2019年第3期 2019-03-20 刘淑君

港珠澳大桥表面上看是建一座桥,但它的背后是国家改革开放40年来各行各业集大成的成果,代表了国家整体科技水平的进步。三地合作建桥,不仅从地理上连接了起来,同时还把心理、感情、思想都连接起来了,正如青州桥的桥塔,是个中国结,寓意三地同心,共建未来。

 

访谈嘉宾:苏权科,第十三届全国政协委员、港珠澳大桥管理局总工程师

│本刊记者 刘淑君

 

天开海岳,珠联璧合。在南中国海的珠江口,浩瀚无垠的伶仃洋上,港珠澳大桥横空出世,它从珠海抬起左脚,从澳门迈开右脚,一路向东,汇入香港。从高空鸟瞰,它既像一个大大的“人”字,也像一条潜龙——55公里全长的它,倏尔是桥,在海上延伸;倏尔是隧,钻进海底。与其说它是桥,不如说它是一个跨海集群工程,难度之高、伟岸之奇让人惊异。

在桥上细看,我们更能明白,港珠澳大桥不仅是中国交通建设史上的一个里程碑,更是中国改革开放40年成就的有力证明。苏权科,港珠澳大桥管理局总工程师,是这一超级工程背后的技术总负责人。他带领来自全国各地的科技工作者们,攻克桥梁史上一道道难关,创造交通建设领域一个个奇迹,成为新时期大国工匠的突出代表。在他的讲述中,我们可以清晰了解到,正是一次次创新,一滴滴汗水,铸就了这座“新世界七大奇迹”之一的世界级桥梁。

“有那么多让人兴奋的东西”

《同舟共进》:港珠澳大桥建设方案开始讨论时,不少工程师坦承建设难度极高。刚接到建设任务时,您的心情是怎么样的?

苏权科:我毕业后就在广东省交通科学研究所工作,在科研所干了16年,最后几年做总工程师。2003年10月推荐我去参加港珠澳大桥建设,2004年春节后开始着手做工作。在伶仃洋上建桥,之前是不可想象的事。海里的地质情况、水文情况以及自然灾害等都是未知数。在没有任何数据的情况下,我们开始一点一点收集、记录数据,分析实际情况。开始筹建的时候遇到很多困难,有坚持不下去的时候,也有夜不能寐的时候,但我们还是坚持到了最后。我相信,我国改革开放几十年,装备制造业基础大大提升,人才储备有基础,有修建跨海大桥的经验,具备相应的实力。投入项目后,作为一个从事桥梁建设的人来说,我很少想到“累”这个字,因为挑战性太强了,有那么多让人兴奋的东西。所以也就不知不觉解决了很多问题,做了很多创新。不创新就建不成这座桥,必需一步一步克服困难。咱们原来没有这个技术,没有装备,特别是做海底隧道的装备,也没有关键材料。中国人依靠自己的力量,完全自主设计,自主施工,建成后,这就是最好的样品。当然,也有外国专家帮忙做顾问,提供咨询。此外,三地政府和各方机构也给我们提供了很多帮助,比如在筹建阶段,广东省政协的老专家们就积极地为我们的方案进行论证,出谋划策,为早期的技术攻关贡献智慧;建设过程中,广东省政协王荣主席、林雄副主席等领导带着政协委员多次到现场调研,关心和指导工作,让我们备受鼓舞。

《同舟共进》:建桥过程中最大的挑战是什么?

苏权科:两个方面。第一,很多东西以前我们没有做过,等于研究了很多新技术、新材料、新装备。这些新东西能不能经得起海上使用的考验,得要很仔细地去验证,甚至一家做了实验还不行,还要找两家甚至三家反复实验,都能对得上才放心。我们还会在现场在做典型施工或首件,没问题才批量生产。这是因为风险太大了,任何一个地方出了差错,就是影响整体的事情。

第二,我们要追求长寿命和高品质,反复思考怎样才能把桥做得精致,怎样才能达到国际一流。我们以前的工程水平与国际一流还是存在一定差距的,现在我们把国际上最高的标准摸清楚,怎么做的,怎么管的,通通写下来,照着要求来做。这些要求还要量化,从筹建到通车,我们一共编制了63本标准。

