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从港珠澳大桥工程看大型项目建造(图)
2018-11-19 09:01:58  《中国公路》  文/ 中国交通建设股份有限企业总工程师 林鸣  
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【声明】:转载《中国公路》《中国交通信息化》《中国高速公路》《中国交通建设监理》稿件须经书面授权。索取授权书 QQ: 6673744。

大直径深插钢圆筒成岛技术

  中国桥梁发展的80 年,是一部波澜壮阔的历史,茅以升先生设计的钱塘江大桥,让我国看到了现代桥梁的希翼。改革开放的前30 年,我国成功建成了一大批世界级桥梁,通过这些桥梁的建设,中国桥梁技术达到了世界水平。

  近十年来,我国进入了大型桥梁建造的新时代。五峰山长江大桥,是八车道高速公路和四线高速铁路综合过江通道。沪通长江大桥位于长江江苏南通和张家港段,截至通车时,是世界上最大跨径的公铁两用斜拉桥。虎门二桥总长度12.89 公里,双向八车道,大沙水道桥采用主跨1200 米单跨吊悬索桥,预计2019 年5 月建成。平潭海峡公铁两用大桥下层为时速200 公里的双线I 级铁路,上层为时速100 公里的六车道高速公路。深中通道总长约24 公里,“桥、岛、隧、地下互通”集群工程,主线桥梁总长17198 米,隧道总长关键技术系统性创新港珠澳大桥工程的成功实施,首先有赖于关键技术的系统性创新。包括大直径深插钢圆筒成岛技术,在不足7 个月的时间内完成了两个人工岛的建设,创造了当年开工当年成岛的工程奇迹。工程中优化了隧道建设基础技术,将原方案经过精细化地详勘以后,优化为复合地基。大桥建设过程中,在距离隧道7 海里的广东珠海桂山岛投资10 亿元,建设了世界上第二例工厂法沉管预制厂。创新了“半刚性”沉管结构,由于“半刚性”沉管不再需要剪断临时预应力,这极大地提高了性价比。因此,工程几乎没有花费额外的代价,便为沉管深埋找到了出路,实现了沉管深埋的技术突破。此外,外海沉管安装的成套技术和装备,整体式主动止水最终接头技术等均居世界领先水平。因此,如若没有这样一个系统的关键技术创新,港珠澳大桥的实施将会遇到更多的困难。

  从港珠澳大桥工程看大型项目建造6720 米,设置两处人工岛,双向八车道,设计时速为100 公里,投资规模500 亿,2016 年年底开工建设,预计2023 年建成。

  港珠澳大桥集“桥、岛、隧”一体,设计寿命120 年,大桥主体工程2011 年1 月批复开工,2018 年2 月9 号交工验收。港珠澳大桥的建设成功,是中国交通发展成就的集中体现,是数代交通人智慧的结晶。

  近十年建设的桥梁,呈井喷式发展,特征为大型工程。以港珠澳大桥为例,总结大型工程的建造有三大特征。第一,创新,大型桥梁建设往往需要应对更多的工程挑战,所以,一定需要创新。第二,品质工程,大型桥梁建设具有地标性、公众性等特性,社会影响巨大,更要特别关注工程的品质。第三,智能建造,大型桥梁建设必须克服人力所不及的风险,需要依靠智能建造工程。

  关键技术系统性创新

  港珠澳大桥工程的成功实施,首先有赖于关键技术的系统性创新。包括大直径深插钢圆筒成岛技术,在不足7 个月的时间内完成了两个人工岛的建设,创造了当年开工当年成岛的工程奇迹。工程中优化了隧道建设基础技术,将原方案经过精细化地详勘以后,优化为复合地基。大桥建设过程中,在距离隧道7 海里的广东珠海桂山岛投资10 亿元,建设了世界上第二例工厂法沉管预制厂。创新了“半刚性”沉管结构,由于“半刚性”沉管不再需要剪断临时预应力,这极大地提高了性价比。因此,工程几乎没有花费额外的代价,便为沉管深埋找到了出路,实现了沉管深埋的技术突破。此外,外海沉管安装的成套技术和装备,整体式主动止水最终接头技术等均居世界领先水平。因此,如若没有这样一个系统的关键技术创新,港珠澳大桥的实施将会遇到更多的困难。

  工程品质是大型工程建造的时代需要

  《交通运输部办公厅关于印发公路水运品质工程评价标准(试行)的通知》(交办安监〔2017〕199 号)要求,公路水运品质工程应满足优质耐久、安全舒适、经济环保、社会认可的建设目标,农村公路项目主要对工程建设成果“实、安、绿、美”等方面综合评价。港珠澳大桥工程在大桥管理局的倡导下,也形成了大桥品质工程的理念。

  那么,品质工程是什么?是以全面质量管理为基础,以标准化管理为手段,以“以人为本”和“本质管理”

  理念,依靠和培育高素质队伍,将用户体验作为重要检验标准,努力创造出具有“需求溢出效应”的优质工程。

  品质工程的内涵,从追求“合格率”变成追求“满意度”。品质工程是质量加提升,完善用户的体验。用户体验包括创造性、没有短板、实用、舒适方便、细节设置周到,工程要精制、美观。

  交通运输部提出品质工程的概念非常重要。从当前社会主要矛盾来看,一项优质的工程,甚至获大奖的工程并不能让所有人都满意,因为还有很多方面并不完美。

  智能建造系统克服风险挑战港珠澳大桥沉管建造具有4 个方面的挑战:一是在开敞海域,环境难以预测。二是珠江口很容易遭遇突发灾难性天气,风险难以防范。三是大规模的海上和水下工程,直接感知非常困难。

  四是我国缺乏高技能的工程潜水作业人员。因此,要建设港珠澳大桥,就需要智能建造去帮助降低风险,克服挑战。

  智能建造提升了四方面能力:感知能力、预测能力、控制能力、作业能力。智能建造需要平台,需要大数据做基础,需要有获得数据的智能手段,需要有计算机结合相应模式的智能系统,还需要对这种模式进行培训,借助通讯信息技术实现人和智能机械的协同。

  岛隧工程智能建造成效,工程环境做到了可知、可控,海底施工做到了可视、可测,水下作业实现了自动化和无人化,工程风险得到了更好地控制,工程的品质与效率得到了保障。沉管智能安装系统由14 个子系统构成,其中由6 个子系统构成了保障系统,8 个子系统构成了沉管无水下作业的安装系统。

  与过去海上工程建设最大的不同是,现代近海工程建设有了智能化做支撑。能够借助于智能化大型船舶装备、智能化测控系统,最重要的是实现了在可预测的环境中建设。因此,当大家能够预测大海,与大海和谐相处时,大海就能成为人类展示大型化、装配化能力的大舞台。

  未来,只有在新材料、悬浮技术、深水建造技术等方面不断创新和突破,工程建设才能够获得更大的自由。( 来源: 《中国公路》 编辑:文/ 中国交通建设股份有限企业总工程师 林鸣 )

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