纪录片 |《超级工程》第一季(1-5集 共5集 直接观看)+解说词

文摘   2024-11-07 08:02   新疆  

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《超级工程》第一季是一部聚焦于国内五大重点尖端科技工程的纪录片,共五集,在腾讯视频平台独家播放。

这部纪录片通过镜头捕捉了这些建筑过程中鲜为人知、惊心动魄的场景,同时也记录了参与“超级工程”建设的普通人,真实讲述了他们的智慧、生活、情感和梦想,鲜活呈现了奇迹背后的艰辛历程和付出。




第一集 《港珠澳大桥》



第二集 《上海中心大厦》



第三集 《北京地铁网络》



第四集 《海上巨型风机》



第五集 《超级LNG船》



解说词:

第一集 《港珠澳大桥》

这将是世界上最长的跨海大桥,工程师们要花费长达6年的时间完成这座巨型建筑,他们每天要避开4000艘海船和1800多架航班的密集通行,用50万吨钢材建造全世界最长的钢铁桥梁。耗费230万吨钢筋混凝土在深海水下打造世界上最长的沉管海底隧道,启用世界最大的巨型震锤来完成人工岛的建造。他们要全力抵抗台风和地震向大桥的挑战,对环保的苛刻要求也前所未有,所有这些努力都是为了完成一个几代人的梦想,而这仅仅是刚刚开始。


香港这座1100平方公里超过700万人口的城市,国际金融、进出口贸易、旅游使它成为亚洲大陆上最活跃的地区。


珠海一座从渔村发展起来的新城市,被誉为中国最适合居住的海滨城市。


澳门仅21平方公里的土地上生活着40万居民,是世界上人口密度最大的地区之一。


现在建筑工程师们要完成一件历史性的创举,在海上建造一座跨海大桥,将三座城市连接在一起。这座未来的大桥将给香港带来更大的发展空间,珠海能够借助香港的经济优势快速成长,澳门也将获得更多旅游市场资源。


但那只是一个梦想,复杂的海床结构、恶劣的自然环境、超长的跨海距离,要在这片海域上修建跨海大桥是一个似乎不可能完成的超级工程。


方明山,桥梁工程师,他前10年只做了一件事情,和他的团队一起建成了另一座世界级的跨海大桥——杭州湾大桥。这一段造桥经历让他喜爱上了挑战桥梁极限的工作。


如今,他只身来到珠海。对于他来说,这座未来的大桥将是另一个巨大的挑战。


“杭州湾大桥做完之后,我感觉意犹未尽,希望在专业上能有更新的提高和突破,所以我就申请加盟港珠澳大桥这个建设团队。”(方明山)


要建一座从香港横跨30多公里的伶仃洋,直接贯通到澳门和珠海的跨海大桥需要解决很多问题。如果完全复制杭州湾的造桥经验要容易得多,但这里并不是杭州湾。


这里是全球最重要的贸易航道,每天有4000多艘船只穿行,航道密集复杂的海床结构让施工难度大大增加。每年南海的台风几乎都经过这里,在这里修建大桥要做好足够的心理准备。


其实还远远不止如此,工程师们还要面对一个不可超越的数字10%。伶仃洋是一个典型的弱洋流海域,每年从珠江口夹杂着大量的泥沙涌入海洋,大桥的桥墩就像一个阻挡泥沙的篱笆一样,超过10%的阻水率,泥沙就可能被阻挡沉积,从而阻塞航道,让伶仃洋变成一片冲积平原。


为了避免这个灾难性的后果,所有的问题都需要解决。


首先要解决的是轮船通航问题伶仃洋海域靠近香港方向,有一个重要的深水航道——伶仃洋航道,它是大型运输船只在这片海域通行的惟一通道,这座大桥的修建将关系到这个重要航道的生死。


“这个伶仃洋航道它这个通航等级要求非常高,现在是按10万吨的远期将按考虑30万吨油轮可以通行。”(方明山)


要满足30万吨巨轮的通行就必须要修建一座桥面高度超过80米、桥塔高度达到200米的超级大桥。


“80米相当于我们这个高层建筑大概在26层楼以上的这样的高度,你可以设想一下,在二26层以上的这样一高度开车是什么样的感觉。”(方明山)


在26层楼的高空上开车并不舒适,周围的香港机场也不允许有超过88米的建筑物矗立在它的飞行航线上。这给设计师们出了很大的难题,因为这段深海航道不能够修建任何超级大桥,如果找不到解决的办法,只有选择停工。


一个疯狂的想法在即将陷入僵局时提了出来,这个想法非常大胆,就是放弃在海面以上修建桥梁,而在海面以下修建一座超长的海底隧道。



2009年,在中国跨海大桥历史上最具想象力的方案被批准实施。在这片海域上将要建成一座6.7公里长的海底隧道和一条22.9公里长的跨海大桥


这是目前在中国修建的最大、最长也是最复杂的一座跨海大桥,这座大桥建成后从珠海、澳门抵达香港的陆路交通时间将由4小时缩短到30分钟


中国的工程师们已经有了6座跨海大桥的经验,但还从来没有在海中修建过巨大的海底隧道,未来的大桥建设将是一场史无前例的挑战。


大桥建设已经开始进入到了施工设计阶段,马上第一个难题就摆在工程师的面前。


桥梁和海底隧道的贯通首先要解决的就是找到一座岛屿把它们连接在一起,但在这里没有任何岛屿可以使用,惟一的办法是修建人工岛


密集的海床勘探工作让人工建造蒙上阴影,在这片海床上建岛是一个想象不到的巨大工程。


“我们这个驻岛的这个地方,它下面是有一层大概15米到20米厚的这样的淤泥。那么做个形象的比喻,它就像我们一种水豆腐,就下面有一层水豆腐,那么如果我们用常规的抛石斜坡堤,或者是常规的这种重力式沉箱的结构的话,它坐在这个“豆腐”上,只要你把抛石或者是沉箱一放上去,它就会滑出去,那么站不稳。


那么我们常规的方法就是把这块“豆腐”挖掉,或者把这块“豆腐”先用排水固结的方法变成“豆腐干”,然后它才能把这个抛石或者沉箱坐稳。”


超过800万立方米的淤泥将要被移走,相当于可以堆砌3座146米高的胡夫金字塔,这样的工程对海洋将是毁灭性的污染。


时间不等人,建岛工程必须按照计划在一年内完成,工程师们要马上想出更好的办法。


一个大胆的设计方案被提出来,圆钢筒围岛的计划。这个方案非常的巧妙,用一组巨型圆钢筒直接固定在海床上,然后在中间填土形成人工岛


“它就基本上起到起到了一个很快的一个稳定结构,那么这个时候你在里面填沙,它都不会顺着这块“豆腐”滑出去。(中交联合体人工岛项目负责人 梁衍)


这个计划将不用移走天文数字般的淤泥,它对海洋环境来说也是最好不过的选择。


120个超级大的圆钢筒将形成隧道两端的人工岛,这在中国是史无前例的。每个圆钢筒的直径达到22.5米,几乎和篮球场一样大,高度55米,相当于28层楼的高度,而重量将达到550吨,相当于一架A380空中客车。


第一个难题终于解决,但另一个非常棘手的问题又摆在设计团队的面,那就是该如何在这个长达6.7公里的深海航道区修建海底隧道


工程师们首先想到的就是采用盾构技术。中国的盾构技术已经非常成熟,最大的盾构机能够承担在45米深的地下挖掘15米直径的隧道。但在这里只能放弃这个成熟的技术,因为他们不得不要面对10%阻水率的挑战。


“如果是采用盾构隧道的时候,它由于盾构的稳定性要求它会埋得更深,这个岛就是1公里,在这些珠江口上这个引水面上,这个岛的长度越长,对整个阻水的影响、对水环境的影响就越大。”(中交联合体隧道项目负责人 刘晓东)


在10%阻水率的苛刻要求下,1公里是不能接受的长度,现在惟一可以采用的方式就是沉管隧道技术了。这个技术是在海床上浅挖出沟槽,将预制好的隧道沉放到沟槽中,然后进行水下对接,它直接的结果就是改变了人工岛的长度。


“所以从环境保护角度来讲,那么我们选择了这样一个沉管隧道,使得岛的长度直接降到了625米。”(中交联合体隧道项目负责人 刘晓东)


每个人工岛减少接近400米的长度,这将大大改善对海洋环境的影响,但这个技术对工程难度将提出巨大的挑战。


“没有过的,从来没有过的。不仅是国内最难的,这世界上也是最难的隧道之一。”(中交联合体隧道项目负责人 刘晓东)


这是一项世界上最有挑战的海底隧道工程。每节沉管长达180米,宽33米,高11米,由两个三车通道和两个工程通道组成,重量达到7600吨,相当于一艘航空母舰。


它们从西人工岛到东人工岛,依次沉入海床以下,并在海下进行无人对接。


要一次成型长180米,重达7600吨的钢筋混凝土隧道是一个非常大的挑战。实际的施工难度远远超出工程师的想象。


工程师们想到了好的办法,把180米长的隧道再划分成8个小的单元,然后将这些单元在工厂里拼接成一个整体。模块化方案终于解决了沉管隧道制造的难题。


人工岛将要开工,第一步就是制造出那些巨大的圆钢筒,这对中国的工程师来说还是第一次。


上海,中国东部最大的沿海城市,中国最大的国际金融交流中心。在距离市中心30公里的长兴岛上,它还是中国最大的钢结构制造中心,这座巨大的钢结构生产基地每天吞吐数以万吨的钢材,为来自全球各地的建筑商打造属于他们梦想中的巨无霸,港珠澳大桥的圆钢筒也在这里开始制造。


工人们必须夜以继日地赶工来尽快完成建岛计划。周工程师每天都往返于办公室和车间,他们的团队必须在8个月内完成120个圆钢筒的制作,但这并不是一件容易的事情。


没有任何一个卷板机和模具能够一次完成这个巨大圆钢筒的制作,他们必须想出其他的办法。


圆钢筒被分解成72个板单元,一组组拼装完成。但分解的数量越多,拼接误差的机会就越大,而圆钢筒的制作要求误差不能超过3厘米,这对于一个18层楼高的庞然大物来说是一个超级挑战。


工程师想出了一个好办法——内胆,一个能够控制圆钢筒外形的钢结构支架,在内胆的定型下进行拼接,误差终于降到了可以控制的范围内。


12960片重达6万吨的钢板已经陆续运到了施工现场,这些钢板足以搭建8座埃菲尔铁塔,它们将要在8个月的时间里被拼接成120个巨型圆钢筒。


距离上海1300公里之外,香港,亚洲的贸易和金融中心,这里土地稀缺、人口密集,每增长一个百分点的价值都将会付出巨大的努力。现在,港珠澳大桥带来的30分钟经济圈给香港的发展带来巨大的潜力。


李先生知道这座大桥将给香港带来什么。


“广州澳大桥呢,我们其实从大概10年前已经开始跟踪这个项目,好像一个机缘吧,几年后突然就有着这么一个机会,就跟非常有实力的一个单位一起合作,做完了整条大桥的初步设计。”(ARPU董事 李德明)


香港主要的对外贸易是通过港口运输,现在越来越多的内地生意机会让香港人开始寻找更加快捷的运输途径,北部的深圳口岸也成为它和内陆连接的主要通道。随着香港的经济发展,它需要面向西部来寻找新的发展空间。


李先生和他的团队接受了这个挑战。他们希望通过自己的努力去开辟一条香港新的发展通道。


中国的海域里建造一座6.7公里长的海底隧道是史无前例的。它将直接消耗33万吨钢筋和200吨混凝土,这些材料足以建造8座828米高的迪拜塔。一个迪拜塔花费5年的时间建造,但是沉管隧道不允许有那么长的时间,工程计划必须要在一年半的时间里生产所有的沉管隧道,这个难题让工程师们必须要想出新的办法。


设计团队请来了世界级制造模板专家,德国的工程师,他们是欧雷松德大桥的制造者。欧雷松德大桥拥有欧洲最长的海底隧道记录,而这个隧道的建造经验让德国的工程师成为这个行业里经验丰富的专家。


我们这次带来了比欧雷松德大桥更大更复杂的设计图纸,这基于我们更加精确的设计,更重要的是要如何按照设计完成制造,否则将无法组装这些设备(PERI公司工程师 施米特克·艾里)


一种快速完成拼接的模板方案能够帮助工程大大提高效率。


“这是一套非常精密以及自动化效率非常高的设备,它可以确保我们模板在20分钟之内顺利就位,大大缩短了生产时间,提高了生产效率。”(南通振华工程师 黄叶锋)


模板系统让工程效率大大提高,终于可以保证按时完工了,购买一套模板设备的价格远远超出工程预算。看来工程师别无选择,他们需要自己来完成这个高难度模板的制作。


中国的工程师再次接受了这个挑战,来完成世界上精度最高的自动化模板的制造。整个模板用钢量达到3000多吨,能够留给工人们的时间只有短短几个月,他们必须抓紧一切可能完成这项工作,这对于一个从未制作过模板的团队来说是很大的挑战。


