天开海岳:走近港珠澳大桥
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八、人工岛如何“速成”?

其实,7年大桥建设,轻松对于沉重,总是显得太过短暂。

记得回到北京采访孟凡超先生的时候,我问过港珠澳大桥我们中国到底占了多少个“世界第一”,为什么被英国《卫报》纳入“新世界七大奇迹”?孟总一边告诉我“新世界七大奇迹”分别是指北京新机场、沙特王国塔、港珠澳大桥、乌克兰切尔诺贝利核反应堆、麦加Abraj Kudai酒店、伦敦Crossrail工程、巴黎FFR大体育场,一边掰着手指头一个一个地给我数:“作为一个单体的跨海通道项目,我们无疑是全世界最长的一个,这是第一;第二,从岛隧工程来讲,沉管隧道的埋深已经达到了46米,这个深度,我们也是世界最深的;此外还有人工岛,筑岛技术属于目前世界最先进;如此体量的人工岛建设速度也是世界最快、第一位的……”

孟总说得全不全?

不一定全。港珠澳大桥的“第一”太多了,不同层面、不同参照。如果所有创新都可按“第一”计,那港珠澳大桥仅“岛隧工程”就有64项创新,从工程设计到最后完成施工时被改动的比例更高达90%!

中国人可以创新!我们可以向自己和世界证明这一点。

但,中国人是不是为了创新而创新?我心里一直打鼓。只不过就这个问题我反复问过接受我采访的很多设计师、工程师,甚至工地上普普通通的工人师傅,大家都告诉我:不,咱是被逼的,没有办法。

如果回头望一望,港珠澳大桥“岛隧工程”从2011年开工,根据刘晓东总设计师的回忆:我们从那时开始就每年都要解决一个难题——“2011年是快速成岛,核心是寻找深插式大直径钢圆筒的解决方案;2012年是沉管预制以及基床整平及复合地基的新技术;2013年是沉管的半刚性结构;2014年是研究深水深槽施工作业的技术攻关;2015年是沉管水下如何快速安装……”

看,这些“大动作”,都是前无古人。

先说岛,人工岛。

岛隧、岛隧,要想建隧先建岛?这个程序是不可以颠倒的。

为什么?

本来人工岛就是为了“拽”住一条5.6公里长的大隧道,趴在海面上像两个“桥头堡”,成为桥梁与隧道之间的“转换设施”,不然大桥架在海上总不能要进隧道了就一头扎进茫茫大海,所以正确的步骤应该是“先建岛、后建隧”,使隧道两端都有岛上一段暗埋好了的“陆地”与之相连,这样岛建好了,不仅成为整条港珠澳大桥的交通枢纽,还要承担日后120年隧道的通风和管护工作。

然而,中国人在伶仃洋上建岛,没有直接的经验可以借鉴,建岛的位置又被指定在珠江口主航道的两端,这两个人工岛,各10万平方米,工程复杂,工期又紧,因此“快速筑岛”这件事对设计者而言一开始还真是摆开了一个天字号的“大难题”!

2012年9月,中央电视台在继推出《舌尖上的中国》专题片后,又推出了5集特别的宏大制作——《超级工程》。如今这个专题片已经播出到了第三季,每季5集,其中《港珠澳大桥》是第一季中的第一集,也就是开篇。那时候大桥工程刚刚建到第三年,人工岛已经上马,建设者们正在调动一切智慧,攻坚克难。如果有谁看过,或许还记得片子里有一位叫梁桁的岛隧工程设计负责人,接受了记者的采访,对着观众说:港珠澳大桥决定筑岛的地方,水下有15到20米厚的淤泥,像水豆腐一样软。如果用老办法筑岛,做法之一就是“抛石斜坡法”;第二就是“重力沉箱法”,不过这两种结构都不行。为什么?石头和沉箱落进淤泥,加上海水的流动、冲击都站不住,都会滑走。而要把这些“水豆腐”挖走,或用“排水固结”的方式把“水豆腐”压成“豆腐干”,这800万立方米的淤泥势必要被挖走,那工程的量可就海了,具体讲差不多会相当于堆起三座146米高的胡夫金字塔。这样既难又耗费时间,同时对伶仃洋也会带来毁灭性的污染。所以“不能用”!

梁桁说的“水豆腐”和“豆腐干”,这比喻实在太形象了,而且他的名字,“桁”,怎么发音?什么意思?我一个读中文的也不熟悉,结果专门查字典,知道了这个字念hénɡ,意在建筑和工程中能够承受“拉力或压力”的杆架,当时心里便在想:嘿,有这样名字的人,又专门赶上了做中国最厉害的一座大桥,那可是深含了某种天意了!

