2017年6月5日,港珠澳大橋海底隧道北車道鋼封門拆除完成,標誌著港珠澳大橋海底隧道實現了單向貫通。由於港珠澳大橋主體橋梁已於2016年9月27日貫通了,因此從整個大橋看,北車道已基本貫通。待本月底,海底隧道南車道的鋼封門拆除後,港珠澳大橋就全面貫通了。
此前,超級建築給大家介紹過港珠澳大橋主體橋梁建設、沉管隧道建設以及最終接頭施工的有關情況。今天,再重點說說港珠澳大橋的人工島。
港珠澳大橋是世界最長跨海大橋,連接香港、澳門和珠海,全長50公裡,主體工程「海中橋隧」長35.578公裡,其中海底隧道長約6.75公裡,橋梁長約29公裡。
港珠澳大橋採用「海中橋隧」的方案,首先需要解決的問題就是必須找到兩個海中小島,作為主體橋梁和沉管隧道的轉換平臺。當然,設計線路上並沒有現成的小島。因此,需要在伶仃洋中填出兩個足夠大的人工島。於是就有了上圖中的西人工島和東人工島。西人工島和東人工島之間就是海底隧道了。沉管隧道的上方海面是深水航道,來往的各種輪船將在這裡穿梭通行。海底隧道通過兩個人工島實現了與兩側主體橋梁的無縫連接和完美轉換。
其實,港珠澳大橋還有第三個人工島,即珠澳口岸人工島。其建設的難度與西島、東島相比要小,因此本文不對其做詳細介紹。
西人工島和東人工島之間的功能略有不同。東島為集交通、管理、服務、救援和觀光功能為一體的綜合運營中心,且開放遊客觀景攬勝功能;西島的功能則以橋梁的養護服務及辦公為主。島上建築全部採用清水混凝土,施工時一次澆注成型,不做任何外裝飾。這也是國內最大的清水混凝土建築。
兩座人工島設計形狀均為蠔貝型,從人工島擋浪牆外邊線計算,東島島長約625米,橫向最寬處約215米,施工總面積約10萬平方米;西島島長為625米,最寬處190米,面積9.8萬平方米。島上建築形態也基本相同,東島主體建築高4層,西島主體建築高3層,兩島主體建築總面積約7萬平方米。
下圖為西島的效果圖。超級建築認為像個滑鼠。
下圖為東島的效果圖。超級建築認為像艘輪船。
填海造島難度是極大的。由於東西人工島施工工藝基本相同,因此本文主要以西人工島的建設為例。一些圖片為首次發布,十分驚豔,供您欣賞。
2011年5月,東西兩個人工島正式開工建設。
人工島的建設不僅涉及到外海無掩護條件下在深厚軟土地基上構築島壁結構、形成陸域以及加固軟基等大量複雜工程的設計和施工;同時需要提供穩固的深基坑支護結構,優質快速地現澆島上段隧道形成沉管隧道安裝對接條件,其建設難度挑戰巨大。我國建設者創造性的採用了「深插鋼圓筒快速築島成套技術」,並取得成功。
第一步,製造鋼圓桶
兩個島總計要製造120個巨型鋼桶,每個直徑22米、高度最高55米、重500噸。由於體積過大,一個鋼桶又要分成72個模塊,一組一組的拼裝,最終誤差必須限制在3釐米以內。
▲上海長興島製造基地,筒體板單元焊接後進行豎向拼接,這是世界上體量最大的鋼圓筒結構。
第二步,運輸鋼圓桶
▲製作好的鋼圓筒及振動錘等動力系統,裝船運輸至珠海附近海域。
第三步,鋼圓桶振沉入海
▲振沉入海的意思就是把鋼圓筒連放帶砸,安放到大海裡。振沉系統由8臺美國APE-600型振動錘組成,自重達500T,用1600T起重錘吊振沉系統,通過設置在共振梁上的24個液壓夾頭起吊鋼圓筒到設計位置進行振沉。
第四步,鋼圓筒填注砂
▲鋼圓筒下沉完成後,早已整裝待命的運砂船,向鋼圓筒內注砂。
▲鋼圓筒一個接著一個被振沉入海,然後一個接著一個注砂。
▲西人工島總計振沉鋼圓筒61個。為了密閉止水,鋼圓筒之間還要填充「副格」,也就是片狀的鋼圍擋。副格高30米、弧長10.846米,單體重60噸。這樣,鋼圓筒和副格就共同圍出了一個封閉的海域。
第五步,島內降水
▲對封閉的海域進行降水,形成小島的樣子。
第六步,島內填砂
▲向島內填砂。並推平壓實打樁,等等。
▲搭建圍堰。
▲很快,大約開工半年時間後,小島就基本成型了。中國的填海速度再次震驚了世界。
第七步,島內建設
▲島內建設工作量很大。上圖為島隧連接的一面建設隧道預埋段,將來和海底隧道對接的就是這裡。
▲隧道預埋段基本成型了。
▲島上的道路、房屋等各種建築依次建設,施工工藝與陸地上差別不大。值得一提的是,上圖中小島四周密密麻麻的東東,是防護結構扭工字塊。其中島隧一側將來是通航航道,因此防護措施明顯比島橋一側更多。
預祝港珠澳大橋早日通車!
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