经过6个月的时间,最后一批的钢模板构件已经在紧张的装配当中,工人们必须在3天的时间完成所有的组装和测试工作。3天以后,这块模板将会被再次拆解,分装到运输船上运往1600公里之外的沉管隧道制造工厂。


1600公里之外的桂山岛,3000多名工人正在加紧施工,等待着隧道钢模板的到来。他们要在100天的时间里平地建造起一个超级工厂,这座超级工厂惟一的任务就是生产33根世界最长的海底沉管隧道。这一工程足足占用了10个足球场的面积,将要挖去300万立方米的土石,每个月将能够生产2根76000吨重的沉管隧道。


1900公里之外的海滨城市大连,一项非常重要的实验正在进行,它将告诉工程师们如何顺利安装巨大的沉管隧道。实验将要模拟最恶劣环境下洋流对沉管隧道运输和安装的影响,他们必须得到一组数据来告诉工程人员采用多大的钢缆才能够安全地牵引重达76000吨的沉管隧道。


实验数据必须是精确可行的,否则后果不堪设想。


“我们正在做的是沉管沉放放过程中最危险的一个阶段,现在这个沉管我轻轻地推一下,它就会产生很大的运动。”(大连理工大学博士 裴玉国)


如果这里的实验不够精确,一旦现场牵引沉管的钢缆发生断裂,沉管隧道就有可能在巨大的洋流中倾覆而沉入海底,那是价值上亿元的沉管,甚至还有可能发生人员伤亡,


造波机开始启动,模拟的巨浪冲向沉管模型,半年多的努力终于到了可以出成果的时候了。大连的实验有助于帮助工程人员掌握采用何种方案才能够更加安全合理地控制这个体积庞大的沉管隧道。


澳门世界上人口最稠密的地区,随着全球化经济的发展,单一的产业已经不能满足城市需要。他们正在努力尝试新的发展方向,让更多的人成为顾客和伙伴,这个赌注的成功与否取决于未来的这座大桥。


“我们现在来到这里就是我们澳门最著名的一个景点,马祖庙,也就是葡人上岸的地方。”(澳门导游 黄大姐)


澳门的黄大姐是一个有十多年经验的导游,看着越来越多的游客她更加盼望着这座大桥的诞生。


“我来澳门的话是1983年来到这里,来了整整30年了,那么见证了澳门回归之前跟回归之后的变化。自从2002年自由行开放了,那么大量的内地的客人来到我们澳门,带旺了我们澳门的旅游业,包括餐饮啦、包括这个购物啦,那么所以现在我们的生活的话就越来越好了。(澳门导游 黄大姐)


和黄大姐一样,小李也从事导游工作,她将要从自己的旅游学校毕业,这座桥的未来也许让她会走得更远。


“可能4年以后我应该出来工作了,可能那个时候工作的时候我可以往外宽一点,因为不只是在澳门工作,可能我去到珠海或者是去到香港工作,那个时候好可能已经变成一件很普通的事情了”(小李)


“这大家如果眼睛好一点的话看到有中文字吗?看到4个石狮子在这里,然后跟中国人说这个也是代表这个平安、代表好的意思”(小李)


小李知道澳门很多不为人知的故事,她觉得这些是澳门自己的文化,她希望能够通过自己让更多的人了解一个真正的澳门。


伶仃洋蕴藏着强大的能量,台风、巨浪每一个力量都直接威胁大桥的安全。其实这里还隐藏着一种人们所无法看到的威胁,这里正在进行一项准备了20年的实验,桥墩最大的威胁不全是来自风浪,还有一种看不见的危险,氯盐


“那么这块是我们1987年就放在海边的一个钢筋混凝土试件,经过20多年之后呢,我们现在把这个试件取回来,可以看到氯离子已经渗到了这个钢筋表面,引起了钢筋的锈蚀,那么如果时间再延长,那么这个整个钢筋都会全部锈蚀。它的锈蚀产物呢就会造成膨胀,整个混凝土就会开裂、甚至于剥落,那么这个结构就失效了


氯盐对于这座使用寿命长达120年的大桥来说是一个巨大的威胁,柴工程师和他的实验团队必须要找到一个好的办法抑制强大的氯盐。


“在海洋环境下搞工程建设,对工程质量造成最大的、最长期的影响就是氯盐问题,比如这个试块就是混凝土氯离子已经渗透到这儿了”(港珠澳大桥工程师 柴瑞)


“这个问题的解决是解决港珠澳大桥120年使用寿命,一个最重要的问题”


20年的测试数据最终为桥梁如何抵抗氯盐找到一个好的办法,一种高性能混凝土技术由此诞生,它抵抗氯离子的能力比普通混凝土提高数倍以上。


港珠澳大桥是有史以来最大规模地使用钢材建造的桥梁,22公里的桥梁将会使用50万吨钢材。虽然全钢的桥梁比传统混凝土桥梁重量轻了很多,但它依然要面临一个严峻的挑战,地震


谢工程师有一项艰巨的任务,他的团队必须要找到一个最好的办法保护这座钢铁大桥不会受到地震的威胁。这次工程师们把目光集中到了一个最新的科技材料。


“这是一个普通的橡胶,我们看看它落下自由落体以后会发生什么情况。


这是另外一种橡胶,它是高阻尼橡胶材料,它的阻尼特性也可以通过这个实验来演示一下。


对于普通橡胶来说,它的地震能量没有耗散,它自由落体以后它还会再弹起来,但是对于这种高阻尼的橡胶支座它落下去以后,它的地震能量通过分子之间的这些力来进行了消散”(港珠澳大桥工程师 谢红兵)


谢工程师的团队开始着手新工程实验,他们要在大桥正式开工之前找到最佳的橡胶减震方案。


港珠澳大桥横穿伶仃洋海域,为保证每天4000多艘船只的顺利通行,除6.7公里的海底隧道之外还设置了3座通航桥梁


现在,这些桥梁的设计也进入最后的阶段,从来没有一座桥横跨在3个国际机场的航线上,而且离得那么近。


最危险的是离口岸最近的九州大桥,在这里距离澳门机场仅有几公里,飞机起飞不到一分钟就将飞越大桥的上空。在常规施工过程中,吊装设备要远高于桥塔本身,但这一经验却让工程师在这里无计可施。航空部门要求在大桥的整个建设期间不能有任何设备的高度超过122米,而大桥的桥塔已经达到120米,设计师必须重新找到新的施工方案。


一种新的吊装方案产生了,这是一种富有创意的安装方法。工人们将桥梁的索塔直接在陆地上预制完成,然后通过底座上的连接轴进行连接,通过巨大的钢缆牵引整座塔从水平到90°垂直一次完成。


新的桥塔施工方案让人欣喜,但最终能否实施还需要通过另一个考验,。伶仃洋海域是台风多发地,每年超过6级以上风速的时间接近200天,韧性强的钢梁会在风力的作用下自然摆动,一旦造成频率相同就会产生共振,后果不堪设想。


上海同济大学,葛教授正在带领着学生们着手一项关键的实验,他们试图利用风洞模型来找到解决共振的办法。


“测点观察一下正常吗?正常。往11米每秒什...


我们已经发现了一些不利的涡振的现象,那么在每秒16米也就是7级风的作用之下,它竖弯振动的整幅可以达到40公分。


那么这个40公分的振幅会对行人、会对驾驶员、会对行车、坐在车上的人员造成一些不舒适的感觉,那么甚至于会导致桥梁结构的疲劳影响”(同济大学桥梁系教授 葛耀军)


解决涡振现象是这个实验的重点,他们必须找到办法让涡振消失。


“数据正常吗?正常。


那么加上这样一个大概50多公分高,1米左右宽的这么一个溢流板以后呢,可以使得原来在7级风作用之下的40公分这么大的一个振幅一下子降到只有6公分。”(同济大学桥梁系教授 葛耀军)


30公里长的海域,这里是世界上最繁忙的航道,大桥一旦开始施工,每天4000多艘船只和工程船只的交叉通行将是巨大的麻烦,工程师们必须想到办法来确保万无一失。


他们和海上交通警察海事局合作,在30公里的海面上重新规划航道,这是中国最大的一次航道改造工程。


“我们这个桥梁部分,这个线路比较长,很快就要开工了。这个海事部门在高速客船航线的调整和规划上面有什么想法没有?


可以说在我们这个23公里的桥梁段水上交通安全监管中,应该是最难的部分,也是对我们施工和通行影响最大的部分,跨越了我们这个来往于粤港澳三地的这个高速客船,正常情况下它有150个这个航班个。”(港珠澳大桥高级工程师 余烈)


广州海事VTS监管中心,这里正在密切监视这片海域内所有通行的船只,以确保绝对的安全。


上海振华圆钢筒已经进入最后的组装阶段,港珠澳大桥马上将要正式开工。


“现在我们这里是港珠澳的圆钢筒,3月份开始做的,我们一直做,做到现在今天目前为止差不多已接近尾声了,还有就是这两三片就基本上这一片要抓点儿紧,今天晚上我们再加班,我们把它全部结束,明天就可以报验,报验就结束了。”


要将这些圆钢桶运送到远在1600公里之外的施工现场并非想象中的那么简单。


5名工人在高空中连续工作10个小时才能够将8根圆钢筒吊装到运输船上。这是一次对体力和耐力的挑战。


一艘7万吨的运输船最多只能够装载8根圆钢筒。4000吨重量的圆钢筒对于7万吨的集装箱货轮来说似乎小菜一碟,但它45米的高度却直接挡在驾驶室的正前方。有20年航海经验的船长也是第一次遇见,这将是一次非常有挑战的航行。


“像我们一般普通的货船吧,前面视线一般都是很清爽的,没有什么障碍物。现在我们拉这种钢管高度都40多米,整个把驾驶台全部挡死了,所以说我们在驾驶台上可以说全部什么都看不见,驾驶员必须在两舷不停地来回穿插来走动,只能从两侧能够看见一点点这个过往的船舶。”


振华号载着8个巨大的圆钢筒起航了,驶向南部1600公里之外的伶仃洋。


1600公里之外的桂山岛,沉管隧道工厂将要完工,巨大的钢模板已经进入最后的安装阶段。这个工厂只用了6个月就建造完成,比计划足足提前了1个月。


“我们整个1号线的这模板安装工作接近尾声,这是底膜,这是我们所说的内膜。那个是侧膜,它的沉管预制的长度是22.5米,高是11.94米,宽是37.95米,混凝土的有3400方左右,要求的话一次浇筑是24小时就把它一次浇完,养护3天,然后顶推出去。”


最后一片模板正在吊装,4名工人在起重机的帮助下将十几吨重的板片连接在系统上。再有1个月时间,第一根沉管就将要开始制造,它将再次刷新世界纪录。


振华号离目的地珠海越来越近了,这是一座新兴的发展中城市,从一个小渔村发展成为拥有150万人口的城市只用了20年。但它远未满足,港珠澳大桥的建成将它快速的纳入世界贸易经济圈,成为珠江西岸的核心城市。


张老师在珠海生活了20年,随着改革开放后的第一批移民潮来到珠海,他感受到了珠海的变化和发展。


“我们今天美术班的小朋友,不管你在做手工的、在画水粉的,在画水彩笔、在画闪光笔的,还可以在用很多不同的材料去表现的时候,你也可以去搭建一座对于桥的认识,”(幼儿园 张老师)


张老师一直认为想象力是这座城市的未来,他对大桥的建设充满希望,那时候珠海一定会更美好快。


海洋运输船载着8根圆钢筒赶往珠海人工岛海域。时间不等人,因为在菲律宾以南正在形成一股气旋,它很有可能形成一个新的台风。


海上数千双眼睛正在注视着这个庞然大物,因为它将成为东人工岛一个重要的部分。这是一个极有挑战的工作,550吨重的45米高巨型圆钢筒将要被放置在规定坐标内的海床上,而它允许的误差只有两厘米。


陈师傅是一名吊装工人,只有他才能够胜任这个任务,因为他掌握着世界上最大的八项震锤,这是为了建造人工岛而定制的超级武器,它能够轻易吊起1600吨的重物。


550吨重的圆钢筒被吊起移向这片海域,但没有人知道这个误差只有两厘米的点在哪里。


20000公里的高空,GPS卫星正在不断地传递数据,这些数据会成为参考,进入到大桥GNSS数据处理中心。这是大桥建立的一个GNSS基站,它们的任务就是确保在工程范围内的施工精度。


GNSS信号被传到了工程现场。现在550吨重的圆钢筒逐渐下沉,它要穿透37米的海床达到指定位置。似乎一切进展顺利,但很快震锤就停了下来,监测的资料显示圆钢筒正在穿过一个5米厚的硬层。


陈师傅必须不断调整震锤的输出功率,甚至稍有不慎震锤将会因过载而报废。与此同时,菲律宾海域今年最强大的一次台风“纳沙”已经形成,并快速向南海袭来。


工程指挥部马上开始紧急部署,因为它极有可能经过这个施工区域。


圆钢筒的吊装已经进入到了关键时刻,陈师傅在操作着世界上最大的震锤与海床对峙,而绝不允许有任何闪失。原本30分钟能够完成的工作现在已经僵持了近两个小时,海浪在风的推动下不断加强。这是一项艰巨的任务,它如果成功,这将是东人工岛一个好的开端。


台风离这片海域越来越近,所有的船只都收到了海事部门的指令,它们将赶往就近的避风港。


“今天晚上台风“纳沙”就要到来了,你准备去哪里避风啊?


