港珠澳大橋島隧工程的設計團隊以強烈的責任感和使命感，本著精益求精、精細精致的創(chuàng)新理念，從人與工程、與自然的整體思維出發(fā)，最終交出了無愧于時代也無愧于自己的創(chuàng)世精品。這其中，島隧項目設計負責人劉曉東功不可沒。 伶仃洋筑夢珠聯(lián)璧合 2003年國慶，還在休假的中交公路規(guī)劃設計院有限公司副總工程師劉曉東接到新的任務，對港珠澳大橋可行性研究列出問題清單，這是他與大橋情緣的起點。 剛完成深圳灣大橋、渴望干大工程的他明白，一個牽動伶仃洋東西兩岸、世界矚目的超級工程終于如約而至，興奮之情不言而喻。興奮之余，劉曉東不免有些忐忑。港珠澳大橋工程之大、之復雜、之特殊，非比尋常，可行性研究面對的工作方方面面、千頭萬緒，橋位、登陸點、口岸查驗、融資方式、通行政策等，不一而足，挑戰(zhàn)前所未有。 劉曉東與研究團隊一起，查找 資料 、外出踏勘、調(diào)研座談，經(jīng)過無數(shù)次頭腦風暴，數(shù)不清的夜以繼日，半年后，關于大橋5個線位方案的初步研究成果出爐，提交大橋前期工作協(xié)調(diào)小組。綜合各方意見，他們提出散石灣北線、南線和極南線三類共6個橋位方案，展開進一步研究。 2005年4月2日，粵港澳三方政府同意大橋東岸登陸點為大嶼山散石灣，西岸澳門登陸點為明珠、珠海登陸點為拱北，優(yōu)先考慮采用北線散石灣—拱北/明珠橋隧組合方案。此后，他們又補充開展了“三地三檢”口岸方案、融資方案的深化研究，歷時4年圓滿完成了大橋工程可行性研究報告，其開創(chuàng)性工作被交通運輸部評審專家譽為“國內(nèi)最好的工可報告之一”。在劉曉東看來，可研工作取得突破的關鍵在于，既要尊重勘設原則，又要兼顧各方利益，滿足關切，在協(xié)調(diào)中突出技術的說服力量。 2009年全國兩會，政府工作報告宣布港珠澳大橋年內(nèi)開工。當年3月，中國交通建設股份有限公司聯(lián)合體（簡稱中國交建聯(lián)合體）成功中標港珠澳大橋初步設計，大橋建設進入緊鑼密鼓時刻?！霸O計就像作戰(zhàn)先鋒，比起施工考慮更多的是運營期的風險。降風險，才能保成功?！眲詵|說?？紤]到臺風、軟厚土、航線船舶、機場航空限高等自然條件特點及海洋、環(huán)保要求，他們謀劃出總體設計思路，提出橋島隧推薦方案：在橋跨總體布置上，滿足航道要求，減少阻水比；保持隧道合理長度，盡量減少人工島長度；適當增加橋梁跨徑。 在橋梁設計上，三座通航孔橋風格一致，采用外觀簡潔的獨柱塔斜拉橋，對流態(tài)影響少。 在隧道設計上，經(jīng)過對沉管工法及盾構(gòu)工法深入比選后推薦沉管工法，如此可減少人工島一半的長度，且受地質(zhì)不確定影響小。 人工島均設計為蠔貝主題外形，島壁結(jié)構(gòu)為斜坡拋石式，最終成為地標式建筑，先期盡快形成沉放首節(jié)管節(jié)的條件。半年時間，初步設計大功告成，被評價為“達到同類工程國際水平”。 劉曉東是“被迫”成為設計團隊總負責人的。2009年10月，經(jīng)過6年的前期工作，國務院常務會正式批準港珠澳大橋工可研究報告，大橋于當年12月正式開工。中國交建聯(lián)合體成功中標大橋島隧項目——東西人工島、海底沉管隧道，采取設計施工總承包模式建設。 中國交建集團有限公司總工程師、島隧項目總經(jīng)理林鳴將這一重擔交給劉曉東時，劉曉東沒有馬上應允。畢竟，從東南大學公路與城市道路工程專業(yè)畢業(yè)后，他一直與江海上的橋梁設計打交道，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。