橋上中國——港珠澳大橋建設紀實

1983年的一個夏夜,在位於香港銅鑼灣合和中心64層的「胡公館」裏,香港著名實業家胡應湘提出一個大膽的設想:何不規劃尋找另一條使珠江西部和香港直接對接的跨海大橋,這樣就與廣深、廣珠高速公路形成了整個珠三角環狀高速路網?他是首個提出跨伶仃洋建橋的商界第一人,隨後他將多次修改比較成形的方案定名爲《興建內伶仃大橋的設想》。

珠海被確立爲特區後,從1983年到1998年,時任珠海市委領導的梁廣大在珠海做了一系列開創性的工作。因爲他敢想敢幹、敢於試錯,被人們稱爲「梁膽大」。跨伶仃洋建橋一度被認爲是梁廣大的「膽大夢想」。

1992年7月,珠海正式委托中國交通公路規劃設計院編制《伶仃洋跨海工程預可行性研究報告》,幷於1996年獲得國家計委批准立項。在珠海市政府大院1號大樓的底層大堂,一個橫跨伶仃洋的大橋模型曾靜靜地擺放了整整15年,直到2008年港珠澳大橋項目塵埃落定後才被人悄悄地挪走。

然而,對香港民間建橋呼聲和珠海市政府遞來的橄欖枝,末代港督彭定康不假思索地一口回絕:「NO(不)!」

直到隨著香港、澳門主權相繼回歸,一座跨越珠江口海域,連接香港、澳門、珠海的超級工程才重新被提上議事日程。

建橋之爭:從山窮水盡到峰迴路轉

港珠澳大橋從動議到落地,整整跨過30年。30年,在建與不建、如何建、誰來建的論爭中屢次山窮水盡。在橋形與著陸點、口岸和融資安排的利益博弈中屢次峰迴路轉。

從大珠三角城市的版圖看,廣州置頂,珠海、澳門位左,深圳、香港居右。如果說這是一個A字形,中間那道橫綫就是港珠澳大橋了。

那道橫綫要不要畫?如何畫?

作爲三方合作推進的跨界項目,港珠澳大橋涉及「一國兩制」又牽動三地利益,「單雙Y」之爭成爲大橋論爭中最激烈的焦點。

什麽叫「單Y」?就是大橋一頭連接香港,兩頭分別連接珠海和澳門,其方案「鼻祖」是香港實業家胡應湘。什麽叫「雙Y」?就是在單Y的基礎上,再斜拉出一條通道,連接深圳。其方案「教父」是中山大學港澳珠三角研究中心的鄭天祥教授。「單雙Y」方案,各方圍繞的都是讓大橋更多地滿足自己的利益,而這必然會遭到其他方的質疑甚至反對。那麽,找到利益博弈的平衡點是關鍵。

2004年2月29日,在「珠海城市發展新戰略‧城營商高峰論壇」上,一位香港學者很不客氣地說:「最近這兩三個星期裏有些騷動,就是有人提出來要作『雙Y』方案。什麽是『雙Y』方案呢?就是說西岸這邊的橋接珠海、澳門,這個大家都沒有爭議,那邊是不是要連接深圳呢?除了連香港以外,我覺得這個情况是相當令人擔心的,如果再在這個問題上糾纏下去,會對這座橋的推動造成很大影響……最近聽到這個想法是深圳方面在後面推動的,有的人說是廣東省裏邊推動的,首先就是學者提出來,但是,我覺得現在提出『雙Y』方案,是有意製造麻煩,背後可能是根本不想建這座橋!」

一波未平,一波又起。「單雙Y」之爭的硝烟剛剛散盡,大橋著陸點的爭議烽烟又起。由於排除了「雙Y」方案,橋梁東段香港的落點自然沒有多少爭議,西段的落點選址成了最大的懸念。