要到晚上看台风的动向,然后选择避风的锚地 ”


终于,在东人工岛的施工现场事情有了转机,圆钢筒开始加快下沉速度,这意味着它已经突破了硬土层。短短10分钟,陈师傅操作着巨大的震锤将圆钢筒顺利下沉到了预定的深度。


工作人员马上检查震锤。还好,经过这次长时间大强度工作之后,震锤状态一切正常。


所有船只都回到了避风港,东人工岛的第一次施工在台风“纳沙”来临之前顺利结束了。


经历长达28年的准备,中国的工程师们终于开始在这片最繁忙的海域上建造这座世界上最长的跨海大桥。他们制作超级大的圆钢筒修建两座人工海岛。生产33根航母般巨大的沉管建造世界上最长的海底隧道,首次挑战地质复杂的海床建立世界最长的钢铁大桥,用先进技术抵挡大自然的威胁,而这只是刚刚开始,工程远未结束,这里还将不断挑战新的工程极限。


4年以后,香港将加快自己的发展脚步,澳门的年轻人会走得更远,而珠海一群有创造力的孩子们也将长大,更广阔的世界将呈现在他们面前。而这座港珠澳大桥也将静静地告诉人们,中国的工程师再一次挑战极限,完成又一项超级工程。


注:港珠澳大桥于2009年12月15日动工建设

2017年7月7日实现主体工程全线贯通 

2018年2月6日完成主体工程验收

2018年10月24日上午9时开通运营。(百度百科)


第二集 《上海中心大厦》

这是一个关于上海的梦想,一个20年前便开始的计划,目标是打造上海最醒目的地标性建筑。632米的高度将超越金茂大厦和环球金融中心,这是工程师们关于垂直城市的大胆想象。第一次在超高层建筑中使用双层玻璃幕墙,用24个完美的空中花园创造更为环保舒适的未来空间。这是上海浦东最后一座超级摩天大楼——上海中心大厦正准备让世界震惊,但打造这座未来之塔将面对最复杂的施工环境和人们最挑剔的目光。


上海浦东,陆家嘴最繁华的核心商务区。早上六点,这些工人从各处赶到工地,接下来的5天时间,他们的任务是要建造大楼第35层的混凝土结构和第25层的钢结构。


这意味着,他们要运送12根近100吨的钢柱、长达50公里的钢筋、80车混凝土到达工地,并将它们全部安装到180米的高空。自重1000吨的钢平台要向上提升4米,4座世界上最巨型的民用塔吊要提升20米。


纵然这一切仅仅是主楼工程的一百二十一分之一,但对于正在建设的上海第一高楼上海中心大厦来说这些远远不是问题。真正的问题是什么呢?


“毕竟这是中国人第一次把建筑造到600米以上,


整个大楼现在是基本上原来预估的重量是80万,80万吨


在软土地区里面做这个工程相当难的。”


在看不见的地方,建造这座建筑杰作所需要的是前所未有的胆识和谨慎的态度。


“上海中心地下空间的边界就是我们这个这个第二条的道路上我们正在测试的那个地方,那么金茂的边界实际上在这个花坛那个红的花那个地方,那么这个相距大概20米左右。


假如说产生危害的话,它是对于我们工程来说是毁灭性的。”


这栋大楼最终是否能够得到上海人的认可和来自全世界的商务精英的青睐,谁也没有把握。


“超高层建筑,本身就是一个有争议的产品。


上海中心是差不多小陆家嘴里面最后一个最重要的建筑了。


大家非常关心这栋建筑,这个大家太关心了,对我们的压力就非常非常的大了。


所以你只能做好不能做坏。”


对于大厦的建造者,沉重的压力从20年前便开始积累了。


在短短的170年前,上海还只是一个从荒滩盐场发展起来的小城镇1842年上海开埠后,这个地处长江口位居中国南北海岸线中点的城市,很快成为外商在中国的贸易基地,并赶上了西方摩天大楼建造热潮的末班车。


1929年9月,上海第一栋10层以上的大楼,高达77米的沙逊大厦落成,5年后落成的四行储蓄会大厦以83.8米的高度成为当时全亚洲最高的建筑物。短短20年,上海外滩的城市轮廓便成为20世纪上半叶东亚地区最富魅力的天际线。


改革开放后,上海人计划将他们的家园再次建设成为东方的明珠。1993年上海浦东开发,这座日新月异的城市彰显着它的雄心。


到2020年,上海要建成足以媲美香港、东京的国际金融中心。而随着旧时代的逝去,这个新生的现代化国际大都市将需要一个崭新的城市形象与外滩交相辉映。


“我记得是在1993年,当时有一个浦东的一个城市规划,它已经确定了在这个区域有三栋超高层。


当时我们就希望陆家嘴是由一个完整的一个城市轮廓线,构成一个中心最高的,旁边外圈矮一点,最外面圈再矮一点,差不多是一百多米、两百多米到四百米以上这样三个层次。”


1999年,金茂大厦完工,高度420.5米。2008年,上海环球金融中心完工,高度492米。人们心目中预想的完美天际线只剩下最后一座摩天大楼。


在一番争执之后,上海中心成为最好的选择,建造者希望这个名字能代表上海未来的城市形象。但怎样的建筑才能与这个名字相符呢?专业的问题还是要交给专业人士来解决。


2006年,上海中心大厦向全世界征集设计方案,因为这栋大厦的设计难度将是世界级的。


上海中心大厦一街之隔的北面是88层的金茂大厦,外观借鉴了中国传统密檐宝塔的式样,将中西风格完美地结合东面是更具个性的环球金融中心,像刀削的雕塑体简洁硬朗第100层的观光天阁是世界上人们能到达的最高观景平台。而在很长一段时间内,它们对于上海来说是金融、贸易、现代、时尚的代名词。


“所以我们是第三栋,我们不能只考虑自己,我们必须要和三栋建筑有一个非常协调的关系。”


除此以外,设计师们还要绞尽脑汁让人们的目光从那里转向这里


从未做过超高层建筑的Gensler(甘斯勒)建筑设计事务所也跃跃欲试,希望能抓住这个机会,带领这支团队的是来自美国的亚瑟·甘斯勒和来自中国的夏军。


“这个建筑是关于过去的,这是一个非常完美的建筑,这个建筑是关于现在的。这是一个非常优美的建筑,但是 军 你要建造的建筑是非常特别的,是关于未来的。


我想设计的理念是把这三座建筑建造成一个整体。”


竞争非常激烈,一直专长于室内设计的Gensler(甘斯勒)团队要脱颖而出需要有自己的秘诀。


在高楼林立的陆家嘴核心区域,有一块上海规模最大的开放式草坪,比金茂、环球和上海中心总的占地面积还要大。在寸土寸金的陆家嘴中心修建这样一片绿地背后的原因是,生活中有些事物值得我们花费金钱和时间,将这样的开放式公园搬进摩天大楼之中就是Gensler(甘斯勒)的设计师火花一现的创意


保证空中庭院成功打造的是从未在超高层建筑中大规模使用的双层玻璃幕墙设计。两层玻璃幕墙间,十多层才做一次隔断,形成一个高挑、通透的中庭空间,并将恶劣的天气隔离在中庭之外。然而,这仍是一个冒险的计划。


“设计是非常地新颖,但是呢也带来了很大的技术上的挑战。就外面这张皮,我们怎么去把它做出来。”


设计师将外皮做成旋转收缩上升的样式,让大楼更加具有动感。但大楼的投资者能接受这样的方案吗?


“你本来是一层皮,你现在是两层皮,这个从投入上讲是吧,这是不是经济。”


设计师不得不继续尝试来减少幕墙表面积的消耗,他们将最初两个立方体之间的旋转修改为内圆外方,又调整为内圆外三角,并将尖角改为圆弧状,以减少风压的影响。同时,希望圆润的角度能柔和地包容硬朗的金茂和环球。


而最终,玻璃的消耗仅仅增加了18%。


设计方案终于完善,但心中的忐忑却丝毫没有缓解,一共有19个方案参加竞标,全部来自世界顶尖的设计事务所。


近一年时间,3轮淘汰评审,Gensler(甘斯勒)终于闯入决赛。最后的竞争者是设计了俄罗斯塔、北京T3航站楼和香港机场的英国福斯特,他们的设计取意于毛笔,流畅的线条、晶莹剔透的楼体非常吸引眼球。


“我们没法去猜想,你只能做你自己可以控制的事情。”


终于,评审结果公布。


“轻松了,精神上放松了,就是那种如释重负的感觉,对对对,就是如释重负。哎呀,终于结束了。”


所有的脑力激荡和等待都值得了,Gensler(甘斯勒)环保绿色的设计方案通过了终审,大家终于可以看见上海中心大厦,所有的人都满怀激情、迫不及待地要将这个优美的设计变为现实。


2008年11月29日,上海中心大厦正式破土动工,更加艰巨的挑战马上就要来临。


对于所有希望在上海实现高楼梦的建筑师来说,这个城市特有的软土地基是噩梦般的存在。位于长江入海口,建造在冲积平原之上的上海,下面有280多米的松软土壤,含水量高,就像豆腐一样


岩土专家顾国荣用一块豆腐和一件重物便可以示范出它的危害,


“我们把这块豆腐呢比作为我们上海的软土,我(qìn)一下,它会产生比较大的变形。我把上海中心的模型放上去以后”


解决这个问题的方法是,在土壤中打入坚固的可以与土壤产生摩擦力承载建筑重量的基桩,然后浇筑结实的、可以分摊建筑压力的钢筋混凝土底板,再在上面建造大楼便可以稳如泰山了。


要在这样的地基上建造上海第一高楼,足以让顾国荣和总工程师龚剑噩梦连连。


“如果说你不采取一些合理的一些施工方法


造成的后果是无法弥补的


这些管线的可能会破裂,还有可能造成的路面的一些沉降,和周围的一些建筑的沉降


整个隧道毁掉,周边的楼倒掉,后果是无法弥补的,就是说绝对要做到万无一失的”


首先要解决的问题是,什么样的基桩才能承载这个预估重量达到80万吨、接近70个埃菲尔铁塔重量的庞然大物


“要解决这个问题呢,我们要在桩里面埋设3根注浆管”


在混凝土基桩半干后,工程师们通过注浆管进行高压注浆,浆液可以从侧面挤出孔底的沉渣,填充基桩的缝隙让承载力大大提高。


“同样的桩,它的承载力可以达到3100吨”


实验数据达到设计要求的3倍。最后,955根长达86米的基桩负担起主楼80万吨的重量,绝对保证大厦的安全,但风险远没有消除。


2009年6月,上海发生的一起工程事故引起了岩土专家的警惕。


“莲花路,它那个楼因为上面的土太软,由于堆土以后引起侧向,侧向变形以后把整个楼倒塌,那像我们这种高层千万不能出现这一类的(问题),所以说它需要基础的埋深”


如何才能保证这座超高层建筑的绝对安全呢?工程师们需要将建筑物的二十分之一埋在地表以下,这意味着要挖出一个深达30米的巨大空间


但问题出现了。


“实际上,我们在看到这个马路双黄线的中线就是上海中心地下空间的外边界”


直接开挖这个基坑意味着埋住金茂大厦和环球金融中心的土壤,有一侧只剩下薄薄20多米,带来的风险谁也没有办法承担。最稳妥的方式是先开挖主楼的基坑,其他地方做好支撑后再进行挖掘。


但就是这个袖珍的多的基坑也足以让人焦头烂额,直径121米,面积相当于1.6个标准足球场,深度则是33米。


“超高层建筑当中,目前这个也是规模最大的、深度也是最深的”


在离2010年春节仅剩下5天的时候,主楼基坑终于完工了,但根本没有时间庆祝。


“这个基坑挖土挖完了以后,在大底板没浇筑之前,是整个地下结构施工过程当中最危险的阶段,所以这个时间是不能等的”


春节假期被取消了,加班的工人和工程师在工地上一起吃完千人年夜饭,便开始了主楼基础大底板浇捣的准备工作。


大底板到底有多大呢?面积不用说了,仍然是1.6个标准足球场厚度则是6米两层楼那么。关键是要用混凝土一次性浇筑完成,时间却要控制在60小时左右。


“这个工程呢是6万立方米,采用一次浇筑,这个是在我们国内或者在国外也是没有先例的”


