引言
港珠澳大桥,这座连接香港、珠海和澳门的超级工程,宛如一条巨龙横卧在伶仃洋上,成为了世界桥梁建设史上的璀璨明珠。它的开通,不仅极大地缩短了三地之间的时空距离,促进了区域经济的融合与发展,更是展示了我国在工程建设领域的卓越实力。然而,在这座宏伟工程的背后,是无数建设者的辛勤付出,其中测量测绘人更是功不可没。他们用精准的测量数据为大桥的设计、施工和运营保驾护航。
港珠澳大桥建设中的测量测绘挑战
港珠澳大桥所处的伶仃洋海域,地理环境极为复杂。这里潮差大、流速急、波浪高,而且海底地形起伏剧烈,存在大量的软土地层。同时,大桥建设还面临着台风、地震等自然灾害的威胁。如此复杂的环境给测量测绘工作带来了巨大的挑战。
大桥的工程规模更是史无前例,全长 55 公里,其中包含了桥梁、岛隧等多种结构形式。要保证整个大桥的精确对接和顺利施工,需要高精度的测量数据。任何微小的测量误差都可能导致桥梁结构的偏差,影响工程质量和安全。因此,测量测绘工作在港珠澳大桥建设中起着至关重要的作用。
测量测绘人案例:承担大桥首级控制网布测
这座大桥的背后,凝聚着无数建设者的心血,其中,来自陕西的力量尤为瞩目,港珠澳大桥总工程师苏权科与国测一大队,在大桥建设的进程中扮演了举足轻重的角色。
苏权科,祖籍陕西省岐山县,1962年5月出生,1988 年 9 月,他毕业于长安大学(原西安公路学院)公路系桥梁与结构工程专业,随后踏入广东省交通科学研究所,开启了在科研、设计领域的奋斗之旅。2004 年,港珠澳大桥各项建设前期工作全面启动,苏权科迎来了职业生涯中最重要的挑战。他先是担任港珠澳大桥前期工作协调小组办公室技术负责人,凭借深厚的专业知识和卓越的领导能力,迅速理清工作思路,为项目推进奠定基础。
而后,他担任港珠澳大桥管理局总工程师,全面主持工程建设不同阶段的技术管理和科学试验研究工作,成为大桥建设技术层面的核心人物,为大桥从蓝图变为现实提供了坚实的技术保障。
当港珠澳大桥正式开通的消息传来,曾经参与大桥建设的人们心潮澎湃,其中就包括办公地位于陕西的自然资源部下属国测一大队的薛贵东。国测一大队承担了大桥首级控制网布测这一关键任务,而薛贵东正是该项目的技术负责人。这一任务意义非凡,大桥首级控制网是项目后期施工测量的基准,其精度直接关系到大桥建设的质量和安全。
连续两个晚上通宵未眠
2008 年 9 月初,单位任命薛贵东为项目技术负责人,首要任务便是编写技术方案,而此时距离方案评审时间不足 10 天。港珠澳大桥所处的复杂环境给编写工作带来了诸多难题。大桥位于珠江口外伶仃洋海域,周边地形复杂,且粤、港、澳三地的坐标系不统一,若按照常规方法收集测区范围内的地形图在图上设计控制点位置,时间根本来不及。
面对困境,薛贵东没有退缩,他充分发挥专业智慧,利用测区范围内的谷歌地图影像作为设计底图,根据大桥登陆地点,同时顾及网型结构强度,初步确定了控制点的位置,成功为编写方案节约了宝贵时间。为了完成方案,他和团队加班加点,连续两个晚上通宵未眠。
在 2008 年 9 月 18 日的设计方案评审会上,《港珠澳大桥首级控制网测量工作大纲》顺利通过专家评审,为项目推进迈出了坚实的第一步。
上山踏勘 来去都要砍刀开路
2008年9月23日,承担控制网选建任务的技术人员进入测区。9月的粤港澳骄阳似火,白天最高气温达40℃以上,给踏勘选点工作增添了很大难度。
9月30日,薛贵东和同事郭江海到横琴岛洋环村附近的山上选点。当地村民告知,有一条小路可到达山顶,但近10年来几乎没人上山,路已被树木和灌木覆盖。他们用砍刀开路、做标记,在树木和灌木丛中艰难行进,跋涉了两个多小时到达山顶后却发现,因植被茂密对GPS信号有严重影响,不便于基建施工,必须另外勘选。
而当他们想沿着上山时留下的路标原路返回时,郁郁葱葱的树木和灌木竟将路标掩藏得无影无踪,只得再次挥起砍刀,开路下山……好不容易走到离山脚还有70米高的一个废弃采石场,他们踩着松动的石头,滑跑下山坡。等回到驻地时,已是深夜。第二天一早,由当地老乡引路,终于找到了一块很大的基岩空地,与澳门隔江相望。这里观测条件较好,基础稳固,是比较理想的选点位置。
仅用53天就完成了粤、港、澳测区踏勘和项目设计
