我们自主创新以后，掌握了核心的技术，而且我们还改进了这项技术，这是中国工程师对世界的贡献
文｜本刊记者 常浩 摄影｜冯振伟
2017年8月23日，台风“天鸽”登陆广东，给广东沿岸、香港、澳门带来严重的人身、经济损失，珠海、澳门城区更是一度处于瘫痪状态。台风登陆珠海时风力14级（45米每秒），是这个城市53年来遇到的最强台风灾难，珠海的街道上随处可见粗壮的大树被连根拔起。位于伶仃洋上，连接珠海、香港和澳门的港珠澳大桥，在完工前期先经受了一次接近极限的风浪考验。
台风到来时，港珠澳大桥的主体工程已基本完成，桥面和珠澳口岸人工岛作业人员撤离至市区，由于工期紧，大桥东、西人工岛上的作业人员没来得及离开大桥，躲到了人工岛主体建筑的地下室。“港珠澳大桥犹如经受了一次超大规模的‘全尺模型风洞试验’。”中交港珠澳大桥岛隧工程一工区党支部书记孙长树说，“但我并没有很担心，这里的建筑都很结实。台风过后，除了部分临建和设备受损外，大桥主体结构稳固，大桥作业人员全部平安。”
“我相信我们的工程，只要按设计、规范要求施工，不可能出现损坏。”港珠澳大桥岛隧工程项目总经理部常务副总工程师尹海卿说，“我们要建的是百年工程，工程的设计寿命120年，抗16级台风，8级地震。”
桥梁界的“珠穆朗玛峰”
港珠澳大桥被称为桥梁界的“珠穆朗玛峰”，全长55公里，是目前世界最长跨海大桥，且大桥由桥、岛、隧的组成，在大桥沉管隧道的建设过程中，其海底沉管的沉放,堪比“嫦娥”和“天宫”的对接。
港珠澳大桥项目开始之初就面临三方面的限制：一是香港机场通航限高的限制，港珠澳大桥距离香港机场较近，主航道区域的限高不能超过150米，这对建设大型桥梁来说是一个限制，因此部分区段只能在地下建隧道。二是，港珠澳大桥经过珠江口出海的主航道，需要30万吨邮轮的预留，因此，沉管隧道需要深埋至海床下22米。第三，水利部珠江水利委员会要求大桥建设的总阻水率小于10%，对两个人工岛的建设长度要求控制在600米左右，因此其隧道选择了沉管隧道。因此，港珠澳大桥最终形成了集桥、岛、隧的交通工程。
港珠澳大桥是中国第一个外海沉管隧道桥。此前国内所有的隧道都在内河，这些隧道加起来总长度不到5公里，而港珠澳大桥岛遂工程6.7公里。
沉管隧道一共使用了33个沉管，每个标准沉管长180米，宽38米，高11.4米，重约8万吨。由于体积大，重量大，沉管从预制场生产出来，浮运到施工现场，每进行一个动作都意味着巨大的风险，稍有不慎，轻则巨额设备损坏，重则发生重大事故。且沉管在水下对接过程中，对偏差要求非常高，必须控制在几公分以内，“这对我们来说是一个比较大的挑战，很多情况以前没有碰到过，很多技术都需要攻克。”尹海卿说。
⬆港珠澳大桥岛隧工程项目总经理部常务副总工程师尹海卿
和“水与泥”的持久战
在港珠澳大桥沉管隧道的建设中，工程经常会受到水文和海底泥沙的影响，寻找水的规律，消除泥的影响，成为建设者施工中的持久战。
外海环境与内河不同，无论是长江还是珠江，水的流向都是固定的，从上游流向下游。而伶仃洋的海流则多变化，一天之内两涨两落，6个小时涨潮，6个小时落潮，复杂的环境变化加大了施工的难度。此外，施工中还会遇到异常波的影响，与平时的规律不同。如果在安装沉管时出现异常波，会非常危险。“在异常波上，我们遇到了困难。”尹海卿说。
2014年3月，港珠澳大桥第10节沉管安装好之后，贯通测量后发现沉管故事存在225px的偏位，尽管其偏位在允许的范围内，但施工团队的人员却寝食难安，是什么造成了偏位？以后其他沉管是否会发生更大的偏位？
“经过反复排查，现场测试，我们发现第10节沉管隧道安装时，水下40米处的流速要大于水面下2-10米的流速，这个深槽中的海流流态分布不符合一般规律。这种异常流态专业术语叫重力流，国内外对此的研究很少。”尹海卿说。
