從港珠澳大橋工程看大型項(xiàng)目建造

中國(guó)橋梁發(fā)展的80年，是一部波瀾壯闊的歷史，茅以升先生設(shè)計(jì)的錢塘江大橋，讓我國(guó)看到了現(xiàn)代橋梁的希望。改革開(kāi)放的前30年，我國(guó)成功建成了一大批世界級(jí)橋梁，通過(guò)這些橋梁的建設(shè)，中國(guó)橋梁技術(shù)達(dá)到了世界水平。

近十年來(lái)，我國(guó)進(jìn)入了大型橋梁建造的新時(shí)代。五峰山長(zhǎng)江大橋，是八車道高速公路和四線高速鐵路綜合過(guò)江通道。滬通長(zhǎng)江大橋位于長(zhǎng)江江蘇南通和張家港段，截至通車時(shí)，是世界上最大跨徑的公鐵兩用斜拉橋。虎門二橋總長(zhǎng)度12.89公里，雙向八車道，大沙水道橋采用主跨1200米單跨吊懸索橋，預(yù)計(jì)2019年5月建成。平潭海峽公鐵兩用大橋下層為時(shí)速200公里的雙線I級(jí)鐵路，上層為時(shí)速100公里的六車道高速公路。深中通道總長(zhǎng)約24公里，“橋、島、隧、地下互通”集群工程，主線橋梁總長(zhǎng)17198米，隧道總長(zhǎng)6720米，設(shè)置兩處人工島，雙向八車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100公里，投資規(guī)模500億，2016年年底開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2023年建成。

港珠澳大橋集“橋、島、隧”一體，設(shè)計(jì)壽命120年，大橋主體工程2011年1月批復(fù)開(kāi)工，2018年2月9號(hào)交工驗(yàn)收。港珠澳大橋的建設(shè)成功，是中國(guó)交通發(fā)展成就的集中體現(xiàn)，是數(shù)代交通人智慧的結(jié)晶。

近十年建設(shè)的橋梁，呈井噴式發(fā)展，特征為大型工程。以港珠澳大橋?yàn)槔?，總結(jié)大型工程的建造有三大特征。第一，創(chuàng)新，大型橋梁建設(shè)往往需要應(yīng)對(duì)更多的工程挑戰(zhàn)，所以，一定需要?jiǎng)?chuàng)新。第二，品質(zhì)工程，大型橋梁建設(shè)具有地標(biāo)性、公眾性等特性，社會(huì)影響巨大，更要特別關(guān)注工程的品質(zhì)。第三，智能建造，大型橋梁建設(shè)必須克服人力所不及的風(fēng)險(xiǎn)，需要依靠智能建造工程。

關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)性創(chuàng)新

港珠澳大橋工程的成功實(shí)施，首先有賴于關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)性創(chuàng)新。包括大直徑深插鋼圓筒成島技術(shù)，在不足7個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成了兩個(gè)人工島的建設(shè)，創(chuàng)造了當(dāng)年開(kāi)工當(dāng)年成島的工程奇跡。工程中優(yōu)化了隧道建設(shè)基礎(chǔ)技術(shù)，將原方案經(jīng)過(guò)精細(xì)化地詳勘以后，優(yōu)化為復(fù)合地基。大橋建設(shè)過(guò)程中，在距離隧道7海里的廣東珠海桂山島投資10億元，建設(shè)了世界上第二例工廠法沉管預(yù)制廠。創(chuàng)新了“半剛性”沉管結(jié)構(gòu)，由于“半剛性”沉管不再需要剪斷臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，這極大地提高了性價(jià)比。因此，工程幾乎沒(méi)有花費(fèi)額外的代價(jià)，便為沉管深埋找到了出路，實(shí)現(xiàn)了沉管深埋的技術(shù)突破。此外，外海沉管安裝的成套技術(shù)和裝備，整體式主動(dòng)止水最終接頭技術(shù)等均居世界領(lǐng)先水平。因此，如若沒(méi)有這樣一個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，港珠澳大橋的實(shí)施將會(huì)遇到更多的困難。

