过无数次头脑风暴,数不清的夜以继日,半年后,关于大桥5个线位方案的初步研究成果出炉,提交大桥前期工作协调小组。综合各方意见,他们提出散石湾北线、南线和极南线三类共6个桥位方案,展开进一步研究。
港珠澳大桥总设计师、公规院副总经理孟凡超说:“伶仃洋海域的主航道为30万吨级深水航道,这是大型船舶在这片海域的唯一通道,选择建成全部为桥梁的方案,则须建多个高度超过170 米的桥塔才能满足规划的通航需求。但香港机场又距离大桥较近,为保证机场进出港飞机的起落安全,周边建筑物的高度受限,这样一来就否决了全部为桥梁的方案。”
不仅如此,全隧道方案同样被考虑过。“综合考虑到外海施工和运营风险、工程造价和运营成本等方面因素,再加上国际上现有的相关经验教训,主体工程全部采用海底隧道形式的方案同样被否决了。”
最终,为保障海上通航能力及飞机起落安全,综合工程风险、经济、环保等因素,公规院提出了这一国内史无前例的桥岛隧集群方案,并立即得到各方的肯定。
2005年4月2日,粤港澳三方政府同意大桥东岸登陆点为大屿山散石湾,西岸澳门登陆点为明珠、珠海登陆点为拱北,优先考虑采用北线散石湾—拱北/明珠桥隧组合方案。此后,他们又补充开展了“三地三检”口岸方案、融资方案的深化研究,历时4年圆满完成了大桥工程可行性研究报告,其开创性工作被交通运输部评审专家誉为“国内最好的工可报告之一”。在刘晓东看来:可研工作取得突破的关键在于,既要尊重勘设原则,又要兼顾各方利益,满足关切,在协调中突出技术的说服力量。
2009年全国两会,政府工作报告宣布港珠澳大桥年内开工。当年3月,中国交通建设股份有限公司联合体(简称中国交建联合体)成功中标港珠澳大桥初步设计,大桥建设进入紧锣密鼓时刻。考虑到台风、软厚土、航线船舶、机场航空限高等自然条件特点及海洋、环保要求,他们谋划出总体设计思路,提出桥岛隧推荐方案:在桥跨总体布置上,满足航道要求,减少阻水比;保持隧道合理长度,尽量减少人工岛长度;适当增加桥梁跨径。刘晓东说:“设计就像作战先锋,比起施工考虑更多的是运营期的风险。降风险,才能保成功。”
在桥梁设计上,三座通航孔桥风格一致,采用外观简洁的独柱塔斜拉桥,对流态影响少。
在隧道设计上,经过对沉管工法及盾构工法深入比选后推荐沉管工法,如此可减少人工岛一半的长度,且受地质不确定影响小。
人工岛均设计为蚝贝主题外形,岛壁结构为斜坡抛石式,最终成为地标式建筑,先期尽快形成沉放首节管节的条件。半年时间,初步设计大功告成,被评价为“达到同类工程国际水平”。
刘晓东是“被迫”成为设计团队总负责人的。2009年10月,经过6年的前期工作,国务院常务会正式批准港珠澳大桥工可研究报告,大桥于当年12月正式开工。中国交建联合体成功中标大桥岛隧项目——东西人工岛、海底沉管隧道,采取设计施工总承包模式建设。
中国交建集团有限公司总工程师、岛隧项目总经理林鸣将这一重担交给刘晓东时,刘晓东没有马上应允。毕竟,从东南大学公路与城市道路工程专业毕业后,他一直与江海上的桥梁设计打交道,积累了丰富的实践经验。而岛隧工程对于他来说,是个完全陌生的领域,心里没底。
要在这片海域完成2个10 万平方米的海上人工岛、33个8万吨级的隧道管节浮运沉放,更关键的是,我国没有深海沉管隧道的先例,当时世界上最长的公路沉管隧道长度也没超过3公里,而这个项目的沉管隧道长达6.7公里,工程之复杂、艰巨可想而知。
林鸣认准了刘晓东,若是他一口答应下来,那他就不是林鸣心目中的刘晓东了。对这一世纪工程的渴望,对未知领域的好奇与探索,让刘晓东找到了说服自己的方法:道中有术、术中有道,路桥相通、桥隧相通,而且中国交建设计团队里国内外咨询设计高手众多,正是取长补短、融会贯通的好舞台。
高精度拼接滴水不漏
