你知道图中这个看起来像是海中孤岛的地方是哪里吗?

可能绝大多数人都不知道。这是港珠澳大桥的重要组成部分,也就是人工岛。大家觉得这座岛是怎么建成的呢?是利用混凝土直接在底下造出一个基座吗?

港珠澳大桥人工岛的用途(港珠澳大桥人工岛下)(1)

港珠澳大桥人工岛

并不是,其实在港珠澳大桥的人工岛底下藏着120个500吨重的钢圆筒。那么,这些钢桶是干什么用的?这座人工岛又是如何修建的呢?接下来,就让我们一起来看看吧!

“钢桶基座”满足人工岛建造需求

大家对港珠澳大桥应该都不陌生,作为我国著名的跨海大桥也是重要的基建工程之一,它于2009年年底开始动工,历经八年才实现了主体工程全线贯通。这座跨海大桥的长度足足有55公里,跨度堪称“世界之最”

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港珠澳大桥

值得一提的是,这座大桥并不是整体结构都是桥梁,除了桥梁以外还有隧道和人工岛,实现了“桥、岛、隧”一体化的建造。而我们今天要探究的就是其中的“岛”,这座人工岛的建设可是大有乾坤。

建筑师在设计建造这个人工岛时,需要考虑多方面的需求。首先就是“绿色环保”方面的需求,因为好巧不巧港珠澳大桥的建设点穿越了珠江口中国白海豚国家级自然保护区的核心区

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海上大熊猫——白海豚

要知道,如果直接按照正常的施工的话,建成之后白海豚的“旅游”可能会受到影响,从而影响到它们的整体生态情况。其次就是在珠江口主航道来来往往的轮船,不能因为建桥就影响到它们的通航情况。

所以从头到尾全建成桥梁显然是不太行的,必须空出一段“缺口”来供它们和船只来往,因此一截儿海底隧道是必须存在的。而大家想必都明白从隧道出来无法直接上桥,因此需要人工岛进行缓冲。

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人工岛设计框架

港珠澳大桥管理局总工程师苏权科回忆:

“隧道出来出了水面不能直接接到桥,就必须有一个人工岛。人工岛就是桥搭在人工岛上,人工岛上再伸到海底去,这样就是一个桥梁和隧道转化的人工岛,由此形成了一个桥岛隧组合的方案。”。

为了减少对白海豚的影响,整座桥最初定下的378个桥墩都减少成了224个,因此建造人工岛的时候使用混凝土做基座显然不合适。为此建筑师首创了一项技术,名为“深插式钢圆筒快速成岛”,从名字就能看出那120个500吨重的钢圆筒确实是用来做人工岛“地基”的

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可以清晰的看到钢圆筒

那么,建筑师是怎么安排这些钢圆筒的呢?

原来,他们选择将这些钢圆筒直接固定在海床上插到海底,当按照规划全部安插完之后,只需要在中间填上土就可以建成岛了。说到这想必大家都懂了,这些钢圆筒就是为了将人工岛的地基围得“水泄不通”,然后在中间的范围内开始造岛。

因此这些钢圆筒的“体格”可是很恐怖,据悉其直径为22米,这个直径和一个小的篮球场差不多大了。而高度也很惊人,达到了55米,相当于十几层楼。至于重量就不用说了,每个都有500吨,据悉这些钢圆筒是世界上体量最大的钢圆筒结构

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钢圆筒

从上文的介绍就能看出,这项技术是我国首创的,所以没办法借鉴前人的经验,只能依靠自己摸索,所以能够建成这个“钢圆筒围城”还是蛮不容易的。不过整个施工还是比较顺利,不仅进度很快,还顺手创下了一些世界纪录

据悉首个钢圆筒顺利振沉完毕,插入泥面21m;平面定位准确,而且将垂直度偏差控制在1/500,创造了钢圆筒振沉施工垂直度偏差控制的世界纪录。

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拥有世界纪录的钢圆筒

可见,这项技术虽然刚刚诞生,但是整体的进展还是很不错的。不过确实也让人佩服,换做我们普通人,可能怎么都想不到使用“钢圆筒”这种方法埋在岛底,就能建出一个岛来

至此,关于钢圆筒到底是用来干嘛的,就已经向大家解释清楚了。接下来,就来详细聊聊,这么“粗壮”的钢圆筒,究竟怎么样才能让它们在极小误差下“直插海底”?安插完之后还需要做哪些工作呢?

