测绘赋能广东行 | 聚焦:烟雨伶仃探长虹——两大超级工程背后的测绘担当



烟雨萦伶仃,江海起长虹。绵绵阴雨给湾区盛景蒙上一层薄纱,却遮不住两大超级工程的磅礴气势。伫立蓝海豚岛,极目远眺,港珠澳大桥如巨龙腾空,串联起粤港澳三地的山海;踏上西人工岛,抬眼望去,深中通道似长虹卧波,续写着大湾区互联互通的时代新篇。

建成后的港珠澳大桥。港珠澳大桥管理局 供图
世人皆惊叹于这两大超级工程的恢宏壮阔,惊艳于跨海隧桥的巧夺天工,却鲜有人知晓,这海上奇迹的背后,藏着一股深耕风浪之间的测绘力量。
关键时刻北斗出手
“你们来的这个时间正好,让我想起了6年前的今天。”站在深中通道的沙盘模型前,中交第一航务工程局有限公司沉管测量专家锁旭宏的思绪飘回了伶仃洋。

站在深中通道预制场沙盘模型前,记者们在聆听专家讲解。张婧芳 摄
2020年8月27日,夜幕下的伶仃洋万籁俱寂,深中通道沉管隧道的E3管节经过一体船的浮运,抵达了沉放水域。最关键的安装环节即将开始,身为深中通道测量负责人的锁旭宏却犯了难。
“比对测控系统数据后,我们发现北斗系统和GPS系统的数据存在2厘米的偏差。到底该信谁的?一旦判断错误,可能会造成严重的工程损失。”茫茫深海之上,对一节重达8万吨的沉管而言,2厘米并非可以忽略的数字:偏差如果在后续沉放过程中继续放大,管节就可能偏离设计位置,甚至需要重新起浮安装。可以说,这2厘米就是成与败的一道关口。
重压之下,锁旭宏带领测量组迅速从原始数据开始追溯,对卫星状态、全过程数据和沉放轨迹进行比对,并结合此前从陆地到海上、从静态到动态上千次试验的结论反复核算、审慎研判,最终下定决心。
“我当即向领导汇报,我们应该选择相信北斗系统,它的信号更稳定。但是毫不夸张地说,我的心提到了嗓子眼,那一夜,始终捏着一把汗,彻夜难眠。”回望那个成败攸关的夜晚,锁旭宏依旧心绪难平。
时间一分一秒向前推移,2020年8月28日凌晨3时,最终对接结果正式揭晓。现场所有人都屏住了呼吸。
“情况非常理想!我们设计允许偏差5厘米以内,那次,测控系统首端偏差3.4毫米、尾端偏差9.8毫米,真正实现了基于北斗定位沉管毫米级对接!”锁旭宏说。
一次关键选择,让北斗系统在深中通道沉管施工中的应用经受住了工程实践检验。此后,北斗与团队自主研发的测控系统进一步融合,成为沉管浮运安装的重要“慧眼”,也创造了连续7节沉管毫米级对接的中国精度,为高精度施工提供了可靠支撑。

深中通道展厅。深中通道管理中心 供图
“在港珠澳大桥建设期间,我们吃了很多苦头。有好多次碰到GPS信号中断,导致施工被迫停止。当时,我们无能为力,指挥人员用特别渴望、特别焦灼的眼神,希望我能给出一个肯定的答案,但是没有卫星信号,我给不了这个答案。因为这项技术不掌握在我们自己手里。从那时起,我就笃定,如果有下一个超级工程,有下一个沉管隧道建设,我们一定要把北斗定位系统引入沉管隧道领域。因此,在深中通道建设起步阶段,我们就开始进行应用试验。试验结果让人喜出望外:北斗系统卫星定位的精度和 GPS系统相当,并且在海上还略优于GPS系统,且成本只有四分之一。”锁旭宏说。
正是这份技术布局和试验成效,让锁旭宏团队有了底气,既支撑了E3管节的顺利安装,也为后来E21管节浮运遭遇的“黑色五分钟”埋下了化险为夷的伏笔。
险象环生测控护航
“可以说,每个管节都有自己的故事。”锁旭宏说。
大学刚毕业,锁旭宏便一头扎进伶仃洋,先后投身港珠澳大桥、深中通道的建设。工程“成长”的一点一滴,他都牢牢记在心里。在他口中,E21管节浮运期间的“黑色五分钟”,是又一场命悬一线的考验。
2022年9月19日下午,E21管节正由一体船牵引浮运,在穿越港珠澳大桥东西人工岛沉管隧道期间,险情骤然发生:一体船上所有卫星信号集体丢失,包括测控系统、电子海图、电子雷达和DP系统。没有实时位置数据,船管组合体就像失去了“眼睛”,相关测控数据也出现明显漂移,测控界面显示船管一下子晃出了几十公里。
“这是特别危险的事情,一旦失去卫星信号几秒钟,就可能像泰坦尼克号撞上冰山一样!”锁旭宏感慨道。
价值5亿元的一体船,加上2亿元的沉管,合计7亿元的重器就漂浮在茫茫大海之上,千钧重担沉甸甸压在锁旭宏和团队肩头。
一片慌乱之中,锁旭宏突然注意到,50米高的测量塔上,北斗卫星定位系统依然能够发出微弱信号。于是,他紧急启用极限应急预案,调整信号来源、切换数据,利用北斗系统的微弱信号,帮助一体船在茫茫大海找到了方向。
靠着北斗这根“救命稻草”,团队险之又险地平安度过了这场惊心动魄的海上危机。
“还是要感谢港珠澳大桥建设期间积累的经验,我们形成了风险管理的意识。我们把测控系统融合在了一起,做好了紧急预案的准备,才能度过此次危机。”锁旭宏介绍,团队系统梳理了200余项施工风险点,逐项配套专属处置预案,凭借这套严密的风控体系,深中通道实现“一月一节”的稳定高效施工,跑出了跨海沉管隧道建设的中国速度。