“我俩有相似性吧。”说起林鸣,刘晓东笑着说。精益求精、不留瑕疵,勇于创新、敢为人先,让每一步都成为无憾人生之履历。
2010年,林鸣与刘晓东等设计师来到青岛,对初步设计方案中的沉管地基钢减沉桩施工方法,组织开展1∶1典型试验。试验结果让他们惊出一身冷汗——沉降变形,桩帽上的碎石散落,专业术语为“不收拢”,与设计数据相差悬殊。细问之下,才知原来用的是江河上沉管隧道的经验办法,且其中还有未经证的“假设”。对失误零容忍的林鸣决心重新研究,重新设计,组合基床的新方法由此诞生。而深海深槽的技术突破,相当于给沉管隧道在海底铺了一张安稳床。
海底沉管隧道为保证通航需要,33节沉管呈W形,最重的沉管重8万吨,总重264万吨,沉放位置、沉降偏差、对接精度、最终节头止水、岛隧过渡等无不考验着设计人员的能力和水平。珠海营地设计楼里的灯火见证了他们的开拓与进取、拼搏与奋斗。在刚性与柔性之间,设计人员创造性地提出半刚性拼接技术,为沉管隧道安装按下了启动键。
首节安装最是牵动人心,刘晓东在安装现场熬了96个小时,为海底“初吻”保驾护航。每一节都是第一节,同样的挑战,同样的考验,时时刻刻都在发生。安装到第15节时,基床淤泥出现异常,较往常增多,安装停止,开始进行淤泥问题研究。设计团队找到了源头——几海里以外的采砂船,开展了全面系统性研究,并取得重大突破,将淤泥警报由年、天精确到月、时。
沉管隧道设计技术负责人吕勇刚说:“单以港珠澳大桥岛隧工程来说,前后7年,公规院牵头的设计团队前后提交施工图设计图纸超过200册,现场技术服务处理过的工作联系单超过3000 份,完成设计变更超过100项。”
做到4000米时,刘晓东的信心倍增,之后,更创下了一年10节的“中国速度”。直到合龙时的“终吻”,工程虽然一波三折,两次返航,却硬是将偏差从16厘米降至2.5毫米,达到毫米级的安装精度。
设计之功,施工之力,珠联璧合,攻下了深海深槽、强回淤、大径流、异常波、曲线段等几大难题,最终创下了“滴水不漏”的深海沉管隧道建设奇迹,一举将我国沉管隧道技术推向世界前列,将世界沉管隧道技术推向新的极致,树立了新的标准。
大桥设计师群像
“地下与水下的两栖工作者”张志刚,是设计师更是工程师,从最初沉管隧道基础设计亦步亦趋,到最终掌握话语权。“基础不牢,地动山摇”,张志刚常用这句话形容基础设计的重要性。无数次工法比选、理论计算和试验验证,只为找到沉管隧道地基处理最佳方式。
“神算子”李毅,面对半刚性结构体系的理论分析和计算这一全新的工作,从未退缩和畏惧。创新是孤独者的战斗,数倍于之前的分析计算工作量、不断的质疑、业内的冷言冷语都没有压垮他。最终,李毅用面向过程的底层编程语言开发出用于沉管结构设计的计算分析软件,理论的合理性和实践的可行性得到了国内外专家的一致认可。
“弯道超车手”林巍,负责沉管隧道最终接头等技术研究和设计,每天往返于工地、食堂、宿舍,很少休闲娱乐。他沉浸在隧道的世界里,设计它,想象它,甚至变成它。8年里,林巍攻克了沉管管节接头的记忆支座创新设计、主动止水沉管最终接头等多项世界级技术难题,书写自己的无悔青春。
“配筋师”黄清飞,使每根钢筋都能实现“边际效用最大化”。由于长期挑灯夜战,几乎将所有精力都投身到港珠澳大桥沉管隧道的设计工作中,35岁的黄清飞看上去比同龄人多了一份沧桑,也多了一份稳重。
“造价师”史福元,负责岛隧外海施工定额编制、调概,多次主动放弃节假日休息,春节也在珠海坚守岗位,加班加点,甚至2016年两次住院还坚持在病房带病工作,从未因为个人身体原因耽误工作。
“桥梁医生”刘芳亮,负责港珠澳大桥健康监测,长期驻扎在一线。他的妻子是军人,也常常忙得照顾不了孩子。公司在了解情况后,主动安排他把孩子接到身边照顾。“对孩子还是有愧疚的。”刘芳亮说,“但看着工程一步步完工,就像看着自己的孩子成长一样,心里还是很激动的。”