第三,标准做出来后,首先进行试验,在现场验证它,不行还要再修改;第二,这些标准是不是被国际、香港、澳门同时接受;第三,这是不是国际上一流的标准,为此我们要找国外咨询公司来审查,每个方案都要审查图纸,现场完成了之后要看达到要求没有。也有的情况是一开始做得好,但做着做着就松懈了。举个例子,一个青花瓷碗和一个普通粗瓷碗都能吃饭,但为什么价格差那么远?就是因为它们的工艺不一样。有的工匠以前做惯了粗瓷碗,你叫他来做青花瓷碗,他前两个还做得很认真,后面做的就会退回粗瓷碗水平去了。

第四,《同舟共进》:港珠澳大桥的建设共有多少技术人员参与?

第五,苏权科:技术人员有1000多人。有的参与施工的人员是阶段性的,做完了就会回去。规模最大的时候,包括现场的人,预制工厂里的人,还有造产品的人,加起来有14000人。其中也有外国技术人员,他们以单位的形式跟我们签咨询合同,然后分批过来,搞水工的搞水工,搞钢结构的搞钢结构,搞沉管的搞沉管,帮我们审查标准,复核图纸,做一些验算等。这个项目影响很大,愿意参与的人比较多,国际上搞路桥隧道的著名企业几乎都来遍了,来参加科研,参加设计,参加施工或做顾问。英国的莫特麦克唐纳公司是我们的质量顾问,还有设计的审核单位,有质量顾问来指导我们的监理工程师。外国人会提出很多问题,我们就研究改进,给监理公司反复培训,让他们知道这个东西要做到这个样子才行,不是原来认为那个形态。我们就是这么一步一步做出来的。

大桥可为粤港澳大湾区建设提供借鉴

《同舟共进》:港珠澳大桥的筹备和建设涉及粤港澳三地的人事和制度,当时三方是如何沟通协调的?

苏权科:港珠澳大桥的建设从一开始就是粤港澳三方共同出资、出人,共同商量建设方案,共同管理。在前期6年的论证中,粤港澳三地共有13名人员被选中,成立了一个团队,也有包括香港、澳门的两位兼职专家,组建成前期工作协调小组办公室,开展了一系列前期论证工作。三方不仅不同,差异还挺大的,不同的文化,不同的制度,不同的技术标准,不同的管理方法,甚至连收费的货币都不一样。三方共同管理前期走了7年,后期建了8年,15年走来,该磨合的都磨合好了,对于建桥的合作应该说是很成功的,我们把三方好的东西融合到了一起,比如技术标准不一样,就全部按照最高标准来建。大桥在规划建设初期就构建了“专责小组—三地委—项目法人”三级治理架构,培养了一大批跨界管理人才。

港珠澳大桥是充分发挥“一国两制”优势的最佳案例,这是一个创举。我们通过理念、制度、组织、管理等的创新,妥善解决了大桥工程立项规划、投融资、工程建设、营运等决策过程中三地之间法律、体制、文化、管理等一系列挑战,成功实现了粤港澳在重大工程领域密切合作、共谋发展的目标,取得了丰富的系统性经验。这些经验可以为粤港澳大湾区的建设提供借鉴。

《同舟共进》:港珠澳大桥通车给粤港澳三地带来哪些便利?

苏权科:粤港澳三地对交通的需求量其实很大。以前经济不够发达,人流、物流没那么多,现在全球一体化,贸易更多了,人、车、货物都要流动。以前流动靠船或飞机,但船遇到一定级别的大风就不能开了,速度也不快。以澳门为例,澳门资源不多,它的很多东西都是从内地和香港输送过去的,比如办会展的用品,餐厅里吃的生鲜,一般都先在香港加工好,到了澳门稍加操作就可以上台面了。为了运输这些物品,每天就有很多车辆把货送到码头,上船,然后拉到澳门,一般的船要走两三个小时,且天气不好就不能开船。假如凌晨装车,那也要中午才能到。现在有了港珠澳大桥,一个多小时就到了,成本更低,对于澳门的会展业、旅游业等肯定是有所推动的。我在政协提案中也建议,进一步放宽跨界通行政策,增强三地联动协调互信机制,实现人、车、物能上桥、愿上桥、更方便上桥,更大程度发挥大桥对粤港澳大湾区的带动作用。

桥梁产业实现升级换代

《同舟共进》:我们现在的造桥技术与国外的相比,有哪些优势?

