港珠澳大桥创世界纪录 最长跨海桥隧公路

港珠澳大桥明日正式通车,这项「世纪工程」源于1983年,港商胡应湘提出建桥连接香港和珠海。方案酝酿26年,2009年粤港澳三地终正式动工,至今大桥工程大部分已完工。尽管多年来各界争议不断,本港工程界认为这条耗资逾千亿元,由中国制造的跨海大桥,显示中国工程技术已赶上世界水平,有相当参考价值,当中长6.7公里的海底沉管隧道,更打破了世界纪录。

港珠澳大桥创下多个世界第一,新华社去年12月撰文,形容大桥是「中国乃至当今世界规模最大、标準最高、最具挑战性的跨海桥梁工程」,又称其为「桥梁界的『珠穆朗玛峰』」。

港大土木工程系主任区达光教授自言二、三十年来,的确见证到内地工程界的跃进,「佢哋(内地工程界)某方面系做得好好,尤其是呢一类嘅重点项目,佢哋投放好多(资源),我谂佢哋个监控亦都好好,其实应该系世界水平,有啲系超越咗世界。」

港珠澳大桥总工程师林鸣接受本港传媒访问时,曾指整条大桥的设计标準「就高不就低」,又因内地和香港文化有异,「特別是香港,他们一定要按规矩、按流程」,内地人员需要适应,「但它的好处是让你(内地),实际上跟世界走得更近」。

港珠澳大桥总长约55公里,包括长22.9公里的主桥、6.7公里的海底沉管隧道及4个人工岛,成为世界跨海距离最长的桥隧组合公路,预计大桥使用壽命为120年。其中海底沉管隧道和东、西人工岛的建造方法,被指施工难度极高,6.7公里的海底隧道更成为世上最长的沉管隧道,落成后即打破了韩国的巨加大桥中,长3.7公里的海底沉管隧道路段的纪录。

大桥被设计为桥隧组合公路,而非「一桥到底」,全因大桥跨越的珠江口航道密集,包括5条主要航道,其中一条更是附近海域上唯一可供大型运输船只通行的深水航道「伶仃西航道」。区教授直言:「嗰度风高浪急,船只使用嘅地方都好多、好频密,所以佢哋做一个建造嘅时候,要考虑晒呢啲因素,尽量唔好阻住啲交通,其实本身系唔简单。」

伶仃西航道预计将来可供30万吨巨轮行驶,工程团队深明要在此航道上建桥,桥面需高80米,桥塔更可能高达200米,将是一条超级大桥。但另一个难题又紧接而来:港珠澳大桥处於香港国际机场附近,该海域的建筑物被限制不得高于88米,故超级大桥并不可行。反覆研究后,最终团队决定以海底隧道连接桥梁。

要在水深40米下兴建沉管隧道,工程团队曾打算聘请荷兰的专家做顾问,然而林鸣曾透露,荷兰一方当时开出15亿人民币「天价」作顾问费,但中方当时预算只有6亿,最终双方因谈不拢价钱而未有合作,当时一切只能靠中国工程师摸着石头过「海」。

区教授指建造此海底隧道难度十分高,「最主要就系比较长,同埋好深,差唔多13层楼咁深。」6.7公里长的海底沉管隧道,是红隧的3倍有多,工程人员最后的方案,是先在海底近50米深的土石层浅挖出沟糟,敷设沉管地基后,再用拖船将33节沉管拖到适当位置安装。每节沉管长短不一,最长的沉管长达180米、高11米、宽38米,重达近8万吨,大如两个标準足球场,而且比中国航空母舰辽宁号还要重。

中方一早选址於珠海桂山牛头岛设置沉管预制厂,方便运送沉管至13公里外的海底隧道工程。虽然只是短短13公里,但运送如此庞然大物是中国前所未有,故为沉管度身订造了安装平台,每次由8至13艘大马力拖轮拖行平台连沉管至施工地点。

即使成功驶到準确位置,仍要进行高难度的沉放,因为潮汐和海流造成的不确定性,整个过程可谓惊心动魄,「佢哋趁呢个机会,开发咗好多好大型嘅机械,做设计系其中一样嘢,个施工做唔做到就同有冇相关机械有关,如果你冇咁大型嘅机械都做唔到。」区教授说。

工程团队2013年起运送及沉放沉管,其后在海底逐一进行无人接驳,就如「海底穿针」。团队曾两次因为海上情况恶劣,被迫放弃沉放,最终用了四年才完成沉放全部沉管。区教授相信中方在是次工程中,投放了相当多资金作研发,他认为对将来的工程亦会有深远影响,「如果你透过某一个工程项目,开发咗某一啲机械,到时你要做啲类似嘅嘢,就好方便。」

由于海上没有岛屿可供作隧道的出入口,连接大桥两端,故工程人员另要建造东、西人工岛。但是两座岛所处的海床上有15至20米厚的淤泥,若以传统方法填海造岛,需要移走大量淤泥,将对海洋环境造成严重影响。最终内地工程师决定以钢圆筒围岛的方法造岛,将120个直径22米、高40至50米的巨型钢圆筒钉入海床,围出两个岛,抽走里面的海水再填平。

每个钢圆筒横切面近一个篮球场般大,高约18层楼,重550吨,与一架A380空中巴士重量相约。这些重量十足,作为人工岛根基的钢圆筒被成功运送到指定海域后,工程人员就要出动特制的起重机,用世上最大的八向震锤吊起钢圆筒,再以GNSS卫星定位来量度放置钢圆筒的準确位置,将钢圆筒穿透37米的海床。

林鸣曾指香港普遍对内地工程印象差,港府亦对大桥的内地工程团队「有看法」,但是这次大桥工程证明内地技术不一定亚于香港,例如内地采用的钢圆筒方案令填海过程更稳定。区教授亦相信,将来外国工程也会参考港珠澳大桥的设计。

从高空看会发现,整条港珠澳大桥并非以直线最短距离建造,而是有数个弯位。区教授解释,此设计是为了保障船只航行安全,「佢喺呢个河口嘅地方,做咗水流嘅研究,搵到嗰一带水流嘅方向、速度系点,选呢个走线大致系同个水流差唔多系垂直。」因此,船只从桥下驶经时,会顺着水流方向行驶,避免水流将船只推向其中一边的桥趸,区教授解释:「如果唔系嘅话,佢一路揸船,有可能会慢慢挨向一边嘅桥趸,咁就其实比较危险。