回到港珠澳大桥东、西两座人工岛,离岸的,深水的,不能在海底抛石沉箱,又不能用大抓斗抓起淤泥把珠江口翻江倒海地弄成一盆浑汤巨水,怎么办?

设计者们开始想办法了。

方案A、方案B、方案N……都不行。

忽然有一天,有人异想天开,或者说顽童心态——大圆筒?用钢来制造大圆筒?先把一块块的钢板焊接成一个筒,然后把筒插入海底围成圈,筒里面的淤泥可以用类似活塞的一个装置从上往下压,让泥沙从筒底被压出,这样一圈的钢圆筒先在海底“扎”出来一个“大篱笆”,然后如果筒与筒之间要防水,我们还可以用曲面钢板(“副格”)把钢圆筒再两两相围——这样,钢圆筒内不就干干净净了吗?人们就可以把石头、沙子往里面抛,如此人工岛的基础不是很快就能筑成?

嗨,这点子!

这点子怎么了?斜了?歪了?不,不,这点子正,不错!

所有设计和施工人员都仔细琢磨着,之后大家都举手表示赞同。

如果“钢圆筒”能解决问题,那真正实行起来可以减少泥沙开挖量至少1000万立方米,节约建设工期至少30个月。但是靠不靠谱?是不是可行?别忘了我们的两个人工岛是在茫茫大海、珠江口最主要也最深的通航海域,钢圆筒要在水下“扎”出两个“大篱笆”,深插的问题首先要攻克!

好,没问题!逢山开路、遇水搭桥,过去中国人的老祖宗就是这样干的!

上海,离市区只有30公里路程的长兴岛,这里有全国最大的钢结构制造中心——振华重工。从《超级工程》的画面上看,“振华重工”这个闻名世界、港口机械占全球市场82%以上份额的中国重型装备制造企业,其制造基地简直夸张得有点像动画片——钢圆筒经过很长时间的论证,最后得到专家认可,终于要在“上海振华”投入生产了。开弓没有回头箭,但难题却一个接一个,并没有彻底得到解决。

首先,港珠澳大桥专门用来筑岛的钢圆筒型号巨大。

有多大?高50米,直径22米,重550吨,好家伙!

高相当于一个篮球场,或18层大楼;重简直就是一架A380的空中客车;而且两个人工岛,你知道需要这样的“巨无霸”有多少个?西岛61,东岛59,总共加起来120个。

天哪,如此巨大的订单让制造企业非常兴奋,但怎么做?

就是因为钢圆筒“特别巨大”,没有一个卷板和模具能够一次性完成,只好化整为零,先做好72块钢片,学术地讲这叫“板单元”,然后再一组组地焊接组装。但是这样做无法满足围圆只有2厘米的安装误差,也就是我理解的没有办法保证这么大的钢圆筒一定能做成像笔筒一样的规范和直溜。怎么办?

用骨架,也就是内胆?对!这样“板单元”在钢筋内胆的控制下被一片片“贴”上去,直和圆的问题就都有了保证,生产也就能够满足设计的要求。

中国人聪明,这聪明过去仿佛只属于老祖宗,但现在,只要肯钻研,今天的中国后生,也行!

钢圆筒的生产难题解决了,余下的就是8个月,12960片“板单元”,工人师傅要加班加点把这重达6万吨的钢板魔术般地变成120个钢圆筒,然后经过海运,把它们运到距离上海1600公里以外的伶仃洋。

记得2017年11月25日上午,摄制组在已经建好、正在收拾岛面工程的港珠澳大桥“西人工岛”上采访西岛“岛主”孟凡利,我们身边,工人正在铺设地面方砖,海风大得就在身边呼呼刮着。没办法,采访的约定时间不能更改,孟凡利身为西岛工程部总工程师也难得和哪怕是中央电视台的记者坐下来好好地聊聊天。

那天我从北京带来的感冒刚刚接近尾声,被海风一吹,一阵阵地不住咳嗽。“孟岛主”说:“不好意思,让你们这些记者也体验体验。我们从建岛这些年来,每天就这么跟海风为伴。”他穿着工作服,看着也不厚,不知道是真不冷还是已经习惯了,反正完全不像我此刻被冻得浑身发抖。

建设这两个人工岛,我们要解决很多的难题。其中大圆筒首当其冲。中国有能力造,120个,每个月生产25个,24艘9万吨的大船负责海上运输,这个过程,重量不是难题,只是个头大,8个圆筒一船,摆在前甲板,如同8座直挺挺的山峰,任人怎么摆放都不可能不挡住驾驶室船长的视线。这怎么弄呢?如果不能看到前方的海面,那这艘运输船不就是一艘随时可能与其他船只相撞的海上魔王?驾驶员被逼得不得不从两侧来回查看过往船只,1600公里的路程啊,这来回30艘次海运,简直让人没有一分钟不提心吊胆!