珠海希望大橋登陸點選在橫琴島,帶動橫琴的發展。但是,橫琴島在澳門西邊,相當於澳門的後門,澳門本來就不到20平方公里,珠海的想法顯然讓澳門有點兒「不高興」。

爲避免與珠海正面「交戰」,澳門采取迂回戰術,只强調自己的落點首選放在明珠點,這與珠海的橫琴點南轅北轍。這樣一來,珠澳雙方的兩個迥然不同的落點方案又成爲大橋前期協調工作的一個結。

我們都知道,拱北是珠海經濟、商業的興起地之一,每天平均有30至40萬的人流通過拱北口岸,而且拱北是珠海的金融、商業區和最繁華的鬧市區之一,人流高度集中,橋在拱北落脚,交通難題怎麽解决?貨櫃車上下大橋怎麽辦?

2004年5月的一天,中交公路規劃設計院副院長、港珠澳大橋初步設計總設計師孟凡超和港珠澳大橋前期工作協調小組辦公室總工程師蘇權科對備選方案上的登陸點進行實地勘察。他們沿著澳門海岸跑了一圈無果,正欲返回珠海,恰好在澳門口岸和拱北口岸之間發現有一塊地方,他倆拿步子來回量了幾次,有六七十米。

「能不能從這地底下穿過去?穿過拱北以後,再從前面出來,再連到我們的陸上去,這樣的話不是不影響澳門了嗎?」孟凡超對蘇權科說。

「這個辦法好,穿過拱北以後,也可以通過橫琴大橋連接到橫琴。」蘇權科與孟凡超有了共識。隨後,這個備選方案經過專家論證,三方都接受了,最終成爲港珠澳大橋西端珠海方的落脚點。

作爲跨界基礎工程項目,港珠澳大橋歷經多年的反復研究和討論,靴子遲遲沒有落地,其中一個難題就是融資。至2005年,在大橋前期協調時出現的融資利益博弈,成爲制約大橋能否上馬、何時上馬的最大攔路虎。

2007年初,港珠澳大橋專責小組第一次會議最終確定了「政府補貼+社會企業合作」投資的融資模式。政府補貼分攤比例的那部分,則以效益、費用比相等的原則計算,誰受益最多,大橋主體部分的政府補貼就出資最多。

但問題又來了,誰受益最多?這個問題由誰來評估?

2008年8月,港珠澳大橋融資方案發生了戲劇性變化,國家公布批准的結果出人意料:放弃企業投資加政府補貼方案,改由政府投資建設的方案。

根據這個批准的結果,國家對港珠澳大橋的主體工程劃撥款50億元人民幣,加上廣東省共出資本金70億元人民幣,香港出資67.5億元人民幣資本金,澳門出資19.8億元人民幣資本金。三地的資本金額合共157.3億元人民幣,占大橋主體建設費約42%,其餘部分再由粵港澳三地政府組成的項目機構通過貸款解决。

國家送「大紅包」,這確實讓粵港澳三地喜出望外。

中國可以說「行」

伶仃洋航道是世界上最重要的貿易通道之一,每天有4000多艘船經過這裏。爲了保證大型船隻的順利通行,大橋橋面設計要求必須比海平面高出70多米,相應的橋塔的高度要在200米以上。設計師有著高超的智慧,他們提出了一個大膽的設計思路,將大橋會影響船隻和飛行通行的部分埋入海底,變成海底隧道,這個方案創造性的將大橋建成「橋梁+人工島+海底隧道」的組合,使大型船隻與飛機都能不受干擾的安全通行。

然而,海底隧道沉管安裝是世界級難題。

開工之前,島隧工程項目總工程師林鳴帶領他的團隊與荷蘭某世界頂級隧道工程咨詢公司接觸。幾經談判,對方最終同意提供沉管浮運安裝施工技術咨詢,但獅子口一開就是1.5億歐元的咨詢費,幷且只派出26名咨詢人員。

