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你知道港珠澳大桥背后的这些水利科学智慧吗?

2018年10月23日,被媒体称为“现代世界七大奇迹之一”的港珠澳大桥正式开通,24日正式通车运营。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平于23日上午出席开通仪式,宣布大桥正式开通并巡览大桥,并代表党中央向参与大桥设计、建设、管理的广大人员表示衷心的感谢、致以诚挚的问候。

港珠澳大桥

港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港特别行政区,西接广东省珠海市和澳门特别行政区,全长约55km,其主体工程“桥-岛-隧”长达36km,海底隧道长6.7km,是“一国两制”下粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。

这个全球最长的跨海大桥从设计到建设,历时14年,在“水”上也曾遇到许多难题

港珠澳大桥的“水”问题

港珠澳大桥海底隧道如何做到滴水不漏?

港珠澳大桥海底沉管隧道全长约6.7km,最深处位于44米深的海底。33节沉管每个标准管节长180米,最大排水量8万吨,仅仅这样一个单个标准管节比一艘巨型航母排水量还大。


为了实现沉降达标,并且让隧道不漏水,中国工程师在如何使软土层变硬上做文章,进行了多项有价值的创新,用技术突破攻克隧道漏水的难关。


从2013年5月2日首节E1沉管开始浮运安装到2017年5月2日最终接头安装,大桥建设者们整整花了四年。安装过程中首要的是轨道要精准,安放隧道,要求基槽极其精确,这是保证沉管精确对接安装的前提。在没有任何先例参考的情况下,大桥建设者先后攻克深水深槽、大径流、强回淤、曲线段等世界难题,创造了“一年十节”的中国速度。

沉管的对接示意动态图

他们在40多米深的水下为沉管隧道基床底部铺上2~3米的碎石并夯平,创造出一种新的复合地基,使沉管隧道的沉降值大大缩小,平均值在5厘米左右;他们的沉管预制水准被国际同行评价为“绝对是世界一流的”,无论是设计理念、操作过程还是用材用料都按照国际标准进行最优化的设计。

“即使在世界范围内,沉管隧道尚没有100%不漏水的纪录。然而,港珠澳大桥隧道在世界范围类似机构中,第一次做到了滴水不漏。”

——港珠澳大桥岛隧工程副总工程师刘亚平

东人工岛的水沙问题如何解决?

东人工岛岛隧结合部沉管安装过程中曾遇到复杂的水沙问题,南京水科院组织海流、泥沙方面专家,开展大量数模模拟分析工作,为东岛岛头区掩护体方案设计提供了关键依据;同时开展了隧道合拢口的海流和回淤问题专题研究,为最终接头的顺利吊装提供了重要支撑。

面对复杂的水沙运动,如何保证大桥建设进度?

港珠澳大桥建设地位于全国水上交通安全监管重点区域“六区一线”的珠江口水域,船舶流量大、种类多,高速客船航线密集,寒潮大风、台风、浓雾等恶劣天气频发,水域通航环境极其复杂;同时,大桥跨越的珠江口伶仃洋河口湾具有“四口入海”和“三滩两槽”的动力地貌格局,其水沙运动环境极其复杂。大桥建设之初即面临桥位选址、主通航区设置、人工岛平面优化、桥孔合理跨距等一系列问题,工程对伶仃洋水沙环境和港口航道影响的研究尤为关键。

港珠澳大桥水沙运动、结构冲刷等系列关键技术模型试验

南京水科院充分发挥技术优势,进行了二、三维潮流泥沙数学模型、大范围水动力泥沙物理模型、宽水槽局部冲刷系列模型试验、桥墩局部冲刷模型试验、桥梁基础波流力模型试验、人工岛及岛隧岛桥结合部波浪整体模型试验、人工岛局部冲刷整体模型试验、人工岛断面模型试验、初步设计阶段水文分析计算及试挖槽现场试验等多项专题研究,对大桥平面布置、结构设计方案、基槽稳定性等进行了比选试验和分析论证,使初步设计阶段的桥-岛-隧布置方案更趋合理。

保障工程建设进度的同时,如何做到水域零污染?

钟锡泉用忠诚和担当扛起历史使命,为“世纪工程”港珠澳大桥建设保驾护航。

钟锡泉,是广州港珠澳大桥海事处处长,近年来他带领全处干部职工运用专业知识,创新监管服务理念,构建了“远程监控有专台、近程监控有专室、现场监管有专船、落实责任有专人”的监管格局,发挥“零距离监管、零距离应急、零距离服务”的优势,顺利保障了33节沉管浮运与安装,成功实施了10个阶段21次的航道转换,圆满实现了港珠澳大桥建设水域安全总目标。

400多项新专利,7项世界之最,整体设计和关键技术全部自主研发……充满水利智慧的港珠澳大桥让中国标准惊艳了全世界,值得每一位中华儿女自豪!


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