由于不符合海流规律，这种上层流小底层流大的异常流态对沉管安装对接影响很大，如选择不好，对沉管的安装将带来巨大的危险。为此，工程师们联合国家海洋环境预报中心开展专题研究，要清楚地掌握基槽中的重力流的情况，并作出精确预报。施工团队与我国专业监测技术团队的研究，决定采用最先进传感器，以及航空航天导航制导专用设备去完善监控系统。这一实时监测系统，就像深海中的眼睛，在沉管下沉时，时刻紧盯沉管运动姿态。一旦沉管摆幅较小时，项目部能够抓准时机进行对接。此后的沉管安装避免了第10节沉管的问题，实现了精确对接。
泥沙回淤问题也让建设者们吃尽了苦头。2014年11月15日，第 E15节沉管进行沉放。当沉管浮运到系舶位置，准备沉放时，作业人员再次检查发现，基床上的回淤超标，为了保证安装质量，他们选择中止安装，沉管返航。
经过两三个月的精心准备之后，2015年2月24日大年初四，E15再次出征。为了这次安装，几百个人春节没有休息，日日夜夜做准备。大家做了所有能做的准备，但当船队还未到达系舶位置时，前方就传来消息：E15沉管碎石基床尾部突然发现大面积异常淤积物，厚度达到五到六十厘米。
潜水员打捞上来满满一箱的淤泥，这让所有人震惊。由于第一次出现回淤后，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回淤物，当回淤物受到外力扰动后发生了雪崩般的“塌方”。这样的环境，已经不具备沉管安装条件，只能返航。
港珠澳大桥岛隧工程项目总经理总工程师林鸣曾描述过当时的场景：“我说：‘看来我们这个船队还是要回撤。’，我的话刚完，我们现场很多干部和员工的眼泪，止不住地流下来。”
2015年3月24日，浮运船队携E15沉管进行第三次安装，经过多轮观测、调整后，E15沉管在40多米深的海底与E14沉管精准对接。
⬆正在沉管隧道内施工的建设者们
缺乏外援下的自主创新
港珠澳大桥未建时，全球只有两条超过3公里的沉管隧道，一条是位于欧洲的厄勒海峡隧道，另一条是位于韩国釜山的隧道。最初，林鸣和他的团队希望向釜山隧道“取经”，近距离看一看施工船舶，但遭到了拒绝；此后，他们找到荷兰的一家世界上最好的公司合作，让这家荷兰公司为大桥提供技术咨询，但由于对方的天价咨询费用，合作没能达成。
没有外援，国内又没有经验的情况下，港珠澳大桥岛隧工程的建设者们开始了自己的创新之路。
在沉管隧道的结构上，建设者创新的开创了半刚性新结构。在港珠澳大桥之前，世界上的沉管结构只分两种，一种叫刚性结构，也就是整个管节为整体性大管节组成；另一种叫柔性结构，整个管节由很多个小管段拼接起来，不管段之间的接缝允许张合，整个管节存在一定的柔性。
刚性结构的优点是，一个整体结构不用担心漏水，但是缺点也很明显，如果出现沉降，沉管受力不均易出现开裂等问题。柔性结构的特点是能够应对一定范围的不均匀沉降，但是因为管段多而接缝多，接头的传力有限，漏水的风险大。 但港珠澳大桥沉管隧道为深埋隧道，两种类型都无法满足要求。
两种传统结构都无法使用，这让大家陷入了绝望。无路可走，只能开辟新的道路。林鸣提出了介于刚柔之间的半刚性结构。半刚性结构提出之初，遭到了国外咨询工程师的激烈反对，内部团队也对此信心不足。在世界上尚未有实践先例的半刚性结构能否行得通？最终，经过团队的多项研究、论证，得到了国内外专家组认可，支持这个半刚性结构方案。2013年9月19日，在交通运输部一个高规格的专家论证会议上，专家最后统一了“半刚性结构”方案，由此，港珠澳大桥开创性的使用了半刚性结构。
此外，大规模采用埋置式承台基础、钢圆筒快速成岛、钢壳混凝土“工厂化预制、现场安装”整体化施工工法等技术的创新，以及沉管隧道专用设备的研发都带动了中国在行业内的施工技术装备的开发能力。
“我们自主创新以后，掌握了核心的技术，而且我们还改进了这项技术，这是中国工程师对世界的贡献。”林鸣说。（编辑：杨海霞）