「1.5億歐元?」林鳴還以爲耳朵出了問題。

「是的,1.5億歐元!」對方聳聳肩,表情無奈地攤攤手:「你們中國沒有能力做這件事,當然得接受這樣的價格。」在當時,1.5億歐元相當於15億元人民幣。

林鳴說:「給一個價,即3億元人民幣談一個框架,就是拿風險最大的這一部分合作。」

荷蘭人聳聳肩,攤開兩手:「那我們只能給你們唱一首歌。」

「唱首什麽歌?」林鳴問。

「我給你們唱首祈禱的歌。」

荷蘭公司吃定:中國的技術不可能建成港珠澳大橋。

斷了念想的中國科技人員只能自起「爐灶」。2010年2月,交通部彙聚國內外相關領域著名專家成立了港珠澳大橋技術專家組,成員囊括了7位院士和兩位外籍專家;同年9月,港珠澳大橋跨海集群工程建設關鍵技術5個課題,19個子課題進入國家科技部「科技支撑計劃」項目。

海底隧道需要構築兩個人工島「轉換」。鋼圓筒快速成島技術,是工程師們發明的先進技術,比傳統的拋石成島技術快了兩年,這種技術不僅减少對海床的挖泥作業,而且降低對海洋環境的破壞。鋼圓筒體積龐大,每個都有14層樓那麽高,重量相當於一架空客A380飛機。用哪個模具也做不出這樣的大傢伙,這可怎麽辦呢?

工程師决定用小鋼板組成鋼圓筒,先生産72塊小鋼板,然後把它們焊接成若干塊大鋼板,最後將大綱板放在特製的內膽上,拼接成鋼圓筒。拼接的大鋼板誤差控制在三厘米以內,再加上工人高水平的焊接,這樣做出來的鋼圓筒就不會出現漏水,或者漏沙的問題了。

兩座人工島之間,要在海底50米處挖出一條溝,作爲海底沉管隧道的基槽,抓鬥每次挖泥的範圍誤差都不能超過0.5米。

基槽挖好後,還要進行加工,因爲海床的泥土水分高,像嫩豆腐一樣軟,非常容易發生塌陷。於是抓鬥式挖泥船的「好朋友」都來幫忙了,擠密砂樁船、清淤船、拋石船、整平船陸續登場,他們在海底各顯神通,將基床打造得平整又堅固。

沉管地基加固的新技術叫擠密砂樁技術,即采用專用沙樁船,通過振動沉管設備和管腔加壓裝置,把沙强制壓入水下的軟弱地基中,迅速起到置換、擠密、排水、墊層的作用,增加地基的强度和剛度,加快地基的固結,减少沉降。

「這項技術起源於日本。」葉柏榮說。葉柏榮是國內最早研究擠密砂樁技術的人,談起往事,他還是有些憤憤不平:「當時呢,我們跟日本進行洽談,我們是想要購買這套東西。但是日本人說船可以賣,但裏面的控制系統不賣,你們要做工程我們可以幫你們去做。這哪行呢,我們怎麽能受制於人家?」

直徑的控制,下砂量的控制,置換率的控制,標高的控制,都需要一套完備的控制系統去實現。中交三航局副總工程師、女博士時蓓玲和她的助手馬振江帶領研發團隊,經過一年多的研究,終於研發出一套具有獨立知識産權的控制系統,徹底打破了外國人對擠密砂樁工程技術的封鎖。

之後,一大批中國自主研發的高性能「大國重器」橫空出世:整平船「津平1」、起重船「振華30」、清淤船「捷龍」輪、抓鬥船「金雄」輪……在港珠澳大橋你方唱罷我登臺。

2016年3月,林鳴應荷蘭某世界頂尖隧道工程咨詢公司的邀請,再次來到阿姆斯特丹。令他驚愕的是,就在他們走進集團大門時,一面鮮艶的五星紅旗在雄壯的中國國歌聲中緩緩升起,這家公司以一種特別的方式來表達對港珠澳大橋建設者的致敬。而邀請方正是當年開出1.5億歐元天價的那家公司。

