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港珠澳大桥有海底隧道吗 为什么要建海底隧道

2017-11-15 15:53:00 来源:用考网

港珠澳大桥海底隧道 全长6.7公里 是世界最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道。海底部分约5664米,由33节巨型沉管和1个合龙段最终接头组成,最大安装水深超过40米。

造价:720亿元人币

2017年7月7日,港珠澳大桥主体工程迎来了全线贯通的历史时刻!继去年9月主体桥梁贯通后,港珠澳大桥海底隧道也于今日顺利贯通,年底港珠澳大桥将具备通车条,届时从香港到珠海、澳门陆路车程由3.5小时缩短为半小时。为了给珠江口这条世界上最繁忙的航道让出通道,港珠澳大桥主体工程中6.7公里采用海底隧道。这是国内首条外海沉管隧道,也是当今世界上埋深最大、综合技术难度最高的沉管隧道。两个面积各为十万平方米的人工岛,承担着桥隧转换的功能。

说到“港珠澳大桥”,大家都知道这是一个超级工程,是连接于香港、珠海、澳门三地的大桥。

但其实并不全是这样。

准确的说,港珠澳大桥工程包括海中桥隧岛,香港、珠海和澳门三地的人工岛口岸,香港、珠海、澳门三地的配套连接线这三个工程内容,工程全长55公里。其中海中桥隧岛是工程量最大、技术难度最高的主体工程,约29.6公里。

简单来说“港珠澳大桥”就是,从桥到人工岛,之后进入隧道,出隧道从人工岛再上桥(原理图如下)。

看到这有人可能会问,为什么不建成一座如“武汉长江大桥”一样的桥,而是采用这么复杂的结构呢?

港珠澳大桥

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这主要是考虑到这些方面的因素:

1. 考虑轮船与飞机的通航

全部建桥当然费用低、难度也低,但是大桥靠近香港方向有一条伶仃洋航道,是全球最重要的贸易航道,目前达到10万吨级通航等级,远期30万吨油轮可以通行。这就要求桥梁采用多跨形式,就必须要修建一座桥面高度超过80米,桥塔高度达到200米的超级大桥。然而,周围的香港机场并不允许有超过88米的建筑物矗立在它的飞行航线上。

2. 考虑对海洋环境的影响

港珠澳大桥的项目中,必须时刻考虑10%阻水率的要求。伶仃洋是典型的弱洋流海域,每年从珠江口夹杂着大量的泥沙,涌入海洋,大桥的桥墩就像阻挡泥沙的篱笆一样,超过10%的阻水率,泥沙就可能被阻挡沉积,从而阻塞航道,让伶仃洋变成一片冲积平原。

那肯定有人又会问这个工程为什么被誉为交通界的“珠穆拉玛峰”,建造之难超过攀登珠穆拉玛峰呢?

港珠澳大桥由桥梁和海底隧道两部分组成,就拿主体工程隧道的建造来说,海底沉管隧道全长5664米,由33节沉管组成,其中28节为直线段沉管,5节为曲线段沉管。其中,曲线沉管E1与西人工岛相连接,E33接东人工岛,在人工岛的岛头。海水遇岛,会从两端分流,所以岛头位置的海流很复杂,会有回淤等许多问题。

其次由于岛头位置水浅,许多大型作业船舶无法发挥作用,很多工作都需要人工完成。说到E33安装的难度,曲线沉管必然会有弧度,每段管节长22.5米,都有细微的弧度变化,拼装到一起最终有180米长,达到5500米曲线半径的弧度,重达8万吨,相当于一艘航空母舰。这一过程中有任何偏差,有任何的受力不均,都有可能引起偏位。此前虽然有28根沉管已经成功安装在40多米深的海底,但那些都是直线段沉管,这次曲线段沉管的安装,没有经验可循。

看到这有的人会有疑惑,为什么完成了28节直线沉管安装,不紧接着安装第29节曲线沉管,而是反方向安装第33根呢?

港珠澳大桥

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这就要看沉管的安装环境了,每一节沉管高度有11.4米,考虑到沉管倾斜、波浪等因素,浮运过程必须要求水深超过14米。如果按照顺序依次对接,在第29节沉管安装完成后,第30节沉管必须从第29节沉管顶上经过。而E29沉管顶上深水只有14米,非常接近沉管浮运要求的极限值,这样就会存在搁浅或碰撞大的安全隐患,从而选择最经济最安全的方式就是从E33沉管倒着由东向西安装后面五节沉管。

如果你将来有机会经过这个桥,从珠海出发,在双向六车道的桥面上前行,会先看到九洲航道桥斜拉桥,主塔如同“风帆”。

过了6公里,能够看到桥塔像“海豚”的桥——江海直达船航道桥,会让你想到中华白海豚。

过了10公里左右非通航孔桥,到了青州航道桥。该桥的两塔为剪刀撑钢结构“中国结”造型。之后再行驶几公里,就是西人工岛。

7月7日上午10时,港珠澳大桥主体工程海底隧道贯通仪式在西人工岛隧道入口处举行,该隧道由东西岛头的隧道预埋段和每节排水量达8万吨的33节预制沉管以及长约12米重达6500吨的“最终接头”拼接而成,全长约6.7公里,是迄今为止世界最长、埋入海底最深(最深处近50米)、单个沉管体量最大、使用寿命最长、隧道车道最多、综合技术难度最高的沉管隧道。该隧道与东西两个人工岛一起,被称为港珠澳大桥核心控制性工程,也被称为交通工程中的珠穆朗玛峰。目前,港珠澳大桥主体桥梁工程已经和岛隧工程的桥梁部分打通连为一体。该大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,集桥、岛、隧道于一体,全长55公里,是世界上最长的跨海大桥,是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁,对促进香港、澳门和珠江三角洲西岸地区经济上的进一步发展具重要的策略意义。整个大桥造价超过720亿元人币,由中央及粤港澳三地府共同出资兴建,计划收费50年,设计使用寿命120年,建成后可抗8级地震。港珠澳大桥主体工程海底隧道工程是港珠澳大桥的控制性工程,也是最后一个贯通的部分,在历时7年,中国交建(15.790,0.01,0.06%)等5个单位、千余名专家及技术人员呕心沥血,突破数个世界级难题后,最终在海底成功打造了一段“金城汤池”。待各工程陆续收尾后,港珠澳大桥预计将于年底实现通车条件。

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