《打造“超级工程”的新时代奋斗者》之二:开放创新的步伐

04.03.2019  14:52

      世界最长的跨海大桥、世界最大规模的钢结构梁桥、世界最长的海底沉管隧道……当这些“世界之最”同时集中在一座大桥上,它意味着必须集成创新、挑战极限。
      “这是个世纪工程,也是个国际工程”,建设者们从一开始就将目光对准全球,寻找国际化参照系,力求打磨集成创新之作。走访了英国、美国、荷兰等所有发达国家,考察了东海大桥、苏通大桥、杭州湾大桥等国内代表工程,借鉴了石油化工行业的HSE(健康、安全与环境)管理体系、核电站构建方式、汽车零件流水线作业方式、食品加工生产线等方面的先进经验,不断地吸收、引进、消化国内外先进技术。
      中交公路规划设计院有限公司孟凡超带领设计团队经过反复的踏勘、实验、论证,将不可思议的设想逐渐变成确实可行的方案。但国外权威专家却依然坚持他们最初的判断:中国不可能造出如此超前的桥梁,特别是这样一条超长、超大、超深的外海沉管隧道。
      确实,从1910年美国底特律建成世界第一条沉管隧道以来,100多年时间里,全世界只建成不到200条,主要原因在于过高的技术难度和建设风险,并且只有国外几家顶级公司掌握了相关技术,我国在外海安装沉管的技术积累几乎是空白。
      没有资料,中国交通建设股份有限公司总工程师林鸣带领的岛隧项目团队来到釜山—巨济跨海通道,提出考察沉管基础施工专用设备的意向时,对方却只让在三四百米以外的海上驻足眺望。
      当建设团队与欧洲一家顶级的工程咨询公司商谈沉管安装技术合作时,这家公司开出了1.5亿欧元的咨询费,并将核心技术在中国申请了专利保护,形成了技术壁垒。天价咨询费买不回核心技术。只有走自主研发之路,才能掌握核心技术,攻克这一世界级难题。
      自人类建成沉管隧道以来,所有的沉管都离不开刚性和柔性两种体系。如果把沉管结构比喻为积木,那么刚性结构好比是一整块长条型的积木,而柔性则是将许多细小的积木条连接起来,形成一个整体。但这两种体系都适用于浅埋隧道,沉管埋于海床下仅有2—3米;而港珠澳大桥隧道是世界上唯一的深埋沉管隧道,最深沉放在水下44.5米,有20多米的覆盖层,这是一个从未有人涉足的世界级难题。
      “即使我们的起步是0,往前走一步就会变成1。”中交集团从各单位抽调200余人组成攻关团队,依靠仅有的30页参考资料,在一张白纸上开始挑战这项世界级难题。
      单节沉管8万吨,相当于一艘重型航母,在洋流中很难驾驭;珠江口夏季受台风、强对流影响,冬季受季风影响,突发性恶劣天气和海况难以预测;基础水深达到了40米以上,平整度和回淤情况无法感知;沉管对接要在海底完成,过程很难控制。
      他们将自己日夜关在珠海施工总营地的几间临时工房里,一年多时间召开了300多次会议,开展了数十项数模、物模试验,配合海流流速、流向测量和精细化勘察,一项一项新技术的攻克,一个一个子系统的集成,方案从0到1,从无到有;图纸从薄到厚,又从厚到薄。
      2012年11月17日凌晨,中交岛隧项目总设计师刘晓东收到一条短信:“尝试研究一下半刚性。”短信是林鸣发来的。半刚性的设想就是在用小积木搭设积木条时,每两节小积木之间用松紧带连接起来,既分离又相互联系,这样节段之间既能增加水密性,又能提升抗剪能力。手持《半刚性沉管结构方案设计与研究报告》,所有专家毫不掩饰地表达了他们的反对:“没有经验,你们有什么资格来创造一个新的结构?
      与其说服他们,不如来个技术大论证,从2012年底到2013年8月,项目部邀请了国内外6家专业研究机构进行“背对背”的分析计算,从模型试验及原理上论证“半刚性”的结构。200多个日夜煎熬着林鸣和他的团队,开展33项试验研究,开发了14套系统和装备,最终形成了具有自主知识产权的《港珠澳大桥外海沉管安装成套技术》。2年的坚持,国内外专家的结论接近趋同,中国人的方法是一个科学的方法,世界百年沉管结构的工具箱除了“刚性”“柔性”以外,又增加了一种技术手段。这套技术还利用智能建造提升感知能力、预测能力、控制能力和作业能力,让工程环境做到可知、可控,海底施工做到可视、可测,变力所不能及为力所能及,一举实现了我国外海沉管安装技术从零到领先的跨越。
      在港珠澳大桥的建设过程中,交通运输部汇聚了国内外相关领域的著名专家,成立大桥技术专家组为大桥设计施工方案论证和重大工程问题处理提供全方位的咨询和技术支持。来自14个国家和地区的100多位外籍专家提供了设计、咨询、质量管理顾问等服务。东西方智慧在这个历时15年的超级工程中,互相碰撞。9年的建设过程,仅在岛隧项目中,创新的比重占到总工程技术15%,填补了世界范围内多项技术空白,其中新技术创新65项,发明专利100多项。建设者们探索出了“中国主导、企业主体、全球化资源、产学研一体”的创新模式,将核心技术牢牢掌握在自己手中。
      在这场群星璀璨的科技盛会中,中国建设者“如积薪尔,后来居上”,点燃了世界建桥业界的科技圣火。他们包容开放、求真务实,接过追求真理的火炬,继续寻找推动人类工业文明进化的下一个支点。 (来源:《交通运输部 国务院国资委 中华全国总工会关于开展向港珠澳大桥建设者学习的决定》)

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