苏权科:其实这是一个综合的配套产业。改革开放后,中国这么多年来造了很多桥,我们可以自主生产一些造桥装备,造桥材料;造桥技术人员也有经验;大型的钢结构生产有生产基地和生产线;实验平台都比较强大。这次通过港珠澳大桥的建设,整个产业链都升级换代了,从原来的传统人工操作变成机械自动化控制,流水线生产。大家以为我们在海上造桥,其实桥的每个部分都是在工厂里造的,建桥工人不再是“海上农民工”,而都成了产业工人。比如组成人工岛的钢圆筒,每个高50米,直径22米,重500多吨,都是在上海造好,从海上拉过来的。再比如桥上的钢塔,100多米高,在工厂里造好后用船运到现场,再用两个浮吊把它们提起来,旋转90度,一天就能安装好。以前在海上建桥,这样的钢塔最快也得做七八个月。总的来说,我们就是把大部分海上作业搬到岸上做,把露天的搬到厂房里做,把高空的搬到地面上做,这样既效率高,又安全,且质量好,海上作业环境不是天天能干活的。这是现在咱们造桥的特点。工业化建造桥梁的一套技术体系装备和控制手段,我们全部都掌握了。当然,这样的方法对安装的技术要求可能更高,因为需要控制误差。

《同舟共进》:人工岛的钢圆筒设计也是港珠澳大桥的一大创新。这个设计当初是怎么出来的?

苏权科:这个设计从2004年开始做方案,一直做到2010年。以前的老办法在这里用不上,以前造个防浪堤来保护码头,得事先把海底的淤泥挖掉,然后向里面抛石头,筑个斜坡堤。但实际上,往往在你修到一半的时候,来个大风大浪就把它吹垮了,又或者软基处理不好,它就会塌下去。所以码头建造经常是前一天晚上做好了,第二早上再去就不见了,又得重新来,需要反复地造,直到它成型稳定,这中间还得盼着不能有台风。而且,这样填起来的岛变形较大,容易沉降或滑移。如果用来连接隧道和桥梁,万一滑移或沉降,隧道就会被拉漏水,桥梁就会被拉断。这样的方法肯定是有问题的。现在人工岛的钢圆筒直接插到海床面以下30米,固定住了,有足够的深度,不会摇晃,组成了人工岛的地基。

《同舟共进》:港珠澳大桥运用了哪些新技术?

苏权科:第一是钢筋混凝土材料在海水环境下能达到120年的使用寿命。我们把这个技术突破了,目前领先国际。原来的寿命只有二三十年,最多50年就很厉害了。现在我们能做到120年,我们自行研发了不锈钢筋和沉管用的水下止水的橡胶产品,打破了国外垄断。在装配设备方面,包括连接件和大型海上专用装备,我们也都全部自主研发。

我们也向各行各业学习。比如高铁使用橡胶做的防震弹簧来减震,橡胶里充着气。以前在咱们的认知里,弹簧都是钢的,但港珠澳大桥就用了高铁的技术来做橡胶产品。做沉管的时候,我们还把航天业里的无缝对接技术借来,控制对接精度。再如,建桥过程中,我们也请来海洋局的气象预报中心预报海上天气,什么时间适合施工,风力、温度、浪高、潮位等都清清楚楚。因此反过来说,各行各业通过参与港珠澳大桥的建设,也攻克了很多难题。

港珠澳大桥表面上看是建一座桥,但它的背后是国家改革开放40年来,工业材料产业、装备产业、自动控制产业、测量技术、海上海洋工程手段、气象预报技术等,综合发展到了一定程度才能配合造出来的,它是各行各业集大成的成果,代表了国家整体科技水平的进步。

《同舟共进》:整个工程创新成果一共有多少个?

苏权科:研究项目一共有300多个,涉及100多家科研单位,1000多名科研人员,申报知识产权和专利的有1000多项,目前申报成功的有600多项。

科技之桥、品质之桥、人文之桥

《同舟共进》:如果让您自己来总结“港珠澳大桥精神”,您认为有几个要点?