港珠澳大橋集“橋、島、隧”一體

組合基床+復(fù)合地基

工程品質(zhì)是大型工程建造的時(shí)代需要

《交通運(yùn)輸部辦公廳關(guān)于印發(fā)公路水運(yùn)品質(zhì)工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（試行）的通知》（交辦安監(jiān)〔2017〕199號(hào)）要求，公路水運(yùn)品質(zhì)工程應(yīng)滿足優(yōu)質(zhì)耐久、安全舒適、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、社會(huì)認(rèn)可的建設(shè)目標(biāo)，農(nóng)村公路項(xiàng)目主要對(duì)工程建設(shè)成果“實(shí)、安、綠、美”等方面綜合評(píng)價(jià)。港珠澳大橋工程在大橋管理局的倡導(dǎo)下，也形成了大橋品質(zhì)工程的理念。

那么，品質(zhì)工程是什么？是以全面質(zhì)量管理為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)化管理為手段，以“以人為本”和“本質(zhì)管理”理念，依靠和培育高素質(zhì)隊(duì)伍，將用戶體驗(yàn)作為重要檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，努力創(chuàng)造出具有“需求溢出效應(yīng)”的優(yōu)質(zhì)工程。品質(zhì)工程的內(nèi)涵，從追求“合格率”變成追求“滿意度”。品質(zhì)工程是質(zhì)量加提升，完善用戶的體驗(yàn)。用戶體驗(yàn)包括創(chuàng)造性、沒(méi)有短板、實(shí)用、舒適方便、細(xì)節(jié)設(shè)置周到，工程要精制、美觀。

交通運(yùn)輸部提出品質(zhì)工程的概念非常重要。從當(dāng)前社會(huì)主要矛盾來(lái)看，一項(xiàng)優(yōu)質(zhì)的工程，甚至獲大獎(jiǎng)的工程并不能讓所有人都滿意，因?yàn)檫€有很多方面并不完美。

智能建造系統(tǒng)克服風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)

港珠澳大橋沉管建造具有4個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是在開(kāi)敞海域，環(huán)境難以預(yù)測(cè)。二是珠江口很容易遭遇突發(fā)災(zāi)難性天氣，風(fēng)險(xiǎn)難以防范。三是大規(guī)模的海上和水下工程，直接感知非常困難。四是我國(guó)缺乏高技能的工程潛水作業(yè)人員。因此，要建設(shè)港珠澳大橋，就需要智能建造去幫助降低風(fēng)險(xiǎn)，克服挑戰(zhàn)。

智能建造提升了四方面能力：感知能力、預(yù)測(cè)能力、控制能力、作業(yè)能力。智能建造需要平臺(tái)，需要大數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)，需要有獲得數(shù)據(jù)的智能手段，需要有計(jì)算機(jī)結(jié)合相應(yīng)模式的智能系統(tǒng)，還需要對(duì)這種模式進(jìn)行培訓(xùn)，借助通訊信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)人和智能機(jī)械的協(xié)同。

島隧工程智能建造成效，工程環(huán)境做到了可知、可控，海底施工做到了可視、可測(cè)，水下作業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和無(wú)人化，工程風(fēng)險(xiǎn)得到了更好地控制，工程的品質(zhì)與效率得到了保障。沉管智能安裝系統(tǒng)由14個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，其中由6個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成了保障系統(tǒng)，8個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成了沉管無(wú)水下作業(yè)的安裝系統(tǒng)。

大直徑深插鋼圓筒成島技術(shù)

沉管安裝智能系統(tǒng)

智能建造平臺(tái)

與過(guò)去海上工程建設(shè)最大的不同是，現(xiàn)代近海工程建設(shè)有了智能化做支撐。能夠借助于智能化大型船舶裝備、智能化測(cè)控系統(tǒng)，最重要的是實(shí)現(xiàn)了在可預(yù)測(cè)的環(huán)境中建設(shè)。因此，當(dāng)我們能夠預(yù)測(cè)大海，與大海和諧相處時(shí)，大海就能成為人類展示大型化、裝配化能力的大舞臺(tái)。

未來(lái)，只有在新材料、懸浮技術(shù)、深水建造技術(shù)等方面不斷創(chuàng)新和突破，工程建設(shè)才能夠獲得更大的自由。