而島隧工程對于他來說，是個完全陌生的領域，心里沒底。當時，我國沒有深海沉管隧道的先例，世界上僅有的兩座海底沉管隧道長度也沒超過3公里，而這個項目的沉管隧道長達6.7公里，工程之復雜、艱巨可想而知。 林鳴認準了劉曉東，若是他一口答應下來，那他就不是林鳴心目中的劉曉東了。對這一世紀工程的渴望，對未知領域的好奇與探索，讓劉曉東找到了說服自己的方法：道中有術、術中有道，路橋相通、橋隧相通，而且設計團隊里國內(nèi)外咨詢設計高手眾多，正是取長補短、融會貫通的好舞臺。 高精度拼接滴水不漏 “我倆有相似性吧?！闭f起林鳴，劉曉東笑著說。精益求精、不留瑕疵，勇于創(chuàng)新、敢為人先，讓每一步都成為無憾人生之履歷。 2010年，林鳴與劉曉東等設計師來到青島，對初步設計方案中的沉管地基鋼減沉樁施工方法，組織開展1∶1典型試驗。試驗結(jié)果讓他們驚出一身冷汗——沉降變形，樁帽上的碎石散落，專業(yè)術語為“不收攏”，與設計數(shù)據(jù)相差懸殊。細問之下，才知原來用的是江河上沉管隧道的經(jīng)驗辦法，且其中還有未經(jīng)證的“假設”。對失誤零容忍的林鳴決心重新研究，重新設計，組合基床的新方法由此誕生。而深海深槽的技術突破，相當于給沉管隧道在海底鋪了一張安穩(wěn)床。 海底沉管隧道為保證通航需要，33節(jié)沉管呈W形，最重的沉管重8萬噸，總重264萬噸，沉放位置、沉降偏差、對接精度、最終節(jié)頭止水、島隧過渡等無不考驗著設計人員的能力和水平。珠海營地設計樓里的燈火見證了他們的開拓與進取、拼搏與奮斗。在剛性與柔性之間，設計人員創(chuàng)造性地提出半剛性拼接技術，為沉管隧道安裝按下了啟動鍵。 首節(jié)安裝最是牽動人心，劉曉東在安裝現(xiàn)場熬了96個小時，為海底“初吻”保駕護航。每一節(jié)都是第一節(jié)，同樣的挑戰(zhàn)，同樣的考驗，時時刻刻都在發(fā)生。安裝到第15節(jié)時，基床淤泥出現(xiàn)異常，較往常增多，安裝停止，開始進行淤泥問題研究。設計團隊找到了源頭——幾海里以外的采砂船，開展了全面系統(tǒng)性研究，并取得重大突破，將淤泥警報由年、天精確到月、時。 做到4000米時，劉曉東的信心倍增，之后，更創(chuàng)下了一年10節(jié)的“中國速度”。直到合龍時的“終吻”，工程雖然一波三折，兩次返航，卻硬是將偏差從16厘米降至2.5毫米，達到毫米級的安裝精度。 設計之功，施工之力，珠聯(lián)璧合，攻下了深海深槽、強回淤、大徑流、異常波、曲線段等幾大難題，最終創(chuàng)下了“滴水不漏”的深海沉管隧道建設奇跡，一舉將我國沉管隧道技術推向世界前列，將世界沉管隧道技術推向新的極致，樹立了新的標準。 攻關克難 鋼圓筒橫空出世 與劉曉東的“遲疑”不同，島隧工程設計團隊中另外一位重量級人物——梁桁則是被項目一步一步地“綁架”在了島隧工程上。 劉曉東告訴記者，當年年僅39歲的中交第四航務工程勘察設計院有限公司（簡稱中交四航院）副總工程師梁桁率領團隊，自主研發(fā)了全新的深插圓筒設計計算方法、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和止水構(gòu)造，成功克服了圓筒振沉關、圓筒穩(wěn)定關、全島止水關三大難關，攻克了島內(nèi)隧道基坑施工期止水、島體陸域工后沉降小于30厘米、軟土地基下島壁岸坡穩(wěn)定、縮短筑島工期四大技術難題。2011年5月15日，西人工島第一個大圓筒順利振沉，梁桁的設計團隊提交了一份優(yōu)秀的設計答卷。 