作為鐵路工程師,我對港珠澳大橋一直比較關注,還寫過相關科普文章,港珠澳大橋有三個核心關鍵的工程,其一就是跨海大橋,其二就是跨海隧道,其三就是銜接隧道和大橋的人工島,這三個超級工程合在一起,鑄造了港珠澳跨海大橋這個舉世無雙的超級大工程,也證明了我國工程建造技術已經在世界上遙遙領先。
這位朋友問:「港珠澳大橋人工島怎麼防止被水淹?」,問題問到了點子上,我就根據自己查閱的相關資料,做一個解答。
【什麼是人工島?】
首先認識一下什麼是「人工島」,所謂「人工島」,就是通過填海築島形成的一塊穩定陸域,進而讓海上橋梁與隧道順暢銜接,同時滿足島上建築物的布置需要,並提供基本掩護功能,保障橋隧等主體建築物的正常運營。「百度百科詞條」的解釋:【人工島是人工建造而非自然形成的島嶼,一般在小島和暗礁基礎上建造,是填海造地的一種。人工島的大小不一,由擴大現存的小島、建築物或暗礁,或合併數個自然小島建造而成。有時是獨立填海而成的小島,用來支撐建築物或構造體的單一柱狀物,從而支撐其整體。】
再看港珠澳大橋,大橋跨越珠江口伶仃洋海域,連接香港、珠海和澳門三地,其橋隧主體工程總長約35km,大橋施工採用橋隧組合方案,隧道長約6km,位於伶仃西和銅鼓航道處,隧道出口與橋梁相接處修建東、西人工島銜接。港珠澳大橋東人工島西側與隧道銜接,東側與橋銜接,地理位置接近香港大嶼山。
在整個港珠澳大橋的工程中,人工島的作用極為重要,仿佛東西兩座雄獅,守衛著大橋的安全。那麼,人工島怎麼才能防止水淹呢?
【人工島如何防止水淹?】
我們知道,跨海大橋在海中與隧道銜接,需要通過「人工島」進行,港珠澳大橋設置了東西兩座人工島,西島位於珠海側,東島在香港側,兩島間平面距離約為5. 6 km。
要想在大海中生生造出一座島嶼來,這需要極為高超的施工技藝和相配套的施工機械,那麼港珠澳大橋的建設者們是怎麼完成這項工程的?原來,他們採取了一種快速成島綜合施工技術,具體包括人工島的基槽開挖、島體圍壁結構施工、島內地基處理和島體本身結構建造等四部分內容。通俗的講,人工造島的過程就是利用液壓振動錘聯動振沉大型機械,將大直徑鋼圓筒插入海底不透水土層,形成人工島體外輪廓,然後在鋼圓筒構成的橢圓形島體內吹填砂土,層層填築,形成人工島。島壁外設拋石斜坡堤,並運用「降水聯合堆載技術」進行土體預壓,採取海上擠密砂樁等工藝對島體內外的軟土層進行地基處理,最終形成穩定的島體結構。
在人工島的主體結構中,作為外圍的鋼圓筒是至關重要的,鋼圓筒直徑22米,單個重量約500噸,據統計,港珠澳大橋的西人工島使用了61個鋼圓筒,東人工島使用了59個,在島壁結構施工中,創下了鋼圓筒體量、高度、垂直精度以及萬噸輪運載等多項世界紀錄。另外,雖然鋼圓筒圍成一圈形成人工島的外圍結構,而鋼圓筒並不是緊挨在一起的,它們中間還通過一種稱為「弧形鋼板副格」的結構互相銜接,起到阻水和止水的作用。
整座人工島嶼的基礎已經與海底的不透水層銜接,基礎很穩固,島嶼的外圍又用鋼圓筒圍護,強度可謂大矣。而人工島設計安全水位也能抗衡海面最高水位,加上島嶼周邊的防護設施,以及排水設施完善,風吹浪打甚至颱風,都不怕!