「如積薪耳,後來者居上。」港珠澳大橋不僅證明了中國人「行」,還創造了「中國奇迹」。

三戰伶仃洋

2014年11月16日,8萬噸的E15沉管到達安裝海域,施工人員顧不得連夜浮運的勞累,立即作好沉放準備,潜水員則潜水「探底」。

「報告!沉管基槽泥沙又增多了!」在人們的忐忑等待中,潜水員急匆匆奔進指揮艙。「我們在海底沉管基槽發現回淤物厚度約4厘米,幷且有一定的稠度,用手都撥不開。」安裝船指揮室的氣氛瞬間凝固。

林鳴迅速召開團隊會議。會上,三種方案擺在與會者的面前:1.計劃不變,繼續安裝;2.暫留附近海域,待清淤後安裝;3.停止安裝,沉管回撤。

誰都知道,無論是哪一種方案都隱藏著意想不到的風險和挑戰。沉管回拖一次也要幾千萬元,加上海事部門配合浮運的近20條護航船以及拖輪的費用,都將對工程産生巨大的財務壓力。

如果强行安裝,萬一基床上的淤泥讓沉管發生滑移,對於設計使用壽命120年的港珠澳大橋來說,未來可能是致命的隱患。林鳴說:「撤吧!沉管回塢!」深思熟慮後,他下達了回航指令。

聽到這個消息,整個浮運安裝團隊士氣低落。沉管安裝船船長劉建港回憶起來那一幕時,說:「當時我們的內心都是崩潰的,雖然每次都有會失敗的預案,真要回去還是無法承受的。但失敗意味著什麽大家都清楚,誰也承擔不起責任。」

17日18時,E15沉管正式回撤。現場作業海區風力持續5——6級,有效波高1米,巨浪甚至能直接將人打翻。起重班班長徐兆溫帶著工人們頂著風浪換上泡沫式救生衣,系上保險繩,一邊安裝已拆除的舾裝件,一邊進行回航編隊。他說:「浪太大了,平時穿的便携式救生衣根本沒有辦法用,浪頭打到了脖子,兩個兄弟接連被打翻,差點被卷走。」

頂著寒潮、大風、巨浪,經過24小時的連續戰鬥,E15沉管艱難「回家」。

導致E15突然回淤的原因是什麽?泥沙問題是海洋工程的關鍵,因爲它的神秘莫測,海洋工程師們都把它戲稱爲一門「玄學」。

經過兩個多月的調查和大量數據分析,專家組在完成200組地質取樣普查、30多次密度檢測、上千次的泥樣粒徑檢測後,得出了統一結論:海底突然出現的回淤,來源於上游海域采砂船采砂洗砂産生的懸浮物。

2015年春節前夕,在廣東省政府統籌協調下,7家采沙企業近200艘船舶在不到兩天的時間內全部撤離了現場。「現在鋪設的碎石上不再有那層厚厚的『被子』了,看得清清楚楚。」潜水員張誠高興地帶來好消息。

2月24日,沉管安裝的「窗口期」來臨,E15再次出征。這距離第一次拖回沉管已經過去了近4個月。當船隊即將到達施工區時,一個突如其來的消息打亂了既定計劃:多波束測深系統在對海底基床進行掃測時,發現基床東北部有大面積堆積物,總量達2000平方米,最厚處達到60厘米。

「看到潜水員打撈上來的滿滿一箱的淤泥,在場所有的人都驚呆了。」中交四航院副總工程師、港珠澳大橋島隧設計負責人梁桁說。原來,當第一次出現回淤後,施工人員清理了基床槽底的淤泥,而基槽邊坡上面覆蓋了一層薄薄的回淤物,回淤物受到外力擾動後發生了雪崩般的「塌方」。

