港珠澳大桥海底隧道的建设历程

作者: 林巍

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2021-05-10 17:00:00

本文讲述了港珠澳大桥海底隧道的建设历程,特别是采用了罕见的“沉管法”进行建设,以及工程师们在建设过程中遇到的挑战和创新解决方案。文章还展望了未来的隧道建设技术,如“悬浮隧道”的可能性。

大家好,非常荣幸能和大家交流,今天我讲一讲建设港珠澳大桥背后的故事和体会。首先带大家游览一下这个55公里的海景公路。我们从珠海出发,一路向东,在海面上行驶20公里,两边都是茫茫大海。然后我们来到一个很小的岛上,从岛的中心潜入海底,在水下50米,向前走6公里,从另外一头出来,再往前一点就看到香港的大屿山。

我们经常讲到“粤港澳大湾区”,什么是湾区?湾区是一群或者一个被水体阻碍的城市。一个没有通道的湾区,就像一座没有电梯的高楼大厦。自2018年10月份港珠澳大桥开始通车,如果大家要从珠海或澳门去香港,只要购买穿梭巴士票,花费半小时就可以走完这段路,而以前的路面交通需要花4小时左右的时间。

为什么要建海底隧道?

主要有三个原因:第一,伶仃洋通航非常繁忙,这段正好是通航主航道,往来船舶多,体积大,建桥可能会阻碍船的通行。第二,这个区域上方正好是香港机场的飞机起落区域,如果造桥,桥塔高度可达两、三百米,会影响飞机起落。第三是环境问题。如果我们把大桥沿着长度方向从侧面剖开,就会发现,桥墩是在海水里的,每天潮水涨落时,桥墩会影响海水的交换,同时没入水中的人工岛也会带来这个影响。

因为海底隧道在海床面之下,所以只有海底隧道不会产生影响。

这条长度仅6公里的隧道有什么特别?对于工程师来说,这条隧道的建设曾经是非常小众的,为什么?因为它是用一种较罕见的方法来建造的,叫“沉管法”。我们把这条6公里长的隧道分成33段,在珠海的周边找一个小岛,在小岛的陆地上将隧道一段一段地造好。造好之后,再将每段运到港珠澳大桥的轴线上去,放到海底,第一段安装好后,第二段和第一段首尾相接,反复这样一个过程。

装到海底之后,这个隧道是不是就建设完成了?大家发挥一下想象力,每一段就像一个箱子,放一个,再放第二个,第二个箱子和第一个箱子首尾连接,第三个再和第二个首尾连接。连接到最后会怎么样?一定会有一个缺口,工程师通常称它为“最终接头”。它的安装与之前的33个隧道段不同,之前都是单面对接,这个缺口是双面对接,而且是在水下完成。最终接头的工作,是沉管法自发明至今始终都没很好解决的一个难题。

现在隧道已经通车,也得到了世界的认可,在国际上也获得了一些奖项,而且推进了沉管隧道这个行业的进步,沉管法变得不那么小众了。我们这群人接下来做什么?伶仃洋在十几年前可能还被认为是不可能被跨越的一片海域,现在已经被港珠澳大桥征服了。但是,在我们国家以及国外的很多地方,还存在着更深、更宽的峡湾,至今都没有办法去跨越,即便是用我们工程师最先进的工程技术也无法跨越,这些地方我们以后该怎么去跨越?

有一个办法,就是建造“悬浮隧道”。设想一下,如果我们把桥梁反过来,或者说我们把桥梁安装到水底下去,借用水的浮力让桥梁承载,这样我们就会获得一个经济、可持续性、并可以跨越更广阔水域的一个通道方案。

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