更大的威胁来源于混凝土的水化热效果,在水泥与水化合时会放出热量,聚集在混凝土筑块的内部,使中心的温度高达60摄氏度,内外的温差能够让混凝土产生膨胀性的裂缝,危害建筑的安全。


工程师们不得不严格控制混凝土中的碱水剂,这又对运输提出新的要求。


“1个小时,它的供应量要达到1000立方米混凝土,那么这个数量应该来说是非常巨大的”


他们必须一次性完成这个艰巨的任务,如果失败的话将没有办法再来一次,而整个大楼的安全也会受到严重的威胁。


2010年3月26日,500多名工人和18台混凝土泵开始工作,全上海80%的搅拌车忙碌着将混凝土从全市各处的搅拌站运送到工地。


63个小时之后,前所未有的大底板一次性浇筑工作大功告成。现在,工人们可以放心地在基础底板上建造大楼了。


2010年9月,上海中心大厦终于在开工两年后从地下冒出了头,它被寄予了厚望,希望能代表人们心中的上海,成为未来的城市新地标。


不过有一个问题却一直悬而未决。这栋大楼究竟要建多高?在摩天大楼世界里有许多世界闻名的前辈,381米的纽约帝国大厦、452米的双子塔、508米的台北101大楼、828米的迪拜塔,人类建筑的极限高度不断被刷新。


“从技术能力上讲,我们做一个700米、800米也是有可能的”


但对于上海中心大厦来说,高度并非是最重要的问题,世界第一高楼或者中国第一高楼都不是它的目标。


“环球比金茂高70米,我们上海中心比环球再高140米,这样的话呢是有一个数学逻辑关系的,由于这个关系我们就形成三栋建筑这个高度呢,是有一个向上弧形的这样一个关系,那么从远处看呢有更好的一个城市天际线。”


最后的高度在经过几番修改之后,被确定为632米


但随着高度提升的却是建筑工人们所面临的危险。这个高度最终将提升到600米以上,仅仅往下看一眼就足以让人头晕目眩,更不用说在这种环境下工作。


“掉下来一个小的螺丝可能如果砸到底下人的话都会都会致命”


最先建造的是支撑整个大楼的钢筋混凝土核心筒,为了能让电梯通过,这个面积达900平方米的九宫格楼体在建造时是完全中空的。然而,核心筒必须以5天一层的速度施工,大风、雨雾天气则让工人的境况雪上加霜,怎样才能确保在施工中万无一失呢?


解决所有这些难题的是搭建在核心筒顶部的超级工具,欢迎来到上海中心大厦的钢平台。


“这个平台呢主要为那个超高层的建筑服务的”


乘坐升降梯,工人可以直接到达钢平台的顶部。钢平台边缘近两米高的维护栏施工空间完全封闭起来,恐高症不再是问题。


“可以这么说吧,我们钢平台是不管谁走上来如履平地”


上百吨的钢筋在夜晚被吊运到钢平台的顶部堆放在工人触手触手可及的地方,当然,也不用担心有坠物从楼顶落下威胁工人的安全。


但新的问题产生了。在一层的施工完成后,重达1000吨的钢平台怎样到达下一层的施工区域呢?工程师们从攀岩运动中得到了启示,钢平台将把做好的混凝土墙当做岩壁,自己爬升上去。


现在,钢平台爬升总控制室负责人陈刚要组织整个钢平台的顶升工作。其充当钢平台两手两脚的是内外两个支架,它们被“牛腿”固定在墙壁的着力孔中。


“把这个外架提高两公分,把“牛腿”收回以后,通过大油缸顶升,一直顶升到那个是行程,然后把这个“牛腿”伸出,伸出以后作为承重”


每层楼的爬升需要内外架交替两次,6个小时之后夜幕完全落下,钢平台终于完成顶升,爬到了35层。


新的一天来,临100多名工人在钢平台上开始忙碌,主楼核心筒第35层的建造开始了。


第一个任务是钢筋的架设。工人们将长达50公里的钢筋搭建起来,接点用钢丝绑扎好,并进行焊接,所有的工作必须在两天内完成。


现在,模板安装好了,他们需要做的是将混凝土从那里输送到这里,通过这根管道以及架设在钢平台顶部的布料机。而在以后,这个高度将是600多米。不过,要将这些混凝土一次泵送到顶,常规的混凝土已不再适用。


这种巨大的声响就是混凝土被高压泵推动的声音,在管道拐弯的地方这种震动更加剧烈。如果使用普通的混凝土极有可能出现管道阻塞的现象,罪魁祸首就是这些尖锐的针片状石子。工程师们的应对之道是给混凝土中的砂石整形。


“我们称为精品石子,它的粒径比较圆的、棱角比较少的,也就是针片状的含量极低”


这种混凝土被称为自密实混凝土,它甚至可以不需要采用传统的振捣方式就可以自动流淌,达到密实的要求。


现在,可以放心的把这些混凝土送到35层去了。


在上海中心大厦宏伟的楼体以每5天一层的速度成长的时候,工地40公里外的一家大型钢构工厂则是一派火花四射的繁忙景象。


上海中心大厦的主体结构中心是九宫格式的混凝土核心筒,外部用8根巨柱、4根角柱支撑,双层玻璃幕墙的外幕墙则直接悬挂在钢结构上,让整个建筑变得非常柔和和轻盈。


所有这些钢结构将由两家工厂合作完成,但要摆弄这些巨大的钢构件可不是件轻松的工作。


“这一根构件是我们那个上海中心的三区的(háng)架里面的构件,你看它的那个结构特点。一个是形状怪异,还有一个板厚厚”


工程师必须保证这些大块头运到工地后还能严丝合缝的对上,所以要进行预拼装。但仅仅是一个分区的桁架钢构件就有3000多吨,直径达到60米,高30米。


“如果将这些构件全部进行一个实体预拼装的话,那么它耗时要一个多月”


这样的代价太过巨大,是BIM系统帮了大忙。BIM是建筑信息模型的简称,它可以将设计、施工、设备、材料等所有的信息用计算机平台进行整合,让不同的团队可以共同工作


“所有的不同的演员会到这个平台上来演这出戏,大家知道在什么位置,该做什么,我怎么样和你协作”


最终,所有的信息形成了一个非常直观的三维模型不仅包括整个大楼建成后的模样,也可以细化到一面墙、一扇窗甚至一根管线的安装位置,以往的平面图纸完全无法表现这样复杂的空间关系。


“我们人脑没法想象这个东西,那我们通过BIM模型的话,我们可以人为很直观地能看到这些东西,我们就能及时发现问题”


现在,设计师那些天马行空的想法可以在BIM系统上就得到检验和调整,不用担心脱离施工的实际情况变得面目全非。而工厂里那些巨大的钢构件,完全可以通过全站仪进行实测后将数据输入到BIM系统上完成预拼装。


很快,所有的钢构件都准备就绪可以发往工地了,这又让运输负责人64岁的潘师傅每天夜不能寐。


“晚上十一点到现场,一般干到三四点钟吧。车辆多的话呢干到六七点钟”


巨大的钢构件要穿过上海的闹市区就只能晚上运输,还要连夜开工将它们稳妥地堆放在工地指定的位置。但今天的工作从一开始就不顺利,重达97吨的钢构件被运进来的时候位置出现了偏差根本就吊不起来,工地有限的空间让平板车很难辗转腾挪。


直到一个小时之后,潘师傅终于找到一个勉强可行的位置,而这还只是今天的第一车,夜还很漫长。


轻松拎起这些大家伙的是4台M1280D型塔吊,每台自重500吨,最大起吊重量达100吨,是国内民用建筑领域最大型的塔吊。


操作其中一台的是经验丰富的老司机魏根生。


“我做了40年了,1996年做金茂,1999年做那个新世界大厦这个,2003年的时候做南京路世贸,这个2007年的时候做这个这个国金中心”


每天坐在工地最高的地方,收获的是最美丽的风景,随之而来的却是在高空中无依无靠的恐惧和长年的孤独。塔吊司机每12个小时轮换一班,惟一的交流来自对讲。


“钩子再高一点,现在要钩子高,远处钩子再降,再降


啊,我晓得了”


高空作业充满了风险。在美国,光是起重机的意外平均每年就夺走82个生命。当4台塔吊一起工作的时候,这种风险将成倍增加,如果塔吊之间发生碰撞带来的后果将不堪设想。但他们有自己的解决之道。


“这个液晶显示器呢主要是起到就是监视作用,安全。在我们工作的时候呢,就能看到后面吊车的工作状况”


这一天的施工并不顺利,一场秋雨迫使吊装工作暂时中止。


“下雨嘛,那个梁上面都是油漆的,要滑的是吧。所以我们这个大型的就不吊了”


并非人人都被大雨耽搁,吊装团队不畏风雨,继续进行钢平台顶部钢骨梁的安装。不过在这样的雨天,地面指挥的作用更加重要了。


“驾驶员一点没有什么(视野),看不清楚了,就是玻璃上全部是水了”


钢骨梁安装到位,天气也终于晴朗,忙碌了一天的魏师傅终于可以休息一下了,不过他最爱做的却是拿起照相机收集高空的美景。工期非常紧张,这样的闲暇时间并不多。


为了让大楼按时竣工,核心筒和外围钢结构是同时施工的,5天一爬的钢平台很快就要碰到塔吊了,必须要马上增加塔吊的高度。


让人难以想象的是,塔吊的爬升依靠的仅仅是两根细长的吊带,60米长的塔身、重达500吨的庞然大物就在这两根吊带上犹如撑双杠一样灵巧地爬了上去。整个工期内,每台塔吊要爬升27次。


上海浦东,陆家嘴最后一栋超级摩天大楼正拔地而起,将与金茂大厦、环球金融中心一起成为上海最醒目的地标。大楼的建造者运用他们的汗水、脑力和胆识,将一个20年前的梦想逐渐变为现实。但相对于同行,他们却更加具有忧患意识,因为关于摩天大楼的争议正愈演愈烈。


在过去的20年,摩天大楼带来的弊端逐渐暴露出来,造价高、能耗大、人与自然太过远离,白天看上去人气兴旺,但晚上就死气沉沉,这些负面效应引起人们的关注。


上海中心大厦的建造者必须找到一条新的道路。


“问题就是说你有没有足够的技术来解决那些负面的问题”


他们的愿景是运用最新的绿色技术,将大楼建造为绿色环保的经典之作。首先是水循环,大厦的塔冠有一个巨大的雨水收集槽,将雨水收集储存在蓄水池里,处理后作为大楼的中水使用,一年就可以节省250个标准游泳池的水量。然后是风力发电,在大厦顶部的风洞口安装有3组共15台风力发电机,利用600米高处每秒6米的风能可以提供大厦的照明用电。一共19种绿色技术可以让大厦每年节省25%的能源费用


“我们不是最高的建筑,我们是最高的绿色建筑”


其实,最大的绿色变革是上海中心大厦的双层玻璃幕墙。随着全球升温和碳排放问题的日益严重,广泛使用在摩天大楼中的玻璃幕墙因为巨大的热损失为人们所诟病,双层玻璃幕墙缓解了这种困境。就像热水瓶一样,双层幕墙之间的空腔能形成一个温度缓冲区,避免室内直接和外界进行热量交换,起到冬暖夏凉的作用,使采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低50%左右。不过,这样的幕墙结构从未出现在350米以上的超高层建筑中。


世界排名第一和第五的两家中国幕墙公司将合力完成这个史无前例的幕墙方案,但实现的难度仍然让经验丰富的幕墙设计师感到非常棘手,他们不得不一次次做出改进。在经过3年的实验解决了上千个技术难题后,整个幕墙方案终于初步成型。


此时的工地,第35层核心筒的建造已经全部完成,但任务仍然非常艰巨。大楼要在2015年如期完工惟一的办法是结构建造和幕墙安装同步进行


设计师们必须在剩下不到3个月的时间内完成幕墙体系的调试和检测工作。


“这个呢就是我们上海中心做的一个样板,这通过这个样板呢我们做的是二区一个大堂的位置,通过样板就可以看到整个内外墙的一个关系”


中间是人们聚会的空中中庭将来这里会有室内公园、休闲吧台、阅读室,人们在几百米的高空享受温暖的阳光。


这个巨大的空间没有一点钢筋水泥结构,钢结构臂架从内幕墙板块中穿出来支撑起悬挑的环梁,整个外幕墙板块就依附在环梁上


加工这些板块的是最先进的生产线和3年以上工作经验的成熟技工,因为这些玻璃板块必须经得起重重考验。


首当其冲的是消防安全问题。2011年,在沈阳发生的高层建筑火灾事件震惊全国,由于幕墙玻璃迅速破裂、火焰四处蔓延,损失惨重。在632米的高度上,外部的救援很难起到作用,必须从内部消除隐患