劉曉東說，“快速成島”理念的橫空出世，是港珠澳大橋項目順利平穩(wěn)進行的重要基石。當然，為了追求快、準、狠，其中還是遇到了不少困難的?！白铑^疼的是島隧過渡段的隧道基礎，那段時間是最頭疼的，壓力很大?！绷鸿焖麄儺敃r沒準備，“原來不是我們的工作，不在我們設計范圍內(nèi)。” 隧道基礎技術原來是用樁基的，用最常規(guī)的方式，后來發(fā)現(xiàn)不能滿足工期的要求，因為要把樁振到水下。梁桁與同事李建宇等人忙活了3個月，繪制施工圖?！耙蟀殉两悼刂圃?0公分以內(nèi)。把差異沉降控制在公分級以內(nèi)，梁桁聽到這個要求以后簡直是睡不著覺。”在做施工圖的那段時間，在計算的過程中，梁桁壓力很大。 事實證明，隧道基礎是中交四航院及其項目負責人梁桁最值得驕傲的濃墨重彩的一筆。 慎思創(chuàng)新踏坦途 2010年，在接到負責港珠澳大橋桂山沉管預制廠的設計任務時，劉曉東、梁桁及其設計團隊感到一片茫然：什么叫工廠法預制沉管？而且是工廠法預制長180米、寬38米、高11.4米、重達7.4萬噸的世界上體量最大的鋼筋混凝土沉管！那時候，他們只是知道厄勒海峽曾經(jīng)使用過工廠法預制沉管，但那個沉管的斷面尺寸要比港珠澳大橋沉管隧道小很多。那時候，他們手上只有一本介紹性的英文參考文獻《The Tunnel》，里面只有寥寥不到30頁關于預制工廠的介紹。 劉曉東、梁桁深刻意識到，只有在工廠內(nèi)預制才能最大程度減少環(huán)境因素對沉管預制質(zhì)量的影響，達到120年使用壽命的嚴苛要求，只有采用工廠法，才能具備全年365天不間斷流水生產(chǎn)，趕上緊迫的工期。遍尋文獻，四處查訪，駐守一線，挑燈夜戰(zhàn)，結(jié)合牛頭島地質(zhì)條件和地形，梁桁團隊大膽提出深淺塢平行布置、沉管塢內(nèi)寄存、重力式混凝土和鋼扶壁相結(jié)合的深塢塢門、三角形自穩(wěn)式橫拉鋼結(jié)構(gòu)淺塢塢門等多個獲得國家發(fā)明及實用新型專利的重大創(chuàng)新設計方案。 劉曉東對梁桁的工作贊賞有加。他認為中交島隧工程項目總經(jīng)理部之所以把后續(xù)的設計任務全部交給了中交四航院，得益于該院在人力、物力上的巨大投入，中交四航院總工程師盧永昌以及梁桁等人的艱苦努力，以及該團隊年輕有為、接受新事物快和勇于突破自我的創(chuàng)新精神。 自然天成更美好 2018年春節(jié)前，在一場有關島隧項目景觀設計與工程美學的研討會上，劉曉東見到了港珠澳大橋的首倡者、香港合和實業(yè)有限公司董事會主席胡應湘，他認為港珠澳大橋工程證明了我國的設計、施工能力和精細化管理水平有了極大的提升，建筑水平已躍居到世界一流。 島隧工程設計團隊打破專業(yè)、國別之界，攻克了一個又一個難關，在創(chuàng)新之路上留下了閃光的足跡，在奮斗之旅上結(jié)下了深厚的情誼。雖有因?qū)Τ醪皆O計理解的差異等帶來的困擾，劉曉東、梁桁依然心存感激，其理念、視角，對人與自然關系的灼見，對他們的開拓思路、整體突圍大有益處。與高手過招，不照搬照抄，快速超越，這是他們一直對設計人員反復強調(diào)的真經(jīng)?！皠?chuàng)新不是盲目的?！睄u隧項目九成以上的初設都被變更過，劉曉東說，創(chuàng)新的大方向不能錯，要有總體感覺，再找方法，用技術突破一切藩籬。 經(jīng)過港珠澳大橋的洗禮，島隧工程設計團隊的工程思維、工程美學也上了一個新的臺階。所有的工程最終要解決的是人與自然的關系問題，心存敬畏自然之心，鑄就自然天成之作，在自然面前，永遠葆有一顆求知敬畏的心。 ?