全世界任何一個(gè)隧道所有者和設計師都明白，建造100%水密的隧道意味著(zhù)什么樣的挑戰。一位歐洲著(zhù)名島隧專(zhuān)家曾說(shuō)，全世界的節段式沉管漏水率平均值為10%左右，目前尚沒(méi)有沉管隧道100%不漏水的紀錄。

　　“奇跡”在港珠澳大橋沉管隧道中出現了：這條5.6公里的海底隧道，在攻破重重技術(shù)難關(guān)之后，保證了40米水壓下的“滴水不漏”，打破了世界紀錄。

　　南方日報記者多方采訪(fǎng)，力爭解開(kāi)沉管“滴水不漏”的密碼。

　　海底鋪上“席夢(mèng)思”

　　“沉管隧道為什么漏水？歸結到底，都是基礎出了問(wèn)題?！睄u隧工程項目總工程師、總經(jīng)理林?zhù)Q說(shuō)。為了使沉降標準達標，工程師在如何使軟土層變硬上做文章，進(jìn)行多項有價(jià)值的創(chuàng )新，用技術(shù)突破打破隧道漏水的天花板，在40多米的深海底下，為沉管鋪上“席夢(mèng)思”床墊。

　　作為沉管隧道基礎設計組分項負責人，設計師張志剛起初覺(jué)得這些工作應該非常輕松簡(jiǎn)單。隨著(zhù)研究深入，張志剛逐漸認識到，一項前所未有的世界難題擺在面前。

　　經(jīng)過(guò)無(wú)數次工法比選、理論計算和試驗驗證，幾種在地基處理的教科書(shū)工程中耳熟能詳的地基處理方式被成功移植到這里。工程師們在40多米深的水下為沉管基床底部鋪上2米到3米的塊石并夯平，創(chuàng )造一種新的復合地基，使沉管的沉降值大大縮小，平均沉降值控制在10公分以?xún)?，而國外的同等數據?0公分左右。

　　剛與柔之間

　　自1928年人類(lèi)工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來(lái)，沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性?xún)煞N方法。

　　由于周?chē)h(huán)境和水陸空交通的要求，港珠澳大橋島隧工程成為了世界上第一個(gè)也是唯一的深埋沉管隧道。在教科書(shū)上，沉管隧道被定義為淺埋隧道。但港珠澳大橋隧道的最大特點(diǎn)和最大挑戰就在于深埋。

　　工程師們通過(guò)大量計算分析發(fā)現，在20多米的覆蓋層、超過(guò)傳統概念沉管5倍的荷載情況下，采用傳統的剛性或柔性結構體系，沉管結構安全得不到保障。在剛與柔之間，能不能知道一個(gè)平衡點(diǎn)？

　　2012年11月17日凌晨，劉曉東收到林?zhù)Q的短信：“嘗試研究一下半剛性?！彼岢龅陌雱傂越Y構設想，是保留甚至強化串起小管節之間的鋼絞線(xiàn)，加強小管節之間的連接，使180米長(cháng)、由8個(gè)小節段連接而成的標準管節的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。

　　設計團隊用30多天完成《半剛性沉管結構方案設計與研究報告》，為了證明“半剛性”結構，工程師們又經(jīng)歷200多個(gè)備受煎熬的日子。此后，他們邀請國內外6家專(zhuān)業(yè)研究機構進(jìn)行“背對背”的分析計算，從模型試驗及原理上驗證“半剛性”的結構。研究論證結果趨同，“半剛性”被證明是從結構上解決沉管深埋的科學(xué)方法，最終得到各方一致認可。

　　經(jīng)過(guò)兩年努力和堅持，“半剛性”花費極小的代價(jià)把沉管深埋的構想變成現實(shí)。目前，港珠澳大橋海底隧道已經(jīng)是世界上最長(cháng)的公路沉管隧道。

　　尋找混凝土配方

　　沉管試驗室主任張寶蘭與混凝土打了30多年交道，但面對近六公里的海底沉管隧道，要配置出強度、耐久性、施工性、抗裂性都符合設計指標的混凝土，壓力前所未有。

　　為了尋找混凝土配方，張寶蘭帶著(zhù)試驗主管李超等試驗人員一起進(jìn)行多方位的試驗。沉管預制廠(chǎng)位于孤島上，島上氣候環(huán)境和陸地不同。相同的一堆材料，前一罐和后一罐的狀態(tài)相差都會(huì )較大。

　　在耗時(shí)近一年、用壞4個(gè)混凝土攪拌機進(jìn)行海量試驗后，基礎配方終于出爐。試驗團隊再經(jīng)過(guò)上百次試驗調整，開(kāi)展6次現場(chǎng)小尺寸模型試驗，2次足尺模型試驗，18個(gè)人工島沉箱混凝土驗證，最終配制出滿(mǎn)足沉管施工工藝性能要求、具有低水化熱低收縮的沉管施工混凝土配合比，提高了混凝土的抗裂性能，從而使沉管混凝土不出現裂縫具有可能性。

　　“奇跡和美麗都源自每一個(gè)工程師追求極致的態(tài)度，配合比秘方也成了我們試驗人員的傳家寶了?！睆垖毺m笑著(zhù)說(shuō)。

　　歷經(jīng)156道工序

　　位于珠海牛頭島的港珠澳大橋沉管預制廠(chǎng)，是世界上最大的沉管預制工廠(chǎng)。從一根鋼筋、一方混凝土到一個(gè)180米長(cháng)的巨型沉管，需要經(jīng)過(guò)鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆筑、管節一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一道工序都關(guān)系著(zhù)120年的使用壽命，每一個(gè)過(guò)程都充滿(mǎn)風(fēng)險，每一個(gè)環(huán)節都關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量。

　　為了讓每個(gè)崗位上的人員都有操作標準，項目總部和工區共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預制質(zhì)量控制點(diǎn)管理》體系文件，文件包括6個(gè)大項、23個(gè)子項、116個(gè)小項。

　　2016年12月26日，隨著(zhù)最后一方混凝土在港珠澳大橋珠海牛頭島沉管預制廠(chǎng)中澆注結束，港珠澳大橋使用的33節海底隧道沉管全部完成施工。6年時(shí)間，建設團隊創(chuàng )造了百萬(wàn)方混凝土無(wú)裂縫、在40多米水壓下“滴水不漏”的奇跡。