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北京工程师“把脉”伶仃洋

来源: 北京晚报     2019年01月24日        版次: 19     作者:

    经过超强台风“山竹”的考验,港珠澳大桥和海底隧道毫发无损,这样的成绩单让王彰贵非常欣慰。

    举世瞩目的港珠澳大桥迎来了首个“春运”。据估计,春节期间,港珠澳大桥日均车流增幅将达到20%,赴港旅游、探亲访友的游客将比往年明显增长。一座跨越伶仃洋的港珠澳大桥,把粤港澳三地圈进了“一小时经济圈”。

    在海上建桥,历来是工程技术的难题。创下了工程史上多个“世界第一”的港珠澳大桥,更是堪称“世界新七大奇迹”。奇迹的背后,有一位来自北京的工程师功不可没。他就是国家海洋环境预报中心的总工程师王彰贵。在港珠澳大桥岛隧工程中,他带领团队为伶仃洋“把脉”,创下了预报保障“零失误”的纪录,保障了大桥的施工建设。

    ■在海底“穿针引线”

    ■在海底“穿针引线” 

    港珠澳大桥东连香港、西接珠海、澳门,是集桥、岛、隧为一体的超级跨海通道。其中,大桥隧道全长6.7公里,光是海底部分就足足有5664米。这条隧道不仅是我国第一条外海沉管隧道,也是世界最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。

    在海上建桥的难度,比在陆地上建桥高了好几个级别。建设如此规模的海底隧道,其难度更是无法想象。

    港珠澳大桥隧道由33节巨型沉管对接而成,每个沉管重达8万吨,长180米,宽39.4米,其排水量超过一艘中型航母。这么个大家伙,对接时却只允许有2厘米的误差。更让人难以置信的是,如此精准的对接工作,竟然是在50米深的海底完成的。

    在海底“穿针引线”,不但工程难度极大,而且还要受天气、潮汐、海流等自然条件的限制。造价昂贵的巨型沉管一旦出坞,就意味着没有退路。所以,要确保工程的顺利进行,就必须要有精准的海洋环境预报做保障。

    之前,大桥建设方曾经尝试与国外工程保障机构合作,但因为昂贵的保障费用而放弃。几经周折,他们找到了国家海洋环境预报中心,王彰贵临危受命。

    “承担这么大的工程保障任务我们也是第一次。”王彰贵坦言,这次任务也是他们持续时间最长、难度最大、投入人数最多的工程保障任务。

    ■完成“不可能”的任务

    ■完成“不可能”的任务 

    “水是流动的,这是最大的难点。”回顾港珠澳大桥的工程保障任务时,王彰贵反复提到这句话。

    “浪高2到3米,风力5到6级,阵风7级。”在常规的预报中,经常能听到这样的说法。但对于海上沉管工程保障来讲,这样的预报没有实用价值。

    港珠澳大桥要穿越航运繁忙的伶仃洋,也给施工带来了不小的难度。伶仃洋海域每天过往4000多艘轮船,沉放时需要封航。海上没有刹车和倒挡,必须要在固定时间把沉管浮运到固定的地点,并安装在铺设好的基床上,这就对海洋环境预报的精准度提出了巨大挑战。

    2013年5月,港珠澳大桥岛隧工程沉放了第一个沉管。沉管沉放的施工限值是浪高0.8米,海浪预报数据显示浪高0.87米,仅仅多出来了7厘米,就让专家们讨论了半天。在参考了国外海底隧道沉管沉放水流及浪高的指标后,施工方才最终下定决心,按照原计划沉放。通过这件事,王彰贵意识到了肩上担子的艰巨。

    “只考虑潮汐变化,安装沉管的窗口期一个月有两个。”王彰贵说,沉管安装之前,需要基槽清淤、基床整平及碎石的铺设,作业时间10至15天。如果这个窗口期没有赶上,就要等待半个月之后,这时基槽就会被泥沙淤积。等到清淤完成,已经是一个月之后,工期、成本、风险都会大大增加。

    为了保障工程的顺利进行,预报的精度必须精益求精。王彰贵和他的团队进行技术攻关,建立了长历史无缝隙预报技术及预报推演技术,把海流预报控制在了误差0.1米/秒以内。这几乎是一个不可能完成的任务。

    ■海上施工的“定心丸”

    ■海上施工的“定心丸” 

    随着海洋环境预报数据是沉管安装的决策依据。从2014年起,每次沉管沉放,王彰贵都会坚守在施工最前线。港珠澳大桥岛隧工程的总工程师林鸣曾对王彰贵说:“你在船上,我就踏实。”

    王彰贵高超的预报能力,常常让人叹为观止。一次在安装沉管时,两百多公里外的海域形成了一个热带气旋,有可能会发展为台风,让大家紧张不已。王彰贵团队却根据预报数据判断:台风不会发展起来。果然,这个热带气旋逐步减弱,最后居然原地消失了。

    在第一线工作中,王彰贵也遇到了一些他从来没有遇到过的问题。一次在等待沉放时,原本风平浪静的海面上突然出现了2米高的大浪,差点把没有动力的安装船打翻。这次险情之后,王彰贵和他的团队建立了异常波预警系统,为沉管施工又上了一道保险。王彰贵和团队还开发了一套沉管对接保障系统,有了这套系统,神秘莫测的海洋环境就一下子变得透明了,这在全世界都是首次。

    然而,预报的成果越多,王彰贵却越感到自己还有许多未知领域未能了解。“预报是为了利用自然。要想利用自然,首先就要了解自然、适应自然。”

    ■交出完美“成绩单”

    ■交出完美“成绩单” 

    从2013年5月安装第一节沉管,到2017年5月海底隧道最终接头安装成功,王彰贵几乎每个月都在施工现场。从大桥的东人工岛到香港,可以说是近在咫尺,但他却一次都没有去过。他吃住都在项目部,节假日也基本上都在工作,但是他不感到遗憾。

    去年,超强台风“山竹”来袭,全球都在关注大桥能否经得住考验。结果,“山竹”退散,大桥岿然不动,海底隧道更是毫发无损。看到这样的“成绩单”,王彰贵非常欣慰。

    王彰贵第一次见到大海,是在他读研究生的时候。1984年,正在中国科学院大气物理研究所攻读研究生的王彰贵去浙江舟山参加一个学术会议,这时的他才第一次见到大海。此前,王彰贵学的是气象学专业,受研究生导师的影响,他才转而学习海洋环境,从此与海洋结缘。

    去年10月23日,王彰贵受邀参加了港珠澳大桥的开通仪式。大桥建设方也为他颁发了奖杯,还称他为大桥的“建设者”。在王彰贵的团队里,有许多“90后”。他常告诫这些年轻人,要有一颗事业心。“得到社会的承认,比金钱更重要。”      

    本报记者 王琪鹏 文并摄