港珠澳大橋主體工程建設管理及技術創新
港珠澳大橋是我國投資超過1000億人民幣的偉大工程，連接香港、珠海、澳門，全長55公里，海中橋隧長35.578公里，2009年12月15日開工建設，到2018年元旦前夕才基本修建完畢，足足耗時9年之久。目前，它是全世界最長的跨海大橋，標誌著我國基建突破了新的歷史高度，對我國意義重大。
工程概況
港珠澳大橋跨越伶仃洋海域，東接香港特別行政區，西接廣東省珠海市和澳門特別行政區，是「一國兩制」框架下、粵港澳三地首次合作建設的超大型跨海交通工程。工程全長約55公里，包括三項內容：一是海中橋隧主體工程；二是香港、珠海、澳門三地口岸；三是香港、珠海、澳門三地連接線。其中，海中橋隧主體工程由三地政府共建共管，其範圍起自珠澳口岸，終於粵港分界線，長約29.6km，採用橋—島—隧集群方案，包含約6.7 km沉管隧道和22.9 km跨海橋樑，為實現橋樑和隧道轉換，隧道兩端各設置一個海中人工島。全線採用雙向六車道高速公路標準建設，設計速度100 km/h，橋樑總寬33.1 m，隧道寬度2×14.25 m、凈高5.1 m。
圖1 港珠澳大橋總體平面圖
圖1 港珠澳大橋總體平面圖
港珠澳大橋主體工程涉及白海豚、防洪、防颱和滿足通航、海事、航空限高等複雜建設條件，建設管理任務艱巨、涉及的問題多而新、協調難度大，是中國交通行業建設項目管理的全新挑戰。為了完成這一舉世矚目的超級工程，經港珠澳大橋專責小組會議審議，確定了大橋「建設世界級跨海通道、為用戶提供優質服務、成為地標性建築」的宏偉建設目標，針對項目特點，逐步形成了「全壽命周期規劃，需求引導設計；大型化、標準化、工廠化、裝配化；立足自主創新，整合全球優勢資源；綠色環保、可持續發展」的四個建設理念，以指導工程實踐。
本項目技術標準採用三地「就高不就低」的原則，充分吸取香港地區及相關國際標準的長處，逐步建立了完整的項目技術標準體系，涵蓋設計、施工、運營等各方面，不僅較好地支撐了工程建設，而且系統地填補了我國外海交通建設技術標準的空白。
工程建設技術創新
2.1
島隧工程
2.1.1人工島快速成島
主體工程兩個人工島地處開敞海域，島體全部位於約30m厚的軟基之上，共採用120 組深插式鋼圓筒形成兩個人工島圍護止水結構，單個圓筒直徑22m，高度達40-50m，重約500t。通過採用該創新技術，兩個10萬平方米的人工島在215 天內即完成成島，實現了「當年動工，當年成島」的施工目標，是迄今為止我國建設速度最快的離岸人工島工程。與傳統拋石圍堰工法相比，施工效率提高了近五倍，且海床開挖量大幅減少，對海洋的污染也降至最低。
圖2 人工島快速成島
（a）東人工島全景圖
（a）東人工島全景圖
（b）大圓筒圍護結構
2.1.2隧道管節工廠化製造
大橋海底隧道是我國首條在外海建設的超大型沉管隧道，海中沉管段長達5664m，由33節管節組成，標準管節長度180m，重約8萬噸，最大作業水深46m，120年的設計使用壽命對沉管結構自防水、混凝土耐久性都提出極高要求。沉管管節全部採用 「工廠法」製造，在國內尚屬首次，與傳統的「乾塢法」相比，工廠法可形成流水線生產模式，實現全年365天不間斷流水生產，管節預製效率和質量大幅提升，代表了未來大型構件大規模生產的技術趨勢。
圖3 沉管預製廠全景圖
2.1.3沉管浮運安裝
一個標準管節重約8萬噸，猶如一艘航空母艦，且浮運線路位於伶仃洋最繁忙的通航水域，操控難度極大。為此，聯合海洋環境預報專業團隊，開展了小區域水文氣象窗口預報，為浮運沉放各階段決策提供精確的風浪流條件參數，聯合海事部門實施海上臨時交通管制和護航，採用11艘大馬力全迴轉拖輪協同作業。自主研發多項專用管節沉放控制和保障設施，包括管節壓載系統、深水測控系統、拉合控制系統、管內精調系統、作業窗口管理系統、回淤監測及預警預報系統等，滿足了46m水深下的對接精度要求。
2.1.4隧道最終接頭安裝
沉管隧道最終接頭底板長9.6米，頂板長12米，總重達6120噸，位於E29 、E30沉管之間，創新採用「主動頂推止水整體安裝」新型接頭結構和新工法，首次在國內採用「三明治」鋼殼混凝土沉管結構以及「高流動性混凝土」的新工法，世界範圍內首次在沉管工程中採用「M型+LIP+GINA」止水帶組合頂推系統臨時止水。同時，最終接頭施工受深槽「齒輪現象」和合龍口區「峽口效應」的雙重影響，海流異常複雜，安裝空間極為受限，猶如在波濤中「穿針引線」。最終接頭從設計至施工，歷時長達3年，共完成50餘項專題研究及試驗演練，最終實現了最終接頭毫米級精確安裝，在世界上第一次做到了深水複雜環境下最終接頭滴水不漏。
圖4沉管浮運安裝與最終接頭施工
（a）沉管浮運施工
（b）2017年5月2日，隧道最終接頭安裝成功