在一千公里之外的特殊实验室里,上海中心大厦的内幕墙玻璃板块正接受严格的防火测试。不到2分钟,普通钢化玻璃全部破裂。半小时后,铝制框架逐渐融化,防火玻璃脱落,而中间这一块在1000摄氏度的炉火炙烤了1小时后仍能保持完整,给予人们足够的逃生时间。


为了避免大厦发生任何灾难,内幕墙的玻璃还要接受各种匪夷所思的测试。比如这样的、这样的、还有这样的或者这样的。


回到位于江南水乡的工厂进行防脱落测试,玻璃从边缘受到了剧烈的锤击,慢慢出现裂纹却没有解体。


“大家看到这个玻璃胶片呢已经露出来,角部已经出现了玻璃完全破碎的现象,但是呢可以看到这个玻璃并没有从整个玻璃上碎下来,这就是整个夹胶玻璃的个好处”


对于外幕墙板块来说更加重要的是它的密封性,必须在狂风、暴雨、高压的恶劣条件下为上海中心大厦提供最严密的保护


宽36米、高24米、深34米的大型玻璃密封盒来接受狂风暴雨的洗礼,水架提供相当于每小时250厘米的水量,整个幕墙最薄弱的V型槽口面临螺旋桨式引擎吹出的强风。


“整个风量是按照什么呢,就是每秒40米的一个风速,其实模拟的13级台风。其实在整个现实生活中,其实很难遇到这样一个很严苛的现象”


这一关如果能顺利通过,整个设计就成功了。实验进行了3天,所有数据都非常正常,虽然喷出的水量相同,但下部的水流明显更大。


“这个高楼从上面到下面有一个水流的积聚。雨水积聚量过大以后就会不利于我们排水系统这个向室外排水”


设计师们立刻和建筑师沟通,要求将排水台加大,并增加铺台外倾的角度,让排水更加流畅。


项目的难度就是这样逐步被发现,又一步步解决的。


“刚开始做的时候发现这建筑并不是非常非常难,但通过这个深入的一个施工、设计,觉得现在越做问题越多、越做越难”


2011年,上海中心大厦的项目已经开始五年了,近2000人为这个项目付出了汗水和青春。


“这个项目做了大概有1年左右吧


整个实间历经已经有3年的时间


在这个工地上过了3个春节


我可能做这个项目大概要,至少要9年到10年才能把这个项目完整的做好”


在这中间,有疲倦、有困惑、有煎熬、有纠结,就像一场马拉松比赛跑到了中途,每个人都面临自己的极限。


“现在是一个长跑当中最难受的时候,因为冲动过了,你问题也碰到了,但是后面的路还很长”


但是,令每一个人为之骄傲的梦想就在前方。2015年,上海中心大厦将全部竣工来自各地的人们可以在这个垂直城市中办公、购物、休闲、娱乐,24个空中花园让你在高空中也能自由的交流和休憩,世界上最快的电梯以每秒18米的速度把客人从地面送到第119层,在大厦顶层的观光大厅中畅快的呼吸上海最高处的迷人空气,感受独一无二、无与伦比的惬意,而上海将拥有一道崭新的、完整的城市天际线。



第三集 《北京地铁网络》

北京——中国的首都,这里有令世界惊叹的建筑奇迹。


北京总能让世界震惊,经济的高速发展让这座城市的面貌日新月异,但交通日益拥堵却成为困扰北京的一个重要问题。今天一个创纪录的解决方案正在快速实施,31条线路,560座车站、1000公里行程,一个立体的轨道交通网络将辐射于这座城市的地上地下,这个界上最大的地铁交通网络也将作为一项超级工程而让世人瞩目。


薛婕,北京一家公司的职员,今天她要去会见一个重要的客户,十几公里的路程必须准时赶到。


然而此刻正是北京人出行的早高峰,这段时间出行量达到了800万人次,这是北京地面交通最为拥堵的时候。


二环、三环、四环、五环、六环,城市围绕一个中心向周边急剧膨胀,人口超过两千万,汽车突破五百万辆,交通拥堵成为城市的顽疾。但是人口和汽车的数量每天都在持续增长,户籍准入、购车摇号也没能阻止这种趋势,公交优先、车辆限号行驶依然没能彻底解决拥堵的问题,北京人每天上下班花在路上的时间平均超过一个半小时。


在这样的交通状况下想要准时到达目的地,对于像薛婕这样的有车族来说,换乘地铁或许更为明智。


北京现已拥有14条地铁线路,近400公里的地铁行程已经连接起城市的主要功能区。然而面对日益增长的客流压力,地铁已经不堪重负,一个有史以来最大规模的地铁网络计划正在实施。


到2020年,31条线路、1000公里行程,一个立体的地铁网络将覆盖北京的全城


在国外的许多城市,地铁系统的修建大概需要近百年的时间,然而北京想要完成上千公里的目标里程,却只剩下不到10年的时间。他们该如何完成这项超级工程呢?


十几家建筑公司、上万名建筑工人,世界最先进的采掘机器在不分昼夜地工作,仅2011年北京就有7条地铁线路在同时修建。然而在北京的地下挖掘几百公里的地铁隧道,修建上百座车站绝非易事。


在许多大型城市,地铁系统往往和城市相伴而生,甚至先于城市,这就赋予了地铁很大的选择空间。而今天的北京,已经从一座几百年历史的古城演变为一个国际化的大都市,城市的地下管线密布,高大建筑的地基纵横交错,要在其下方修建一个庞大的地铁系统将会面临巨大的困难。


这些管线和地基的下方是正在兴建的北京地铁线路,这条线路东西向横贯北京的中心区,特殊的位置让设计者面临着一个棘手的问题。


“在中心城设计线路最主要考虑的是文物保护问题”


北京是一座历史古城,长久以来,这些经历了几百年历史的胡同和老街如今被赋予了新的色彩,在游客的眼中这里才是最为地道的老北京。而新修的线路就恰好从它下方穿过,对于头顶脆弱的古建,地铁专家该如何面对呢?


“原6号线在线网中,在中心城这个地段穿越了北京的这个皇城保护区,经过多轮的专家评审验证,我们最后决定把6号线的西端点向北平移1.5公里,这种线位的调整是对皇城的一个保护”


但是单方面的限位调整并不能完全保证古建的安全,采用何种施工方法起着关键的作用。


这里是北京最大的地铁线路设计部门,设计者正在讨论穿越古城区线路的施工方案。当一条地铁线路完成总体的规划,之后至少3年的时间会在这里进行最为详细的线路设计,然后开始长达4年的地铁施工


他们服务于未来,工作和我们有着近10年的跨越。假如你在2012年坐上了刚刚通车的线路,那么或许在2005年的时候这条线路就已经在设计之中了。


北京在历史上是一座皇城,以永定门至钟鼓楼这条线路为中轴,城市建筑严格对称,形成了体现皇权和秩序的四方城池。建筑大师梁思成赞美说北京独有的壮美秩序就由这条中轴的建立而产生。


今天的北京基本沿袭了这种独特的城市格局。正是这种先有城市后有地铁的发展模式,决定了北京地铁的线路规划。


“北京城市规模很大,整个的建设密度都很高,所以就要求这个轨道交通的线网要适应城市的这种发展的这种格局,就形成了这个跟城市的这个道路网的这个形态就有一些吻合了,基本上形成了环加棋盘状的这么一种格局”


为了更好地保护头顶的古建,设计师为这条新修的线路选定了一种首次应用于北京的施工方案当隧道挖掘遇到古旧的地基时会由平行的走向变成上下叠落,开挖面积的缩小,减轻了对建筑地基的影响,隧道即使在狭窄的空间也可以顺利通过了。


但是还有一个更重要的因素必须考虑,那就是北京的地质。各地不乏在修建地铁时因地质原因造成塌方的案例,北京想要避免这种情况,首先必须对地质了如指掌。


为了不影响交通,这个只能在深夜开工的团队正在为设计中的地铁线路勘察地质,他们必须每隔50米打一个深度为40米的圆孔,以便取出地下的土样送回实验室检测。


今晚的工作似乎还算顺利,第一个土样已被成功取出,但是夜已经过去了大半,距离每条线路300个钻孔的目标还很遥远。这项工作虽然费时费力但却必不可少,它可以为线路设计和后期施工提供重要的参数。


上世纪60年代初,北京开始修建中国最早的地铁,由于当时的地面建建稀少,而且地铁只修在地下10米的位置,所以一律采用的是开膛明挖的方式。没有先进的挖掘设备帮忙,几乎完全靠人工挖掘。


那样的速度在今天的北京显然是无法接受的。北京早已今非昔比,国际化的标准为这座城市提出了更高的要求,日益密集的建筑、拥堵的交通使地铁的修建不得不加快步伐。


一种最先进的隧道挖掘机被普遍采用,它可以把挖掘速度提高到人工的几十倍,这就是盾构机,前进中持续旋转的刀盘将切削的渣土送入泥土仓,加入合理配比的浆液,最后将渣土运输到后方的土车中。盾构机的威力在钻凿领域里无人匹敌,它的霸气不仅来自于超强的挖掘速度,还有一个堪称为巨无霸的个头现在世界上最大的盾构机刀盘直径接近20米,相当于7层楼房的高度,如此庞大的身躯想要进入地下工作,难度可想而知。


高锐轩,全国最快的盾构机驾驶员,他的任务就是每天13个小时持续驾驶盾构机按规定的线路前进,不允许有任何偏差,这是一项复杂而枯燥的工作。


“我一天上班的时候,基本上都是在盾构机操作室里面待着,大概就是1.2平(方)米,里面有的话就是轰鸣声,和这个闷热的空气,因为每天就是在地下呆着十二三个小时,有时一两个月是见不到太阳的。我周边的环境永远是一成不变的,我只有通过键盘上的数字,看着数字的移动,我知道我在往前移动”


高锐轩唯一能休息的时间就是管片拼接的时候,盾构机每掘进一环,大概1.2米的距离就会停下来拼装管片。通常情况下, 6块管片组成一环,这些管片大小不一,有着不同的接口,工人必须经过仔细的拼装才能保证管片严丝合缝。在盾构机不断前进的同时,隧道内壁也就同步成形了。


隧道成型后,另一个团队开始登场。他们的任务就是随时检验隧道是否与规定线路吻合,因为这直接关系到盾构机贯通时能否准确出洞。


要在不到10年的时间建设世界上最大的地铁交通系统,盾构机必不可少。在施工高峰期,有近百台盾构机在北京的地下工作,然而每台盾构机的价格高达5000万人民币每公里地铁的平均造价更是接近10亿元,想要完成上千公里的地铁线路,这项巨额的投入在过去的北京几乎是不可想象的。中国30年经济的高速发展,让北京有实力去完成如此规模的超级工程。


北京发展的速度令人惊叹,但交通的速度却让人遗憾,道路日益拥堵已经成为困扰人们的一个重要难题,北京的决策者必须加快解决的步伐。


9号线军博站地段的隧道施工却依旧采用着传统的人工挖掘,工人修建1公里的隧道至少需要18个月,然而盾构机只需要3个月,但这是无奈之举,因为盾构机必须要有足够的空间才能够进入地下。


新建的军博站地处长安街的繁华地段,如果使用盾构机将意味着要挖一个巨大的坑洞把它放入地下,对于北京的交通命脉来说显然这是难以接受的。但是9号线即将在2012年年底实现通车,加快进度是现在惟一的方式。


然而这里还有一个必须面对的难题9号线必须下穿已经存在的1号线,在地铁施工中穿越已有线路的施工被评为特级风险源。但是这个新车站的困难远不止此,在新的线路规划中,9号线穿过1号线,并通过各自线路上的军博站实现换乘。由于1号线离地面较浅,新线只能从其下方穿过,然而令人头疼的是,1号线下方有一个巨型的水层,如果9号线下穿1号线将使新车站置身水中


混合地下水的施工是工人的噩梦,大量地下水随时可能引起工程塌方,他们必须尽量排干这些水。排水措施足足持续了两个月,当工人再次检查水位却发现并没有明显下降,这让原本就困难重重的工程再一次雪上加霜。


然而这又是一座不能不修的车站。在它的1公里处,就是曾被誉为亚洲最大的火车站北京西客站,它是中国平均日客流量最大的火车站之一,但遗憾的是没有一条地铁线路连通西站。长久以来,这里也成为北京地面交通最为拥堵的区域之一。


9号线的军博站与西客站的对接可以让乘客很方便地换乘其他地铁线路,未来将为西站周边分担近一半的交通压力。然而此刻困难重重的军博站仍然没能找到可行的方案,专家们对此一筹莫展。


就在工程的另一端,盾构机的驾驶员高锐轩也遇到了难题,高速掘进的巨无霸遭遇到了极限的挑战。


“我在这个里面最长的一次待过26个小时,盾构机往前的话只掘进了不到10公分”