为了把钢圆筒顺利运输到珠海,制造企业“上海振华”将7万吨到9万吨的远洋运输船改造成了钢圆筒的专门运输船,这也是第一次将远洋运输船运用到大型工程上。运输工具解决了,可是没人敢开啊。林总这边急得团团转,电话一遍遍地催,企业那头老板也发火了:怕什么怕!大家只要胆大心细,定能成功!最后干脆就对船长下命令:“谁不开,我撤谁的职!”

就这样,120个钢圆筒被陆陆续续运到伶仃洋的茫茫大海中的指定水域。

“孟岛主”说:“120个钢圆筒,每一个都相当于4辆大卡车,就是这玩意使得东、西两个人工岛从2011年5月15日开工到12月7日结束,只用了221天,当年施工、当年成岛,这个速度令世界咋舌,而且这种‘大直径深插钢圆筒的快速成岛技术’现在看,不仅是中国的创新,对世界也是一个贡献。”

“有了钢圆筒,怎么把这些550吨一个的‘大家伙’插进海底?”

“我们用的是‘8锤联动液压振动锤’,这个‘超级大力神’激振力可达3960吨,能够轻易地吊起1600吨的重物,然后振沉,边抽边打,因为在世界上也是首次被使用,因此人送美名:‘天下第一锤’。这个大锤让我们有时一天能完成4个大筒的振沉,而且这个技术的开发和产品订单我们是交给了美国人为我们完成的。”

“美国人?美国人为我们中国服务?”

“对,有什么不可以?中国在强大,我们可以利用全球的资源。”

尽管振锤要从美国进口,但整套振沉的设备都是由我们中国自己的工程技术人员完成加工、制造、组装。“振沉体系”由吊架、振动锤、同步装置、共振梁、液压夹具和液压设备等组成,在打钢圆筒时,振沉设备必须要做到8锤高频低振幅的联动,并实现液压、电、机械的“三同步”,这是关键,也是非常难的。用通俗一点的话来解释:哪怕一台锤不同步,我们的钢圆筒都无法穿透土层、直达岩层。

“试想没有这‘8锤联动’,550吨重的钢圆筒怎么能让它稳稳地插入水下30多米的深处?这个锤分为8爪,平均用力在钢圆筒的上沿,边振边打,在人工岛快速筑岛技术的突破上可谓居功至伟,但也差点毁了我们的整体计划。”“孟岛主”说。

我问:“怎么讲?这是怎么回事?”

“大锤是从美国进口的,负责振沉钢圆筒筒与筒之间的护板——‘副格’,施工之前肯定要做实验,那一年我们的实验是在天津做,大冬天,实验总是做不下去,一开锤,啪,‘副格’的钢板就撕掉,一开锤还是撕。这样整整‘撕’了一个星期。你想想,钢板像纸一样地被形容为‘撕’,这动静有多可怕?”

眼看着工期快到了,现场实验不成功,人工岛没法做,钱可花得让人心疼。

怎么了?

有一天连提出“钢圆筒深插快速筑岛”想法的林总都开始怀疑这项技术老天爷是不是就是不让我们中国人做成?但是在绝望和所有人都快要崩溃了的时候,钢圆筒被查出是美国人把事情搞错了,同步齿轮标准都是31,他们把其中的一个弄成了32,这个数字“一数之差”,差点要了钢圆筒的命。

谢天谢地,所有人都松了一口气!

最后,美国人把齿轮调换过来了,再试,立马成功。“孟岛主”跟我说:“当时,在现场的三十多条汉子,大家抱头痛哭,你能相信吗?绝望、绝望,还是绝望,当绝望到了最后的一刻,实验突然成功了,谁经得起这样的折腾?!”

“孟岛主”这条河北汉子,说这话时,眼睛瞪着,嘴巴张着,那言语分明是要和上帝争辩什么。

是啊,他没有哭,但我的眼底却潮了。

那一刻,海风依然猛吹,但我忘了冷——