伶仃洋上架起“珠峰”，同济大学如何解决技术最难节点？

据界面新闻10月27日报道，被称为海上“珠穆朗玛峰”的港珠澳大桥已于10月24日正式通车运营。香港、珠海和澳门首次实现陆路对接，将三地之间的时空距离大大缩短。

这项世界级超级工程集400多项新专利、7项“世界之最”于一身，经过六年的前期筹备和九年的后期建设。其中，港珠澳大桥建设在技术上最难的节点为人工岛及隧道部分。

港珠澳大桥（视觉中国图）

据参与大桥建设的上海同济大学（下称同济大学）团队介绍，因为香港机场的标高及伶仃洋主航道要求的限制，港珠澳大桥必须采用隧桥模式，隧桥转换就得在汪洋大海中建设人工岛。

传统的方式是海中选址围堰，抛石成堤，再抽干堰内积水，筑建成岛，但此种方式对附近水域的白海豚造成危害，且影响水道的航行，工期漫长。另一种方式是先打桩，用挤密砂桩圈起围堰，抽干水后再筑岛。

同济大学学者马险峰在“外海厚软基桥隧转换人工岛设计与施工关键技术”中的研究成果，支撑了挤密砂桩设计中若干难题的解决。

挤密砂桩，指的是利用振动锤将套管振动打入至规定土深，向套管内投入砂子，通过套管的反复起拔和下压并施以振动，使砂子经振压而密实，形成砂桩。据同济大学称，这项技术的难点在于，钢筒打入淤泥并深入至20余米后其围合的地基如何加固，以及如何解决异常软弱的海底地基的稳定和沉降问题。

最后，依靠同济大学团队带来的数据，一根根直径22米、高40.5米的钢筒，打入了海底，最终围成了东西两个人工岛。“如果使用常规技术，建这样的两个人工岛起码要一年半，采用圆钢筒成岛，东西人工岛成岛仅用了七个月”，马险峰称。

港珠澳大桥有三个大跨度通航孔桥，包括青州航道桥、江海直达船航道桥和九洲航道桥。在海况复杂、风高浪急的伶仃洋，桥梁防风也是个大问题。

同济大学对此出具了可行的方案。以青州航道桥为例，同济大学采用主梁小、大比例节段模型测振风洞试验，主梁、桥塔节段模型测力风洞试验，桥塔自立状态气弹模型、全桥气弹模型风洞试验的方法进行其抗风研究。桥塔试验表明，即使在风速65米/秒的风中桥塔也未出现自激和发散性的驰振现象。

同济大学团队还建议，通过合理设计的桥塔区域局部风障，改善桥塔附近的风环境，提高全桥的行车安全标准风速。

今年9月，史上最强台风“山竹”正面袭击珠三角，珠海、澳门、深圳、香港全线告急，港珠澳大桥安然无恙。

像“蚝贝”的东人工岛（港珠澳大桥管理局） 图片来源：同济大学

港珠澳大桥的沉管隧道深埋外海海底，其长度和埋置深度达到世界上目前最长、最深的规模，巨大沉管的深水安装是另一道难题。

此前，荷兰一家世界著名隧道沉管公司曾同意派出26个专家提供技术咨询，咨询费开价1.5亿欧元，约相当于15亿元人民币。

隧道抗震实验现场。图片来源：同济大学

施工部门委托同济大学承担其设计文件的复核、审查，并完成相应的关键技术科研任务。最终，同济大学教授徐伟团队，以“不足荷兰公司开价九牛一毛的成本”，完成了关键技术的研发工作，并将预计的半年复核时间，缩短到了每一段沉管仅需一到两周。

同济大学表示，沉管安放，最后一节最难。因为海底隧道呈坡度较缓的弧形，像一张弓的弓背，全长约6公里的港珠澳大桥海底隧道由33节巨型管节对接安装而成，包括28节直线段管节和5节曲线段管节，从东西人工岛两端相对安装。海底隧道的合龙口，是保证港珠澳大桥海底隧道全线成功安装的最后一道关口，该管节的安装施工作业空间最小，龙口水流最急，对接位置的精度要求最高。

同济大学称，同济大学白云教授研发的接头红外探水系统，解决了人进不了接头部分和二十四小时全天候监测的难题，还为此获得了国家发明专利。