迫使盾构机丧失威力的原因来自于北京复杂的地质。北京的西北两侧地势偏高,经过河流长久的冲刷沉淀形成了东边沙土,西边卵石的地质普通的盾构机很难应对这种坚硬的卵石地质,暗藏在沙土中的巨型漂石会随盾构机的刀盘一同旋转无法开挖,强行推进的结果则会让行进中的刀片受到严重损伤,这是一种令国内外施工方都头疼不已的地质。


面对日益拥堵的交通和严格的工期压力,这样的掘进速度意味着高锐轩不得不在隧道里度过更长的时间,每一刻几乎都在挑战着他的心理防线。


“每次走到里面感觉特别烦,听着这个机器的轰鸣声,曾经说是在这边干什么呢,自己干脆卷铺盖回家算了、不干了”


凌晨5点,在做完一切出发前的准备工作后,第一班地铁从车辆段缓缓驶出,新的一天即将开始,而地铁也将迎来它每天十几个小时的运营。


经过无数次的讨论决定,军博站的专家最终拿出了一个大胆的方案。将规划中新车站的位置继续下沉8.5米,用暗挖工法在水层的下方建造一个车站


地铁的施工分为明挖和暗挖,各自都有严密的保障。如果明挖需要借助无数的钢筋做支撑,工人可以安心地在下方作业。但是明挖的方式必须拆除大面积的地上建筑,由于地铁线路与交通线路紧密贴合,如果频繁采用明挖将会导致北京的交通陷入瘫痪,同时寸土寸金的地价也会让拆迁费用变成一个天文数字


于是一种新的挖掘方式应运而生,这种暗挖的工法就是在地下开挖的数个小洞内逐步搭建起车站的结构,再清除多余的土方,整个修建过程全部在地下完成,它免除了地面拆迁带来的麻烦,对于新修的军博车站来说似乎再合适不过。


然而暗挖施工的难度要远大于开膛明挖,而且工期会更长,但此刻已经别无选择。


军博站打通了暗挖最主要的竖井通道,在他们的头顶就是那个无法抽干的水层,中间的土层最薄处只有3米的间隔。工程首先要保证这个土层不能塌方和渗漏,施工每前进一步,钢筋水泥就被用来加固。


但是工程还面临着另一个巨大的压力,地面沉降不能超过3毫米,因为列车对于轨道的贴合程度要求极高,如果地面沉降超过3毫米就会导致轨道变形,列车经过时就必须减速行驶,这将给交叉换乘的线路运营带来极大的混乱


在巨大的工程中,3毫米虽然极尽微小,但是这个数值随时需要地铁专家密切监控,因为在他们的上方就是已有着半个多世纪的地铁1号线。


1号线是北京的第一条地铁,今天它已经成为贯穿东西的交通主动脉,每天运送客流超过百万。它的上方是长安街,位于长安街中心的天安门被誉为北京的心脏,在人们心中具有特殊的象征意义。1号线在它的东西几公里内设有数座车站,每逢节假日1号线就会变得异常繁忙,但是最初这条线路却是出于战备的目的修建的。


解放初期的北京,步行或人力车是人们出行的主要方式,周恩来总理曾一语道破,如果为了交通只要买200辆公共汽车就能解决,北京修建地铁完全是为了备战。当时莫斯科地铁在二战中发挥了很大的战备作用,苏联的做法启发了刚刚成立的新中国。1965年,经过近10年的准备,北京开始修建中国最早的地铁,然而对于当时的中国来说地铁修建充满艰辛。


“我们的设计周期只有不到半年的时间,当时也是相当紧张,又没有经验又没有借鉴的东西,我们白手起家搞设计,我们都趴在那个大图板上然后一笔一笔去画,大夏天天都很热,怕这个胳膊这热汗粘在那个硫酸纸上,我们底下垫上毛巾然后趴在画图”


经过4年的努力,1号线于1969年建成通车。由于战备的功用大于交通,通车后的1号线并不对外运营,只能凭单位介绍信参观乘坐,在那个朴素的年代里,地铁车站获得了地下宫殿的美誉。


“应该说为搞地铁,搞出我们中国的地铁,第一代地铁人是花了辛苦的,很自豪”


此刻就在它的脚下,军博站的施工正在进行,一种独特的方式将被采用,它可以有效的地避免1号线的下沉。这个方法曾在20年前英国地铁的修建中成功地防止了大笨钟的倾斜。隧道在前进中如果发现地层有沉降的迹象,就会将钢管插入需要支固的地层中,再把水泥通过钢管注入土壤,以此来让地基得到稳固


虽然有了有效的补偿方式,但是如此庞大的工程安全问题依然至关重要。全北京地铁施工的监测报告每天都会上传到这里,这个专业的团队实时监控着每一处施工现场,他们不会放过任何一个工程中出现的问。


另一条线路此刻也同样面临着下穿已有线路的困难,但是他们找到了不同的解决方案。这里也是一个新老线结合的换乘站,惟一不同的是这两座车站之间既没有水层,也没有土层,而是紧密地贴合在了一起。


“我们现在站的这个位置应该是正在开挖的10号线,钢支撑的顶上应该就是既有线的底板,那么底板的上面就是跑着1号线的火车”


这个存在了40年的老站,其下方将被大面积掏空,既不能影响正常的运营,还要保证地面沉降不能超过3毫米。几乎所有人都觉得这是一种疯狂的举动,但是郝工程师自信会绝处逢生,秘密武器就是千斤顶


“每个钢立柱的上面都有千斤顶,顶的就是既有线的底板”


千斤顶被安放在新站的承重墙和钢立柱上,最终它们将处于两个车站的上下底板之间。


这些千斤顶的重量为30公斤到90公斤,可以顶升大于自身1600倍的重量,每一个安放的位置都经过了准确的计算,地面设备通过对每一个千斤顶输送油压,从而对地面沉降进行补偿。


随着工程的推进,地面沉降也在密切监控中,一旦接近3毫米这个临界点,工人们就会给千斤顶加压。


就在高锐轩为盾构机缓慢的挖掘速度苦恼的时候,专家们也正在为盾构机如何应对复杂的地质而努力。


这是北京交通一天中的第二次高峰时刻,现在北京全日平均拥堵时间已超过两小时,高峰时地铁里人满为患,5号线日客流量高达80万人次,已接近2031年的预测客流,交通拥堵的范围正由城市中心区向外围蔓延,北京的整个路网已经处于严重拥堵的状况。


北京以其强大的凝聚力和资源优势吸引着无数的外来人口,这是一个庞大的移民群体,第六次人口普查结果显示,2010年北京常住人口接近2000万,其中外省市来京人员突破700万,在北京平均每3个人中就有1个是外来客。


“我是一名地图数据的采集者,我每天都要到北京的各个角落去采集数据更新地图”


几乎每座城市的建设都承袭着中国人传统的中央观念,作为首都的北京似乎更为明显,城市在不断的长高,也在以一点为中心向四周迅速扩张。


“北京的发展真是非常迅速,前段时间我去一个地方还是一片空地,现在去那可能就是一座高楼。我们在绘图时为了能够囊括更多的北京城市信息,只能将比例尺变得越来越小”


北京的中心区拥有最高最贵的楼房,最集中的公司以及最繁华的街区,市中心掌控着优越的资源。


虽然工作在北京的市中心,但是赵奇磊却承受不起那里昂贵的房租,他只能住到更远的地方,每天上班都要赶乘始发站的首班地铁。和赵奇磊相比,欣昱恐怕就没有那么幸运了。


“我工作的地方在市里,但是我住在这边是因为这边的房租比较便宜,但是离我工作的地方太远了,每天上下班要等好长时间的公交车,然后也要坐好长时间的公交车,还要倒车好几次。到单位要好几个小时。我现在最大的心愿就是希望以后可以坐地铁上下班”


每天大量的人群往返于城乡之间,地面交通已经难以承载。北京这种独特的以中心城为圆心不断的向外画圆的结构,让城市的中心越来越大。北京作为一个超大型的城市,它需要具备一个核心区,但是这个心却不能无限膨胀,如何让城市资源与交通、环境进行合理调配,决策者面临挑战。


“我觉得在全球城市范围内大家都在考虑的一个问题,根本可能北京的城市发展应该想一个多中心论”


一个新的规划方案在北京付诸实施,再以传统中轴线和长安街构成的十字轴为精髓,同时发展东西部并建立新城,在市区内建设多个综合服务区,这就是两轴两带多中心的格局。但是北京古老的城市格局由来已久,同心圆的环状公路已经为这座城市奠定基础,想要挑战旧的发展模式,轨道交通成为最重要的选择。


“从中心城到外围的新城,我们应该是建立快线系统。在外围城市的发展就是依托城市的轨道交通,和轨道交通的车站为中心来进行这种发展。”


此后大规模的郊区线路开始修建,中心城的压力正在逐步疏解。到2020年,地铁将要达到1000公里的行程,这个长度相当于北京和上海两个超大城市间的距离。而这些线路却都修在北京的地下,但是日益密集的城市能否给地铁更多的空间呢?


这个长16米、重达45吨的钢铁构件是一种机器的零件。地铁14号线的工地,工人们正在组装中国最大的盾构机,它的直径超过10米,相当于3层楼房的高度。庞大的身躯想要进入地下工作是个不小的麻烦,所有的盾构机都必须先在地面全部拆解,然后再将零件逐一吊运到地下重新组装,而这个超大的身躯将意味着要花去更多的时间。


半年后,调试完毕的超级巨无霸开始工作。它的身后是一个直径超过10米的隧道,和传统的单行隧道相比,它可以同时供两辆列车并行,这种方式可以为北京节约更多稀缺的地下空间。


北京地铁如今已不再是单线的概念,而是一张覆盖全城的轨道交通网。随着时间的推移,这张路网将越织越大,我们有理由相信人们的出行将更加便捷。


然而不到10年的时间,史无前例的艰巨任务以及刻不容缓的交通压力,让这个工程里的每一个人都不能有丝毫的懈怠。


中轴线通车的时间日益临近,车站已经进入装修,设计师们也在讨论最终的方案细节。


2008年,第29届奥运会在北京举行,开幕式当天仅鸟巢的观众就有10万名,如此庞大的人群在开幕式结束的一瞬间同时涌出鸟巢将会直接导致交通瘫痪。


事实上,早在奥运会开幕之前,为了更好地服务奥运,北京地铁5号线、8号线、10号线等就相继开通,8号线其中的一段甚至被命名为奥运支线,那一刻地铁线路承担起巨大的人员输送重任。


然而每列地铁的客运能力毕竟有限,面对突如其来的庞大人群如何立即疏散,对于地铁系统来说充满了挑战。最可行的方案就是在单位时间里增加车辆,以便运走更多的乘客。


在即将开通的线路上,一辆新车正在进行动车调试,它的目的就是为了缩短行车间隔。前方红灯的位置不可跨越,但是接下来的试验要强行越过红灯,监控室正在严密监控。


首先,列车按照设定的速度前进,几分钟后列车正慢慢接近这个区域。如果闯红灯成功,那么将意味着调控车辆的大脑失灵,系统是否能能够允许?列车已经无限接近红灯,列车没能闯过红灯,系统在距离红灯2米远的距离强行制动,确保了列车之间的极限间隔。


也正是这个世界上最先进的信号系统将北京地铁原来的10分钟的行车间距缩短至3分钟。在奥运会开幕式结束后,地铁创造了仅用48分钟就疏散了鸟巢10万名观众的奇迹。


由于在奥运会上的成功表现,动车调试也被延续下来。北京城区地铁的行车间隔在高峰时由原来的10分钟缩短至两分半,原来1小时内仅有6辆列车通过现在增加到24辆,将运营能力提高了3倍。


“2008年的奥运会,实际上对轨道交通的发展有一个非常大的促进作用


从根源上讲,还是这个城市发展的这种需求,反馈到这个交通系统,和这个反馈到这个地铁系统提出来的要求”


正是这种强烈的需求,迫使北京不断加快地铁修建的步伐。


随着北京地铁网络的逐步形成,新的线路也在陆续通车,更大的运能、更高的安全标准、更舒适的乘车环境给地铁车辆的生产提出了更苛刻的要求。


大批现代化程度更高的新型机车也在密集的生产,4800个配件、五万多个焊点,各种严丝合缝的组接,而完成这个庞大工作量的时间却只有两天半。新车体经过整装调试,两个月后便可与其他车辆一起投入运营。


然而地铁依然拥挤。2000年,北京年乘坐地铁的人次为4亿,而在10年后这个数字迅速上升为18亿。


北京地铁成为全世界运营强度最大的地铁之一,于是在新修的线路中优化车站换乘的方案被提上日程。


“2000年以前换乘多采用这种通道的换乘,这是一条线的线路和站台,那么这是另一条线的线路和站台,它们之间都用这种通道的换乘,实现这种单方向的换乘。行人由这个站台上到站厅,然后通过这个通道直接换到这个车线的站厅,然后再下到这个站台,那么这个走行距离一般大概在100米左右”