西人工岛。深中通道管理中心 供图
跨海逐浪本领迭代
“如果说港珠澳大桥的建设是从0到1的突破,那么深中通道的建设就是从1到2的升级。”锁旭宏的话道出了两大超级工程一脉相承、迭代精进的成长脉络。
站在蓝海豚岛的海风之中,珠海市测绘院总工程师黎彬细数着港珠澳大桥建设的重重考验:“港珠澳大桥的建设可谓‘三无’:无经验、无标准、无借鉴。可它同时也创下全球总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥多项世界之最,可想而知,当年有多难!”回望大桥建设期间的测绘工作时,黎彬感慨连连。
港珠澳大桥集“桥、岛、隧”三位于一体,“其中,沉管隧道是最难的。在这么深的地方做对接测控,完全没先例!快速成岛也是首次实践,现在这项技术得到了广泛应用,但当时都是从摸索中创新。有些地方,连技术标准都是测绘工作者自己探索出来的!”黎彬说。
伶仃洋潮汐变幻、海风肆虐,海上作业环境瞬息万变,陆地上成熟的测绘手段在这里大多难以适用。从摸清海底的地形地貌,到搭建适配跨海工程的统一测量基准,再到通车之后全天候形变监测,测绘的支撑,贯穿了大桥的勘察设计、施工、运维全生命周期。作为工程的支撑,测绘要先行探明底数、校准方位、把控精度、守护长久安全。测绘工作者在风浪中反复比对测算,沉淀下工程测绘基准、长距离跨海高程传递测量、沉管隧道沉放对接测量等多项关键创新,为这座世纪大桥奠定了坚实的测绘根基。

测绘人员开展测量工作。珠海市测绘院 供图
站在港珠澳大桥这个“巨人”的肩膀上,深中通道继续进行了迭代升级。深中通道东接深圳、西抵中山、北连广州南沙,集“桥、岛、隧、水下互通”四位于一体,施工难度和技术复杂度再创新高,斩获10项世界之最,实现五大测绘技术跨越式突破:从静态测量到动态高精度测量跨越、全工艺数字化智能化测控系统落地、国产北斗定位系统全面替代GPS、免测量塔水下测控技术创新、多线型联合锁网提升贯通精度。
“下一步,力争实现沉管的一键智能安装。我坚信,这一天终会到来。”望着深中通道上来来往往的车流,锁旭宏目光坚定。在每一项重大工程破浪成型的征程上,测绘力量始终先行。而这些实践探索,也在持续为全球桥隧建设领域贡献宝贵的中国经验。

建成后的港珠澳大桥。港珠澳大桥管理局 供图
曾经,粤道难,难在过渡口。如今,一桥通江海,一隧贯东西,天堑变通途。粤港澳大湾区已有多条跨江跨海通道建成投用,还有更多重大通道正在加紧建设。一座座超级工程拔地而起的背后,是一批批测绘人踏浪前行,用一组组坐标校准方向、用一次次测量守住精度,为粤港澳大湾区互联互通的宏伟蓝图提供了坚实支撑。
【来源:《中国自然资源报》】
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