测绘赋能广东行 | 聚焦:“世纪工程”如何实现毫米级对接 港珠澳大桥背后的测绘力量

为迎接第23个全国测绘法宣传日,广泛宣传测绘地理信息服务经济社会高质量发展的生动实践,自然资源部组织中央媒体赴广东开展测绘法宣传日暨国家版图意识宣传周主题采访活动。8月24日至28日,采访团深入广州、深圳、珠海,聚焦数智化测绘、低空遥感测绘、实景三维建设、北斗定位应用等重点工作,深度挖掘广东测绘地理信息工作的创新举措与实践成效。
即日起,本专栏将持续刊发采访报道,与大家一同感受测绘地理信息技术如何在经济社会广阔领域激发时空数据的澎湃动能,服务经济高质量发展和粤港澳大湾区建设。

静静伫立在海面的港珠澳大桥西人工岛。中国网记者 郑亮摄
蔚蓝海上,海风裹着水汽掠过东人工岛观景平台。向西望去,白色的西人工岛与跨海桥梁相接,桥面在岛上转入海底,又从另一端重新跃上海面。全长55公里的港珠澳大桥集桥、岛、隧于一体,2018年10月23日正式开通,是“一国两制”框架下粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。这座被称为“世纪工程”的跨海通道,连接的不只是三地道路,更让内地与港澳之间人员、车辆和产业往来有了新的纽带。回望大桥建设会发现,从一张海底地形图绘制到一节沉管精准落位,测绘始终藏在钢筋混凝土背后,把控工程定位精度,保障对接严丝合缝。

港珠澳大桥珠海段与香港段交界处。中国网记者 郑亮摄
大桥开建,测绘首先面对的不是“量多长”,而是“用哪把尺”。设计阶段,多波束测绘设备像给海底做“扫描”,摸清地形地貌,查找沉船、管线等障碍物,为桥隧选址和航道规划提供依据。进入施工阶段,更大的难题来自粤港澳三地不同的坐标和高程基准。同一个地点,如果使用不同坐标体系,图纸上的数字就可能不一样;这样的细小差别被带到几十公里外,足以影响构件落位。“要制作一张图,必须有精准统一高效的坐标基准。”珠海市测绘院总工程师黎彬在现场解释。为此,建设团队建立了大桥工程坐标系,布设高等级卫星定位控制网和水准高程控制网,联测了港珠澳三地测绘基准,建设了我国首个基于虚拟参考站技术的工程级卫星导航定位系统,相当于为整座大桥定下一把唯一、统一的“标尺”。海上无法进行传统的水准高程传递,采用精化局部工程似大地水准面及创新多种测量技术实现了跨海高程传递,传递精度达到国家二等水准要求。施工人员在作业区即可获得实时定位数据,可达到平面精度优于2厘米、高程精度优于3厘米。

东西人工岛海面以下40米处,6.7公里长的隧道由33节巨型沉管和一个最终接头组成。中国网记者 郑亮摄
海底沉管隧道的铺设最能体现这把“尺”的分量。6.7公里长的隧道由33节巨型沉管和一个最终接头组成,一节标准沉管长180米、重约8万吨,要从预制厂浮运到海上,再沉入水下40多米处完成对接。海面有风浪,水下看不见,庞然大物还会受到洋流影响,普通定位手段很难胜任。建设者把测量塔定位、精密陀螺定向和无线声呐三维定位结合起来:声呐像“水下眼睛”,不断判断沉管所在位置;陀螺仪辨明朝向;测控系统把数据实时显示出来,随时纠正偏差。受访测绘人员将这一过程形容为“海底穿针”。最终接头安装时,E30沉管侧偏北0.8毫米、E29沉管侧偏北2.6毫米。同一套精准控制还贯穿人工岛钢圆筒定位、海上桩基放样、桥墩施工和海底基床整平,智能测控平台、水下检测无人船、无验潮多波束测深等新手段也在工程中投入应用,为人工岛快速成岛、沉管顺利对接和桥梁合龙提供了支撑。

港珠澳大桥香港段可以直接连通香港国际机场。中国网记者 郑亮摄
测绘也没有在大桥合龙后退场。据珠海市自然资源局测绘科温光东介绍,从2009年至2018年大桥建设期间至今,珠海地方测绘力量累计提供151项测绘技术服务,涵盖工程测量、用海用地、征地拆迁、规划监督、竣工验收、应急检测等环节。2014年建设了以珠海北斗CORS和陆海统一似大地水准面模型为核心的城市级现代测绘基准,为大桥及配套设施的建设提供了有力的测绘基准支持,2015年开展口岸人工岛平面高程等级控制测量,2016年实施大桥桥面铺装等级水准控制测量,2017年珠澳口岸人工岛建设的关键阶段,测绘队伍紧急布设工程控制网,复核检测1000余个施工桩位。此后推行全流程信息化测绘和跟踪服务,“一次委托、多测合一、成果共享”,让同一套准确数据在审批、施工、验收等环节反复使用,避免重复测量,也缩短了项目审批和监管周期。大桥建成后,周期性的沉降与变形监测继续为工程安全运行提供数据支撑。

在港珠澳大桥东人工岛上远眺深圳市区。中国网记者 郑亮摄
港珠澳大桥的建成,生动诠释了测绘远不只是拿仪器量距离、画地图,它既是重大工程的“先行之尺”,也是贯穿建设和运行的“守护之眼”;这座世界级跨海工程之所以能够把宏伟蓝图落到现实,靠的正是每一组坐标、每一处高程数据都精准可控并经得起检验。
【来源:中国网】
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