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直插海底

施工中的关键技术

我们常说一个萝卜一个坑,安插钢圆筒也是同理。所以施工第一步就是要在基槽开挖,确定了标高之后,先使用耙吸式挖泥船开始前期挖掘工作,再用抓斗式挖泥船精细挖掘,总之最终挖到合适的标高才算成功。

第一步进行完,第二步就是安置钢圆筒了。考虑到钢圆筒的直径和重量,最终使用到了八台液压振动锤联动振沉体型对其进行“振沉”。大家可以将这理解为大型打桩工程,不过八锤联动液压也属于我国首创了,中国基建总是在某些方面顺手拿下些记录。

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液压振动锤

值得一提的是,我们在前文中提到了安插钢圆筒的偏差不能很大,规定要在1/200之内。所以在上方装设定位监测系统就显得尤为重要了,万一没有准确监测,最终将钢圆筒给插“歪”了,那再想返工或者拔出来可就没这么容易了!

在将钢圆筒安插完毕之后就需要开始准备“填岛”了,但是这里的“围海造陆”可没那么简单。因为考虑到了海水的渗透会让人工岛后期发生沉降,所以特意使用到了深海挤密砂桩技术,简称SCP

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深海挤密砂桩技术

海上水下挤密砂桩是通过振动设备和管腔增压装置把砂强制压入软弱地基中形成扩径砂桩,从而提高地基承载力、加速固结、减少后期沉降。

可见,表面上平平无奇的人工岛,想要顺利地建成还是要费一番功夫的。更不用说这个人工岛建造的相关设计和技术都是首创了,建筑师能“摸着石头过河”还按时完成了任务,确实是非常厉害了!

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顺利完工的人工岛

当然,港珠澳大桥创造的奇迹可不止有人工岛,它在其他的一些方面也是大放异彩

桥梁界的“珠穆朗玛峰”

许多人将港珠澳大桥称为桥梁界的“珠穆朗玛峰”,英国的《卫报》更是曾将其成为现代世界的七大奇迹之一来夸赞它的先进,而它也确实在2020年八月的时候获得了“国家桥梁大会超级工程奖”。那么,港珠澳大桥还有哪些厉害的地方?

我们先来看看它创下的记录吧!全长55公里,创下了世界总体跨度最长跨海大桥的记录。海底隧道全长5.6公里,是世界上最长的海底公路沉管隧道,而最深处达到了海峡46米,更是创下了“最深”记录

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港珠澳大桥

此外,大家知道基建设施都是有使用年限的,尤其是像这样的大型工程,其使用年限一般不会特别长。但是耗资这么多,使用时间特别短的话又会让人觉得非常的“不划算”。所以港珠澳大桥的总设计师孟凡超表示他们特地使用了最好的环氧钢筋和海工混凝土等等,就是为了提高它的使用年限。最终在层层把关之下,港珠澳大桥的使用年限达到了120年之久

总有人说港珠澳大桥建成之后的通车规模太小了,根本无法盈利,所以认为建造这座世界大桥没有意义。可是我们要用长远的眼光来看待事情的发展,作为连接香港澳门和大陆的“通道”,它的建成促进了物流、资金流、人流的流动速度,其带来的收益不可同日而语

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带动了经济的发展

所以大家静观其变就好了,国家耗费这么大的人力财力,必然有自己的考量。

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