香港拥有世界上换乘最方便的地铁系统,线路独特的平行设计实现了同台换乘的便捷,北京新建的线路也借鉴了这种高效的方式。


“这是一条线的线路,这是两侧的站台,那么另外一条线的选择的时候,我们就先辅在它两侧,它可以实现同方向的同台换乘,客流就不必要再去上到站厅通过通道换乘了,人的走行距离呢就是一个台的宽度,相当于大概在十米左右,很方便”


所有的信息都在这里汇总,这里是地铁系统的大脑,可以监控每一条线路、每一辆列车。将来在我们实现2020年的最高运量时,这个庞大的系统将监控着全世界最大的地铁交通网络。


“现在盾构机的垂直姿态多少


里面掘进正常,贯通现在还有10公分”


今天是高锐轩驾驶的盾构机贯通的日子,原本3个月的挖掘周期,由于复杂的地质结构已经持续了1年之久,现在终于迎来了出洞的时刻。


而此时却充满风险,如果盾构机的姿态稍有偏差,不但不能准确贯通,还可能出现洞口塌方和涌沙涌水的巨大危险。


“你把盾构机尽量往上抬,下部油缸要尽量放大点。


收到收到”


对于高锐轩来说这是最关键、最紧张的时刻。


“现在可以看到刀盘三分之二了


盾构机已准确破洞,停止推进”


每次庆祝之后,高锐轩都要到他开过的隧道里走走。


“在一般人的眼里,隧道是没有尽头的,周边的环境都一样显得很枯燥,但是我很熟悉,这个隧道的话是我1公分1公分推出来的,我每次走的时候我会想,上次我掘进到这个位置的时候,当时掘进得还很顺利,有时会联系到当时我的心情”


这个超级工程还在继续,几万人依旧在为之付出努力,他们用每一份艰辛和汗水铸就工程的奇迹,期待有一天惊艳世界,这一天将不再遥远。2020年,北京地下这个庞大的交通网络将为地上的城市提供新的活力,并最终改变这座城市的面貌。


第四集 《海上巨型风机》

它的机舱上可以起降直升机,它的风轮高度超过40层楼,在工作的时候它不需要消耗任何燃料,也不会对环境造成任何污染,在20年的设计寿命里,它将从空气中获取4亿千瓦时的电能,一切前提就是它能被制造出来并经受住自然力量的考验。这是风力发电机中的巨无霸,把它制造出来已经让人们费尽周折,在台风季节把它安装到波涛汹涌的海上,将是一个史无前例的挑战。


2011年8月2日,中国上海杭州湾的海面上出现了一个巨大的身影,这是中国最大的海上双臂式起吊船风范号。距离此地38海里的洋山岛,中国最大的自行式履带吊车早已经等待多时,它们要共同挑战一项史无前例的安装任务。


郑士则,中国最大的履带吊车的驾驶员。这是与一架波音737客机价值相当的自行式履带吊车,9000匹马力的引擎足以将800辆家用小轿车一次送上40层楼的高度。虽然对这辆吊车有十足的信心,但是对于这次挑战小郑还是有一点紧张。


小郑的吊车和风范号将要在台风频繁的季节,在杭州湾的海面上安装世界上最大型的风力发电机SL5000,起伏的海面和变幻不定的海风将是这次挑战的最大敌人。


从工业革命以来,石油和煤炭加速消耗的趋势越来越显著,按照这种速度,这些不可再生的矿物能源将在不久的未来消耗殆尽,能源耗尽的焦虑情绪已经开始四处蔓延。


今天,发展可再生能源的利用技术已经成为人类的当务之急,而这种渴求在经济高速发展的中国尤为突出。


2009年,中国人开始在上海附近发展高难度的海上风电。1年之后,亚洲最大的海上风电场出现在东海大桥的东侧,并且在上海世博会之前成功并网发电。


不过,中国人的雄心不止于此。2010年夏天,能源工程师开始计划在东海大桥的另外一侧,安装目前世界上最大型的海上风力发电机SL5000。


SL5000拥有一个庞大的身躯,它的发电机机舱上面可以起降直升机,它的风轮直径达到128米。如此庞大的体积将在制造和安装上给工程团队提出史无前例的挑战。


按照计划,SL5000的各个部件在中国的不同省份生产,最后再运到上海洋山港附近的陆上安装基地进行组装。


2011年8月5日,SL5000的陆上组装基地。运输机舱的货船和将要载运SL5000的半潜船同时到达。


根据气象部门的消息,2011年第9号台风“梅花”已经在两天前发展成为超级台风,正向这个方向袭来。必须以最快的速度将机舱转移到安全的地方,同时让半潜船进港避风。


为了确保巨型的SL5000在运输的过程中不出现任何危险,工程团队选用了比常规更大的半潜船,但这个决定却使码头的尺寸成为一个问题。两个月前,码头为此进行了全面改造,现在刚好能容纳半潜船的宽度。


工地另外一头,机舱还在原地,这个时候天气转坏的速度越来越快。小郑判断了一下方向,启动了9000匹马力的引擎,吊起300多吨的机舱放到轨道车上对于经验丰富的小郑来说不是什么难事,但海边的风已经给他留下了深刻印象,对于后面将要到来的正式吊装小郑难免有些担心。


时间回到2011年初,在众多部门紧密协作半年之后,风力发电机中的巨无霸SL5000终于被设计了出来。很快,风电行业最有实力的几家工厂共同接受了制造这个巨无霸的挑战。


要制造SL5000,第一个要生产的重要部件是主机架,风产生的扭力、整机的重量都集中作用在这里,主机架必须坚不可摧。为了加工制造主机架的大型特厚钢板需要这台强力切割机登场。


“这火焰温度有3000多(摄氏)度,切钢板就跟切豆腐似的”


切开3层楼板一样厚的钢板并不是这台切割机的最强项,计算机设计出来的任何形状都可以被精确地切割出来。切割过程中对误差的精准控制,为后面的焊接工作打下了良好的基础。


SL5000主机架必须承受目前世界上最长的叶片所产生的巨大扭力,焊接的质量必须严格把关。给焊接质量带来严重威胁的就是焊接点内部残留的气泡,超标的气泡将极大地降低主机架的强度,其结果将是灾难性的。


这是超声波检测仪,通过它可以看到金属物体的内部,为了保证主机架的质量,检测仪器的灵敏度被调到最高。


“您看这里出来了一个波,回波,就证明焊道当中有一点的小的缺陷。把12个DB降下来以后,这个缺陷就非常(小),回波就非常小了,所以它是合格的”


SL5000主机架的所有焊缝都需要经过这一道检测程序,确保它能够支撑风力发电机面对自然界的各种恶劣环境。为了制造有史以来最巨型的风力发电机,完成主机架只是困难的开始,更大的难题还在后面。


为了驱动SL5000内部的大型发电机,尺寸前所未有的叶片被设计了出来,但是它能被制造出来吗?


中国最大的叶片厂接受了这个挑战。


“62米叶片,我们之前没有生产过,国内外也没有经验可以借鉴,只能依靠理论上的计算


在设计和材料运用上我们都做了调整”


无论什么规格和形状的叶片都必须满足两个基本要求,最大的强度和最轻的重量,而这恰恰是两个互相矛盾的要求。


跟所有制造业的工程设计人员一样,项目主管刘永博士需要在这两者之间找到一个平衡点。这是风力发电机经常要面对的风力超常的情况,如果叶片不够好,结果就是一场灾难。


SL5000的叶片是目前世界上投入商业运行的最大最长的叶片,这意味着它要承受的力量也是前所未有的,用什么材料做成的叶片才能满足这么苛刻的要求呢?


科学家最终找到了一种理想材料,环氧树脂。这种材料固化后具有极好的化学稳定性和物理稳定性,它惟一的缺点就是延展性不足,也就是太脆了。不过科学家像给水泥加入钢筋一样在环氧树脂里面加入一些编织物,构成一种复合材料,这种复合材料就是通常说的玻璃钢。加入织物之后树脂这种材料会有怎样的变化呢?


厚度和重量只有原来的四分之一,但是强度却增加了十几倍,看来玻璃钢是制造SL5000叶片的最好材料。


风力发电机叶片的外形是不规则的,只有这样它才能达到最优良的空气动力性能,但是不规则的形状和超大的体积,这两个困难因素叠加在一起使得制造的难度成倍的增加。验证制造工艺是否达到了设计要求的最可靠方法是尽快制造出一个叶片样品进行测试。


六个月之后,在计算机的帮助下,叶片样品被成功地制造了出来,但是它是人们期待的完美叶片吗?


以上海为中心的东部沿海是中国经济发展最快的地区之一,经济的高速发展给能源供应带来巨大的压力,如果大规模建设燃烧矿物能源的发电厂又会产生大量污染,造成严重的环境问题。今天,清洁能源利用技术的进步为解决这个矛盾提供了一种可能。


洋山群岛过去是上海南部杭州湾海面上的荒岛,从2005年开始,这里被建设成为大型海港。当30多公里长的跨海大桥将它与大陆相连之后,洋山港一举跃升为世界级的深水货运码头。


就在洋山港被有效地开发的同时,人们也注意到了这里另外一个丰富的资源,海风。这里的风能可以达到每平方米300瓦以上,而且持续时间长,既有优良的风资源又接近能源消耗中心,看来杭州湾是建立风力发电厂的最理想场所。


但是这里处于西太平洋季风的影响范围内,每年都有几个月是台风肆虐的季节,要把超大型的风力发电机安装在这里,它要面对的挑战也许不仅仅是狂风暴雨,任何一个因素被忽视都可能产生灾难性的后果。


叶片的质量事关重大。中国最大的叶片实验中心将对叶片样品进行最严格的测试,此前付出的所有努力会不会徒劳无获?海上巨无霸SL5000能否如期诞生?一切全看测试的结果。


如何监测叶片在被测试的过程中发生的细微变化呢?答案在这里。


在开始测试之前,项目主管刘博士在叶片的各个部位贴上应力感应器。测试过程中,叶片发生的任何一点细微损伤都会通过应力感应器而被计算机发现并记录下来。实验室里将要模仿自然界最强的力量来考验叶片,当门口的红灯亮起的时候,任何人都不能进入现场。


“在叶片20年的规定寿命中,相当于施加大载荷振动400万次,在我们的实验过程中,在相同的载荷下,我们让叶片振动500万次”


为了保证在实际使用中绝对不出问题,刘博士把各种实验中的标准都提高了级别。


“现在我们的叶片已经振动,连续振动了六天,振动了25万多次,要一直振动到500万次才结束”


4个月过去了,经过一整套的测试项目之后,被测试的叶片相当于在非常严酷的环境下度过了20年的设计寿命,是时候检查一下它的内部破损情况了。


从检测的结果来看,叶片内部的结构完好无损,刘博士这几个月的辛苦没有白费的。检测实验通过3天之后,第一片SL5000专用的叶片脱模了。


2011年8月30日,现场总指挥邱工程师今天心情特别好,5兆瓦风力发电机SL5000的专用叶片昨天下午终于运到。因为天气等不可控制的因素,SL5000的安装进度已经远远落后于计划,眼看就要超出计划表的弹性极限了,现在每天租用设备和人员的支出都接近10万美元,今天及时开始组装工作的话,预算超支的情况还不算太严重。更让邱工程师期待的是完成最后的组装工作之后,他就可以回到北京的家享受两周的假期,在海边的工棚住了近半年后,邱工程师感觉全身仿佛都要生锈了。


风力发电机的组装首先从叶片开始,所有工作的前提只有一个,就是保证叶片不与任何物体发生碰撞,因为碰撞产生的内伤极有可能随着时间的推移发展成重大缺陷,导致叶片中途报废。


负责施工的是中国最有经验的专业水上风电安装团队,但安装刚开始不久就遇到了难题。第一次面对如此巨大的叶片,按照过去的施工方案可能有一定的危险,谁也不敢贸然行事,经验丰富的安装班长仔细研究过后提出了解决方案,但是这个方案可能不符合规范。


作为现场总指挥需要对突发的情况迅速判断并作出决定。面对如此巨大的叶片,没有过去的经验可以直接利用,经过短暂的考虑,邱工程师同意采用新的安装方法。


新的安装方法果然奏效,3支叶片顺利安装到位,海上巨无霸SL5000的风轮第一次展现它的面貌。


永不枯竭的风能是大自然的恩赐,它是取之不尽的绿色能源,为此人类不断的向风能利用的技术难题发出新的挑战。在中国市场,一部5兆瓦的风力发电机可以不消耗任何燃料,而从空气中最终获取价值超过四亿人民币的电能。