E15節沉管第二次出航,走到路程的三分之二時只能再次拖回,別無選擇。「當時心情特別難受,忍不住地直掉眼泪。」港珠澳大橋島隧工程Ⅴ工區常務副經理、山東大漢宿發强回憶道,「第一次出航非常艱難,200多人的團隊連續72個小時不睡覺,巨大的壓力已經接近人的承受極限。而這第二次500多人從大年三十等到初六的時間窗口,沒有想到又出現塌方返航,心不甘呀!」

數月的努力將從頭來過,許多身經百戰的工程師、專家無話可說,潸然泪下。「我當時的腦子也是一片空白,兩次打擊實在太大了,根本不知道怎麽去安撫員工的情緒。」沉管安裝船船長劉建港蹲在甲板上哭了很久。

這是人類無力抗拒自然的痛苦。沉管安裝項目部全體人員的心情更是降到了穀底,圍坐在指揮艙開始抹眼泪,個個抑制不住落下了痛惜的泪水,港珠澳大橋島隧工程沉管安裝項目副書記王有祥說:「哭,全哭了,全都在抹眼泪,我也在抹眼泪,哭得一塌糊塗……」

3月24日凌晨,浮運船隊携E15沉管第三次踏浪出海。僅僅一個月後,這支隊伍面貌一新、士氣昂揚。26個小時,經浮運、系泊、數輪沉放、觀測、調整,E15沉管姿態完全可控,緩緩沉入40多米深的海裏。

「成功了,終於成功了!」25日凌晨5時58分,經過數輪沉放、觀測、調整後,E15沉管在40多米深的海底與E14沉管精准對接,「津安3」沉管安裝船的指揮艙裏傳來了經久不息的掌聲和歡呼聲,絢爛的烟花照亮了伶仃洋的夜空。

橫跨30年的中國夢想

建造港珠澳大橋需要的橋墩、箱梁等部件都是預製的。運輸船把這些部件運送到施工現場,起重船將橋墩吊裝到位,再將鋼箱梁放到一座座橋墩之間,就像在海上搭積木一樣,組裝成海上「鋼鐵巨龍」,用大國工法將堅硬的鋼鐵化作珠江口上最壯觀的虹,搭建起架接港珠澳的海上天路……

其中最驚險刺激的片段是橋塔的吊裝。

2015年2月2日,九洲航道上的「風帆」塔吊裝。塔柱高度120米,相當於40層高樓,單塔高就緊逼澳門機場航空限高122米綫。

中鐵大橋局采用國內橋梁中從未使用過的「竪轉提升」技術,整體竪轉提升中最爲關鍵的是要控制好橫向滑移和竪向提升的同步性,將提升點千斤頂的布置精度控制在5毫米以內。

竪轉提升,「玩」的何止是心跳,「風帆」塔吊裝的每一步都是高精度、高要求和高難度。中鐵大橋局二公司工區總工程師徐瑜在現場待了3天3夜,爲「風帆」塔的吊裝煞費苦心,總共沒睡足5個小時。

風帆的曲臂是一個异型,兩者相接之後形成一個超大的不規則體,它要求37根提拉上塔柱鋼絞綫的精確度每一根都不能出現大於1°的施工角度,否則造成快速傾斜,甚至倒翻,後果將不堪設想。徐瑜說:「畢竟沒做過,什麽問題都反復考慮了,坐立不安。」坐立不安的還有CB05標的總工程師潘軍。晚上12點,他給徐瑜打電話,儘是些關鍵性技術問題:上塔柱竪轉到位後萬一出現與T3頂口匹配誤差較大,應該怎麽調整,用什麽措施來調整……