2.2
橋樑工程
2.2.1橋樑鋼結構自動化製造
主體工程橋樑鋼結構用鋼量達42.5 萬噸，如此規模在國內尚屬首次。為保證製造質量及工期要求，大橋開創性地採用工業化精益製造思路，提出「板單元人最少，採用工廠全自動流水線製造」、「總拼廠人最好，變工地化施工為工廠法製造」的製造與管理理念，以先進生產線和設備來替代、淘汰落後產能，建成了全新的自動化生產線，鋼結構板單元實現100%自動化製造。相比傳統工藝，生產效率提高了30% 以上，且質量大幅提升，橋樑鋼結構自動化製造促進了我國鋼橋行業技術和管理層面的創新，推動了我國橋樑鋼結構製造行業變革及產業升級。
（a）大橋U肋單元智能化機器人焊接
（b）大橋智能化鋼箱梁板單元生產線
2.2.2橋樑結構裝配化施工
主體工程橋樑結構採用了工廠標準化生產、大型裝配化施工，將大尺寸預製構件通過大型起吊設備現場安裝，降低海上施工風險，確保施工質量與工期。
為滿足珠江口水利防洪、阻水率要求，非通航孔橋190個承台墩身（最大吊重約3200t）全部採用混凝土預製，由大型浮吊運輸至施工現場，全部埋入深達8～15米的海床面以下，在國內外橋樑建設中尚屬首次，並通過採用新型膠囊Gina止水帶以及鋼圓筒圍堰干法施工等創新工法，成功解決了因採用埋置式承台而帶來的止水和環保難題。
橋樑工程鋼箱梁及組合梁均採用大節段整孔逐跨吊裝，其中鋼箱梁最大吊裝重量約3600t，江海橋及九洲橋兩座通航孔橋鋼塔均採用整體一次吊裝完成施工，外海施工環境及吊裝難度極大。
圖6 橋樑結構裝配化施工
（a）大橋墩台整體預製
（b）江海橋「海豚」鋼塔吊裝施工
2.3
新材料與新裝備研發
依託項目研發並採用了75mm預應力粗鋼棒、120年Ω橡膠止水帶、高阻尼橡膠減隔震支座、TMD調諧質量阻尼器、不鏽鋼筋及配套體系等一系列新材料新構件，並實現了自主生產，打破了國外技術壁壘；依託島隧工程項目，自主研發了多項隧道基礎施工核心裝備——深水碎石整平船、8錘聯動大型振沉系統、深水自動定位多耙頭基槽清淤船、深水無人沉放對接系統等；依託鋼橋面鋪裝項目，從船舶製造業借鑒引入鋼橋面車載式拋丸機，自主研發了防水層自動化噴塗設備並在世界範圍內首次使用，推動建立了世界領先的橋面鋪裝集料工廠，實現了橋面鋪裝專用集料的精益化生產，集中解決了制約橋面鋪裝本體質量的集料問題。
圖7 深水高精度碎石整平船
圖8 國際領先的鋼橋面專用集料工廠
圖9 港珠澳大橋防水粘結層自動化噴塗施工
項目管理創新
港珠澳大橋作為超大型複雜巨系統項目，在項目可行性研究階段，制定了項目管理規劃文件，確定了項目建設目標、理念和管理模式，通過頂層設計指導項目管理：
針對由粵港澳三地共建共管的特殊性，在現有法律法規基礎上，建立了三地政府共建共管的決策機制以及三地運營管理平台，建設管理採用「專責小組——三地委——項目法人」三個層面的組織架構，同時由交通運輸部牽頭組織成立大橋技術專家組，為大橋建設過程中重大方案的論證及重大工程問題的處理措施等方面提供諮詢及技術支持；從項目前期論證到建設期再到營運期，法律顧問提供了全過程的法律服務，有中外知名諮詢單位組成的設計及施工諮詢聯合體提供施工圖設計及施工全過程諮詢服務，為項目建設全方位保駕護航；針對大橋涉及大量的新標準、新工藝、新技術、新設備，在行業主管部門的大力支持下開展了外海工程施工定額專題研究，研究成果在現階段國家交通運輸工程相關定額標準缺項的條件下，為國家外海工程定額標準的制定積累了基礎數據和參考，為合理確定工程費用提供了重要支撐依據；基於管理局同時負責大橋主體工程「建管養」的特點，管理局創造性地提出了「基本體系不變，逐步疊加職能、適時動態調整」的營運籌備原則，統籌考慮項目建設和營運籌備工作人力資源系統規劃及調配工作，最大限度保持建設期的隊伍穩定，為運營期工作的順利開展奠定了堅實的基礎。
在每個分項工程的實施過程中，針對該項目不同的要素、環境等邊界條件進行識別，並形成項目獨有的管理策略，如島隧工程採用設計施工總承包管理模式、橋樑工程推行大標段施工總承包理念、交通工程採用系統集成總承包模式等等，充分發揮市場資源優勢，體現了「認識論-方法論-實踐論」的工程哲學思維的運用和發展，建立了高效的項目管理體系，有效保證了項目建設目標的實現。
結語
隨著主體工程的全線貫通，港珠澳大橋的建設已步入決戰階段，通過科學組織、精心設計、精細施工、群策群力，大橋建設力求將世界一流的先進建設技術與傳統的工匠精神相結合，必將最終建成內在品質和使用功能相得益彰、完美結合的高品質工程、樣板工程、傳世工程，經得起歷史的檢驗。
排版：秦虎、王育瑩
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