苏权科:第一是“科技之桥”。它从上到下、从头至尾都充满了科技创新。科技创新分两类,一是把我们没干过的干出来,把不可能的变成可能,这很难得。我们遇到了很多技术空白、技术封锁和一些技术禁区,就是外国人都不敢干或认为干不成的,我们都攻克下来了。二是通过科技创新,把原来的低端变成高端,使桥梁产业整体实现了产业升级。通过建这座桥,产业的上下游把原来的落后方式都淘汰了,传统粗糙的方法改成了现代化的生产设备,把土木工程转化成标准化、专业化的工业化生产。

这座桥到处都是创新的东西,举两个例子,第一个是护栏。一般大桥的护栏高度是1.2米或1米,如果大巴车或双层巴士在桥上发生车祸,有可能会翻下去。我们就把护栏做到1.5米,为了看它被撞击后的情况,我们在北京做实验,把大巴车拖到山坡上,让它沿着一条轨道冲下来,撞在这个护栏上,用不同的速度,从不同的角度来撞。撞了之后栏杆可能会损坏一点,但绝对不能倒,车子再往前磨一段就停了,这样才能保障车子在桥上发生车祸时,不翻到海里。第二个例子是怎样处理隧道里发生的火灾。我们的沉管隧道有六七公里长,中间还有管廊,万一发生火灾怎么办,火势会怎样蔓延,灭火有哪些规律……这在国际上都没有数据。于是我们在福建做了一条长150米1:1的隧道,用上小汽车、中巴、大巴来燃烧,装上多个传感器,测试温度、烟雾,之后对应研究灭火设备和灭火方法,尝遍各种不同组合进行有效灭火。在灭火的同时,还要安排技术员进行逃生演练。经过两年半时间,解决了一系列问题,填补了国际上的空白。

港珠澳大桥建成后,我们的装配化程度是目前世界上最高的。外国同行过来参观,说没来之前根本不知道中国人现在可以这样建桥,还可以建出这么好的效果来。

第二是“品质之桥”。中华民族在1400多年前就建成了赵州桥,既美观又耐用。我们建港珠澳大桥的时候也想了很多办法,希望它每个细节都是很精致的,让人看起来感到均匀、舒服。其次还要寿命长,要达到120年寿命,这是国内最高,国际上也比较高的要求。第三是在抗台风方面。一般在风比较大的时候,桥梁会像蛇一样摆动,有时候摆十几公分,最大的可能摆三十公分。这是不影响安全的,但行车时就会感到不舒服。为了提高行车舒适性,我们也在原有成熟的抗台风技术基础上,研发了一种粘滞阻尼器,能有效抑制这种情况。第三是“人文之桥”。三地合作建桥,不仅从地理上连接了起来,同时还把心理、感情、思想都连接起来了。人流、物流打通后,三地的融合就更快了。最重要的是,通过这座桥,三地的优势资源都能连接起来,把不利的都尽量克服了。在桥的设计上,我们也很强调体现人文气息。从一开始我们就做综合景观分析,包括天空的颜色,海的颜色,山的造型,建筑的风格等都摸清楚,然后再设计桥的色彩、线条,让它和周围的景观符合,不能太生硬。先设计总体景观,然后设计局部景观。比如珠海的横琴蚝非常有名,我们就把两个人工岛做成蚝贝的造型。收费站看起来是个弧形,还有一条杆拉了几根绳,就像一个巨大的锚,寓意粤港澳大湾区在新时代重新启航起锚,扬帆远航。整座桥有三个斜拉桥的塔,第一座九洲桥的塔做成了风帆造型。中间的江海桥的塔是白海豚的造型,像三条白海豚跃出水面的形状,寓意我们从白海豚保护区穿过,但不会伤害白海豚,做到人与自然和谐相处,践行可持续发展的绿色理念。第三座桥是刚好在三地中间的青州桥,我们把塔做成了中国结,寓意三地同心共建未来,就是把三地连起来,用中国元素象征民族团结。

整座桥看下来,有三座斜拉桥,七个塔,四个岛,四条隧道,大桥就像一条银线把它们串起来,所以我们就将它命名为“珠联璧合的跨海工程”,这就是我们的文化景观理念。

“中国标准”走出去

《同舟共进》:建成这座桥对于像您这样的桥梁人来说意义是什么?