不仅在横琴岛面临重重困难,在香港和澳门的踏勘选点工作同样充满挑战。2008 年 11 月 6 日,国测一大队与港珠澳大桥前期工作协调小组办公室、中交公路规划设计院组成踏勘小组,进入香港特区踏勘。
11 月 13 日,香港境内控制网选建工作告捷,踏勘小组马不停蹄地奔赴澳门。在澳门建设发展办公室和澳门地图绘制暨地籍局的配合下,澳门控制网选建工作顺利推进,并于 11 月 15 日完成。从 9 月 23 日至 11 月 15 日,国测一大队技术人员仅用 53 天时间,就完成了粤、港、澳测区的踏勘和项目设计,为快速推进大桥首级控制网布测打下了坚实的基础。
在踏勘选点过程中,为了确保首级控制网的稳定性,满足大桥 120 年设计寿命的要求,技术人员们付出了诸多努力。对于观测条件良好、地质基础稳定的区域,他们优先选取基岩作为建点位置。但个别首级平面控制点受条件所限,无法选择基岩基础,他们便采用每点打入 4 根 8 米长,直径为 108 毫米的钢管,管内浇筑混凝土的方式,作为点位的基础,以保证点位的稳定。
多年后,薛贵东遇到一位中铁大桥局(港珠澳大桥测控中心主体单位)的同仁,对方告知他,他们建立的首级控制网很稳定,经过几年复测,基本没什么变化。听到这句话,薛贵东感到当年选建控制点时所经历的种种磨难都值了。
2009年春节仅休了一天假
2008年11月中旬,国测一大队选派精兵强将,进驻港珠澳大桥测区作业,夜以继日地实施大桥首级控制网观测工作。
2009年1月24日,农历大年三十这天,在香港、珠海、澳门作业的测绘队员们依然拼搏在生产一线。大年初一,在项目指挥部的统一组织下,28名队员们赶到深圳参加了春节团圆宴。大年初二,队员们便全都回到各自岗位,继续紧张有序地开展各项工作。
2009年2月10日,港珠澳大桥首级控制网测量项目提前完成外业工作,进入数据处理及资料整理和汇编阶段。
2009年3月8日,港珠澳大桥建设筹备办公室在西安主持召开港珠澳大桥首级控制网测量成果评审验收会。专家委员会一致认为:港珠澳大桥首级控制网总体成果达到了国际先进水平,完全能够保障后期施工需要。
测量测绘技术在大桥建设中的应用
在港珠澳大桥建设中,应用了多种先进的测量测绘技术。水下地形测量除了前面提到的多波束测深系统外,还采用了侧扫声呐技术,它能够清晰地探测海底的地貌特征和障碍物分布情况,为桥梁基础施工提供了详细的资料。
桥梁变形监测中,除了传统的 GPS 技术和全站仪测量外,还引入了光纤传感技术。光纤传感器可以实时监测桥梁结构的应力、应变等参数,一旦发现异常情况能够及时报警,保障桥梁的运营安全。
在大桥的施工定位中,采用了高精度的卫星定位技术和激光测距技术。通过这些技术的结合,能够精确地确定桥梁构件的安装位置,确保桥梁的精确对接。
测量测绘成果对大桥的贡献
测量测绘工作为港珠澳大桥的设计、施工和运营提供了全方位的精确数据支持。在设计阶段,准确的地形数据和地质资料帮助设计师优化桥梁的线路和结构形式,降低了工程成本和施工风险。
在施工阶段,高精度的测量数据确保了桥梁各个部分的精确施工和顺利对接。无论是桥墩的定位、箱梁的架设,还是岛隧的连接,都离不开测量测绘工作的支持。测量测绘人员通过实时监测,及时发现并解决了施工过程中出现的各种问题,保证了工程的质量和进度。
在运营阶段,测量测绘成果为桥梁的安全监测提供了重要依据。通过对桥梁变形、应力等参数的长期监测,能够及时发现桥梁的安全隐患,采取相应的维护措施,确保大桥的长期稳定运行。
结语
港珠澳大桥的开通,是我国工程建设领域的一座丰碑。而在这座丰碑的背后,测量测绘人以他们的专业知识、敬业精神和辛勤付出,为大桥的建设立下了汗马功劳。他们的工作虽然不像桥梁建设者那样直观,但却贯穿于大桥建设的每一个环节。正是有了他们的默默奉献,才使得港珠澳大桥能够如此完美地呈现在世人面前。同时,港珠澳大桥的建设也为我国测量测绘行业提供了宝贵的实践经验,推动了测量测绘技术的不断创新和发展。我们期待测量测绘行业在未来能够取得更加辉煌的成就,为更多的国家重大工程建设贡献力量。
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