6月天,塔柱內部狹窄悶熱,環境很惡劣,潘軍帶著技術人員將鋼塔4個壁的對位全部測量完畢,確認符合2毫米規範後,才走出來。

竪轉一開始,情况還是猝不及防地出現了。專門配置的監控儀器數據就開始滾動。這一情况與前期計算的有小步滑移有所出入。憑藉敏銳的數據反應,他們通過提前放置於靠近鋼管竪架滑移軌道兩側的千斤頂的拉力,使上塔柱在這一提升段往前滑移,有驚無險。

一波剛平息,又起一波。水平位移達34米時,吊點、塔中心、塔下部支撑點呈一條竪向直綫,這時塔柱支撑力處於最爲薄弱的臨界狀態。此時如果不控制有效提升速度,上塔柱會順勢翻過去。細心的建設者們在上塔柱的滑移軌道端頭處兩側分別配置兩台千斤頂,到達臨界點後,便利用這兩個千斤頂的牽扯力,讓「它」緩慢前移,最終安全度過臨界點。

竪轉提升從早8時一直持續到晚11時。隨著現場指揮一聲「提升到位」,現場一片歡呼,不少人眼中閃爍著泪光。

一次性整體「竪轉提升」技術,這在世界橋梁建設史上還是首次,填補了用提升支架整體提升、滑移滑道竪轉方式安裝上塔柱領域的一項國內空白。

江海直達船航道上的「海豚塔」有35層樓的高度,重達3000噸,相當於11架空載的A380飛機。廣東長大公司是港珠澳大橋7座索塔施工中唯一的「省隊」,這匹「黑駿馬」驟然沖入港珠澳大橋和中鐵大橋局、中交二公局等「國家隊」同台競技,毫不遜色。

鋼塔由12節主塔、12節副塔、7節聯繫杆、14節裝飾塔、2節三角撑組成,吊裝時需要高精密度。

2015年8月23日凌晨4點,「海豚」塔從中山火炬開發區預製場碼頭裝船出發,海上行駛約29海裏後,抵達港珠澳大橋施工橋址。

中午12時,在距離大橋墩台50米左右外的海面上,「海豚」的頭部通過吊具固定在「長大海升」船的起重吊鈎上,尾部由「正力2200」船配合吊起。在場所有人都屏住了呼吸,指揮組緊緊地盯住「長大海升」四個主鈎;操作組則不眨眼地盯著「海豚塔」;監控小組將目光鎖定在高精度的儀器顯示屏上。

180度翻身、起吊、空中竪轉、橫移、栓裝……兩艘船默契地將「海豚」緩緩翻轉90度,再平移到橋墩基座上,完成安裝。

最緊張的是「海豚」竪轉過程,竪轉過程非常緩慢,每提升4米需要停頓觀測一次,無誤方可繼續操作,每一步都小心翼翼,持續了4個小時,「海豚塔」完成竪直狀態。

「心都提到嗓子眼了。」CB04項目標項目副總工程師榮國城說,「穿過吊臂的時候,『海豚』其實都在微微晃動,和吊臂相距最近的時候只有50厘米,這時候最擔心外海會有涌浪襲來。」因爲塔尖穿過兩座吊臂之間的時候,處於高應力狀態,一旦巨型「海豚」和吊臂「吻」上,就會釀成嚴重的起重事故。

「心驚肉跳啊!」總工程師王中文說,「最怕海底的涌浪和海上的風了,還好『海豚塔』最終與吊臂失之交臂。」

在兩艘大型浮吊的配合下,鋼塔整體空中竪轉,緩緩地朝著橋墩移去。由於江海直達船航道橋邊跨淨距爲102米,不足以滿足「海升」起重船駐位,「海豚」第三次穿過浮吊船的雙臂之間,塔尖與吊臂的最近距離不足1米。

現場所有人都興奮地歡叫了起來,所有人都拿出手機拍下了這激動人心的一幕……

2018年10月24日9時,港珠澳大橋正式通車運營。

從20世紀80年代發軔到2018年夢想成真,綿延55公里的大橋承載著珠港澳三地同胞太久的等待,整整跨過30年。

(曾平標/文)