苏权科:作为一名桥梁人,我认为这是我造(建)过的自己最满意的桥,站在职业生涯的角度来说,很是欣慰。第二,整个桥梁界的老前辈,几代人长期以来都想造(建)一座世界一流的桥,但以前国家不具备条件,没有这个实力,经济上也实现不了。经过40年改革开放,各行各业都蓬勃发展,使我们具备了建世界一流桥梁的条件,我遇上了好时代、好团队,大家拼着力量建成了这座给中国人争气的大桥,实现了几代桥梁人的“中国梦”。

《同舟共进》:通过积累港珠澳大桥的技术水平和管理经验,今后能挑战难度更大的跨海工程吗,例如在琼州海峡上建桥?

苏权科:修一座跨海大桥涉及的因素非常多,包括经济、技术、环境方面的综合论证。而且,如此大的投资量,从前期论证开始,工程可行性研究、车流量调查、道路通行能力设计、投融资模式,都是必要的过程。在琼州海峡上建桥的工作其实可以追溯到10多年前,当时的铁道部、交通部、海南省、广东省就已经进行了前期研究。2009年左右,中铁大桥设计院进行了地质钻探,已经钻探到了300余米深。而且还做了海洋测流、测风、技术方案、设备方面的前期资料收集,以及方案的比选。从技术上讲,在琼州海峡建跨海大桥比建设港珠澳大桥更具有挑战性,最大的难度之一是中间有海沟,海水更深。第二是地质覆盖层更深。第三是自然环境更恶劣,包括风的因素。但我相信,跨海通道的建设,无论是桥梁还是隧道,未来能够解决这些技术问题。

《同舟共进》:从技术上来说,港珠澳大桥创造了很多世界第一,给世界带去了“中国标准”,您认为今后要如何更好地发挥港珠澳大桥的综合效益?

苏权科:港珠澳大桥建成后,我们成立了粤港澳大湾区交通建设智能维养和安全运营技术研究中心,利用人工智能、大数据等来管理养护港珠澳大桥,每块梁、每个桩都将处于监控之中。同时研发新装备用于自动检查、自动测试、自动采集数据,甚至实现桥梁自动养护维修,这将大幅提升桥梁安全水平、延长使用寿命,也将彻底把人解放出来,还能进一步整合三地科研优势,推动港珠澳大桥运营管理走在全国乃至世界前列。

我们正在对港珠澳大桥建设过程中取得的创新成果进行系统总结,形成专用标准体系,进行全面推广,在行业内共享研究成果。港珠澳大桥建立了包括防浪、防风、防地震处理的具体参数、设计标准、施工标准、验收标准以及运营维护标准等。现在已经整理出了63本,叠起来大约有1米多高,之后要陆续通过中国公路学会出版,让这些“中国标准”的新技术、新理念走出去,在“一带一路”沿线国家进行推广使用,发挥更大作用。目前国际上对我们的标准反映比较好,都比较认可。以后中国的企业就拿这个标准给外国人造桥,这样一来,就可以用到我们的设计,我们的施工,我们的材料,在我们自行研发的生产线上把桥的部件造好,再用船拉到目的地,直接拼装上去。

港珠澳大桥建设过程中,我们把自动化生产线建起来了,生产能力很好,质量是世界一流的,比以前传统手工焊接的要好很多。外国人以前对中国质量是很挑剔的,现在基本上已经没有太多可以挑剔的东西了。我们已经成功给好几个国家造桥,比如美国造过两次,其它的还有德国、塞尔维亚、挪威等。挪威的造桥技术是比较先进的,但他们的钢结构生产能力小。丹麦要修建一个跨海通道,那里的业主和承包商都反复来我们这里参观。美国马里兰州有一个切萨皮克海湾大桥管理局,早期我们常去他们那里学习,现在倒过来了。他们说他们以前的方法已落后,修建第二通道时得要用我们的技术来造,也邀请我们过去交流。如果我们愿意出去交流,几乎每个月都能收到国际上各种邀请。

现在大桥已经通车,今后,我们将牢记习近平总书记的殷殷嘱托,重整行装再出发,重新学习,并在港珠澳大桥的安全运营、应急管理、科学养护等方面持续推进。习总书记在大桥通车仪式上的讲话给我们指明了道路,我们的目标更明确了,有信心再创佳绩。

 



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