不过,获得这些收益的前提是SL5000将在自然环境恶劣的海面上支撑20年以上,如果在运行的过程中出现需要更换像轴承这种主要部件的情况,获利的希望可能就会落空。


轴承因为既要受力又要运动而成为最容易损坏的部分,SL5000所需要的轴承将挑战轴承制造的最高难度。到目前为止,全世界只有3家工厂有能力接受这个挑战。


中国地图上,瓦房店是一座刚刚能被称为城市的县级市,这里有两台神秘的设备,它们是目前人类制造出来的最强大和最精确的机器怪兽,它们的存在给人们足够信心面对SL5000的制造困难。


通俗来说,轴承就是一个封闭的圆形高速轨道,它的每一个细节都必须非常平滑和均匀。精密轴承对平滑度和均匀度有非常苛刻的标准,随着尺寸的变大,保证轴承达到精密标准的难度也随之成倍增加。


SL5000这种巨型风力发电机需要巨大的轴承来支撑,而实际上这个轴承是有史以来尺寸最大的精密轴承。为了制造它,必须动用目前最先进的加工设备。


首先由这台大型铣床出场,这是世界上最精密的大型金属构件加工设备,它有两个特殊功。第一它削铁如泥,第二它可以以微米级的误差加工直径超过三米的构件。轴承使用材料的硬度是家用不锈钢菜刀硬度的5倍,而这台机器在如此坚硬的材料上,削切一条深槽的时间只需要45秒。


3个小时过去了,一个轴承的主要部件加工好了。在轴承高速运转的过程中,任何一点细小的瑕疵都有可能被急剧放大,导致轴承严重损坏。


传统的检测方式已经难以满足高标准的质量要求了,是时候请另外一个机械怪兽出场了。这是世界上最大的三维精密检测仪,为了保证检测头有足够的硬度并且达到微米级的检测标准,它的所有检测头都采用了昂贵的红宝石。


这台检测仪的检测范围超过3米,而检测精度达到了0.8微米。用一个形象的比喻来说,就是在直径3公里的完全平整的地面上,如果某一个地方有一个沙粒高度的凸起都会被它发现。


SL5000使用的主要轴承尺寸超过3米,但是这么大的轴承的加工误差不能超过6微米。


“这个6μ(微米)是什么概念呢?它其实就相当于人的头发丝的二十分之一”


有了如此强大的装备,SL5000所用的轴承全部生产出来了。其中最大的一个轴承有两层楼的高度,它将安装在发电机机舱的底部,有了它,海上巨无霸SL5000就可以随心所欲地转动寻找风的方向。


电压大小和电流方向随时间做周期性变化的电流就是所谓的交流电,它是130多年前出现的人类最伟大的发明之一。但是交流电刚刚发明出来的时候没有人了解它对未来人类的意义,大发明家托马斯·爱迪生强烈反对交流电,为此爱迪生使用了各种手段,甚至默许自己的助手用电死大象的方式来证明这种电流的危害。


今天看来,爱迪生的实验恰恰证明了交流电的强劲。随着交流电的优点被逐一发掘,人类迅速进入一个电力驱动的时代。今天,人类的生活已经与交流电密不可分,交流电成为驱动人类社会的基本动力,为此人类不断寻找各种方式来满足对这种电能的渴求。


燃烧矿物能源获得电能是最便捷的方式,但是不可再生的矿物能源迟早会被消耗殆尽,而燃烧矿物能源排放的污染物已经被证明是很多生态灾难的元凶。随着科技的进步,人类逐渐掌握了各种获得清洁电能的方法。从水力到原子能、到风能、再到太阳能等,但是到目前为止,还没有哪种方法能被证明是最完美的解决之道。


在人类目前开发利用的清洁能源中,风力发电是可知的范围里对环境影响最小的一种方式。


“风速计把它升上去,测风塔升上去”


风能不但无任何污染,永不枯竭,而且蕴含量巨大。据粗略估测,世界风能总量达到世界总能耗的3倍,也就是说如果风能全部被利用起来,足够供应3个地球的消耗。


但风能发电却无法作为主要的发电方式,根本原因是风的随意性。风的随意性是风能发电的基因缺陷,断断续续的电源无法被人类生产生活所直接利用。


电力能源利用的最大特点在于发电和用电是同时发生的,电网系统的目标就是尽可能保持发电和用电之间的平衡,因为不平衡带来的不仅仅是电能的浪费,更可怕的后果就是电网系统崩溃。


风力发电无法克服的间歇性必然会大大加剧电力生产和消耗之间的不平衡,如果电网的调控能力不足,大力发展风电只是一个空想。


今天,高压直流输电技术和智能电网系统等最前沿的科技已经使中国的国家电网逐渐具备了强大的调控能力,为风电等可再生清洁能源的利用展现了美好前景,SL5000也将有一个展现身手的广阔舞台。


2011年7月,海上巨无霸SL5000的设计和制造工作开始将近1年之后,主机架、变速箱、发电机等重要部件都已经装入机舱并完成测试。SL5000的机舱终于可以出厂了。


按照事先的计划,装车、开出厂房的过程非常顺利,从400多公里外调运过来的平板车其貌不扬,但是有特殊能耐,每一组车轮都可以独立控制,虽然车身超宽、超长,转弯却非常灵活。


3个小时之后,SL5000到达了它陆上运输的终点,在这里等待的货船将把它运往最后的安装地点,洋山港。


在海上安装风力发电机是一种危险程度极高的工程挑战,在杭州湾的海面上挑战的难度将成倍地增加。


“这个地方的流水比较急,它因为靠这个杭州湾,相对而言这个流水要比其他地方要急得多”


将要在这附近吊装的SL5000是目前世界上最大型的海上风力发电机,高度超过150米,重量达到400吨。在安装过程中,如果海浪加上海风的影响,导致这种重量级的物体撞上固定的平台,哪怕是轻微的碰撞都可能产生无法挽回的后果。看来安装SL5000将要面对的挑战非比寻常。


2011年9月3日,洋山岛上,SL5000最重要的安装程序开始了


安装风力发电机最核心的步骤就是把叶轮与机舱组接。在此之前,需要把机舱按照事先设计好的角度固定临时塔筒顶端


得益于周密的计划和细致的操作,庞大的机舱准确到达了预定位置,机舱安装到位,预示了一个良好的开端。


该开始转移广场上的叶轮了。转移叶轮的过程潜藏了巨大的危险,因为SL5000叶轮不只是重量和体积巨大,更重要的是它造型独特,只能采用两台吊车平抬的方式,它的难度在于如何才能让两台吊车达到最完美的平衡。从安装吊具的地方到叶尖的距离超过60米,两台吊车稍微不平衡叶尖的晃动幅度就会放大几十倍,完成这个工作需要的是能在悬崖上走钢丝的平衡能力


天公不作美,午后竟然起风了,必须加紧施工进度,考验两位吊车司机的时候到了,任何碰撞都是绝对不允许的。


邱工程师对今天的进度非常满意,面对这个直径达到128米的风轮每一个人都非常谨慎,然而令人害怕的一幕还是出现了,幸好吊车司机处理非常及时,所有人的努力才没有功亏一篑。


虚惊一场之后,真正的麻烦来了。风越刮越大,很快超过了施工标准,所有装配工作被迫暂停。按照过去的经验,这种突然出现的风影响时间不长,明天可以继续进行安装工作,但是又出现了新的情况。


来自气象部门的消息,整个西太平洋海域的气压非常不稳定,最近两天里发展出热带风暴,甚至台风的可能性非常大。


第一种选择是现在开始全面停止安装,这是最保险的办法,但是根据安全条例,机舱和叶轮必须回到原来的位置,等到不稳定天气过了之后重新开始。这意味着工期要再次拖延,财务总监的脸色肯定会因此而非常难看,因为现在每天的消耗都接近10万美元。


另外一种办法就是等这阵风停了继续安装,带来的挑战是台风到来之前绝对不能再出现任何意外。邱工程师决心接受挑战继续安装,但这么重大的事情还需要总部的最后决定。


入夜之后,总部还没有做最后的决定,现场除了等待没有别的办法,机舱还在临时塔筒的顶端。临时塔筒的强度远远不如正式塔筒,开始为了防止夜里发生意外必须用吊车扶住机舱。


今晚,小郑的吊车将通宵运转。2011年9月4日一早,小郑把自动驾驶状态下连续运转了一夜的吊车检查了一遍,除了油量降低之外没有任何问题。风没有停止的迹象,总部的最后决定也没有下达。


在过去的几年里,小郑吊装的大型风力发电机不在少数,但它们都无法跟眼前这个SL5000相比。喜欢挑战的小郑早就跃跃欲试,但现在能做的只有等待。


小郑不爱说话,但是从小在海边长大的他显然比别人更了解大海,今天的收获比平时更丰富,看来大家晚上有口福了。午饭前,总部下达了继续安装的指令,但是风能不能及时停止呢?


下午平潮时间过后,风竟然减弱了,邱工程师决定抓住这个时间窗口开始吊装叶轮。


对于今天的吊装,小郑真正担心的是连接叶轮与机舱的螺丝,这些手臂粗细的螺丝一共108个,吊装要面临的挑战是在80多米的高空将叶轮上的108个螺丝同时插入机舱上预留的螺丝孔中。80多米高的地方风力要比地面高出一至二级,面积巨大的叶轮随时可能因为风而产生意外的偏移。小郑能赢得这次挑战吗?


海边的风到傍晚会慢慢变大,必须尽快开始吊装工作,但是在开始最难的安装步骤之前还有一个问题需要解决,那就是如何使这个目前世界上最大的叶轮由平放转变为直立状态


解决的办法是用两台吊车把叶轮抬到一定高度,其中一台吊车慢慢的松开,让叶轮自然地直立起来。听起来很简单,但是任何一个步骤都不能出差错。


下午3点,在陆地上的最后一项安装程序开始了。45分钟之后,风轮上升到预定的高度,其中一台吊车退出,叶轮呈直立状态。


最惊险的安装步骤开始。在悬挂的状态下,物体的水平摆动是最难以控制的,但是叶轮绝对不能与机舱发生碰撞,因为碰撞会产生肉眼看不见的损伤,这些潜伏的损伤将会给风力发电机的生存带来严重的威胁。


距离越远的遥控需要的响应时间越长,小郑发出一个往前移动的命令,几秒钟之后,叶轮才发生真正的移动。小郑必须把握好这个尺度,在1个小时的精细调整过程中,小郑展示了高超的控制技巧,巨大的叶轮在天黑之前与机舱安全对接。小郑有理由暗自高兴一阵子了。


暮色中,海上巨无霸SL5000第一次呈现在世人面前。目前为止,一切还在掌控之中。


2011年9月5日,海上巨无霸SL5000已经在半潜船上固定好。早上9点,半潜船在几艘拖船的帮助下开出港口。从港口到安装地点的路程接近40海里,SL5000将在天黑之前到达安装地点。


在海面航行8个小时之后,SL5000到达预定位置,与已经在此等待了9天的风范号会合。西太平洋海域,2011年第13号台风“奥鹿”已经生成两天了,这里的海水已经开始变得浑浊,最后的时间窗口只有24个小时。


2011年9月6日,可能是最近一周里最后一个晴朗的日子,安装团队将在这一天面对整个工程最惊心动魄的一刻。两年来的努力是成功还是失败就看最后这一步。


与陆地上坚固的基座相比,SL5000的海上基座更容易因为碰撞而发生位移,基座发生了小位移,到了150米高的风机顶端,就会变成巨大的偏差。今天,假如海上平台被SL5000意外碰撞而发生位移,整个安装任务将宣告失败。


平台的状态由专门的仪器严密监控,SL5000绝对不能撞击平台。但问题是在起伏不定的海面上,船每一刻都在运动中,把SL5000轻轻地放上平台,看来是一个不可能完成的任务。


上午10点,施工人员撤离吊架,风范号稳稳地吊起SL5000。两个小时之后,SL5000转移到海面平台的正上方,正如人们预料的,即使使用了体型巨大的风范号,SL5000还是存在幅度很大的摆动。


当然,不会在这个时候才开始寻找解决办法。负责海面安装的部门事先设计了可以吸收撞击力的对接装置,当它两个部分接触上之后,风机就可以准确滑入预定的位置。听起来很不错,但问题是这个装置还没有在这个重量级的风机上使用过,它能够保证成功吗?


下午2点,对接装置接触后开始发挥效用。对接装置防止撞击的技术目前还处于保密状态,但是它能否起作用很快就可以知道了。


下午4点,塔筒精确对位。监测结果显示,安装过程中平台的位置没有产生任何变化。


2011年9月6日的傍晚,海上巨无霸SL5000稳稳地矗立在东海大桥的一旁,它是西太平洋海域上的一座里程碑,标志着人类在风能利用领域的一个崭新突破。


第五集 《超级LNG船》

它是世界上造价最为昂贵的货运轮船,历时两年投资超过两亿美元建造;它也是世界上建造难度最大的民用船只,全球只有13家船厂允许建造;它的使命只有一个,运送一种古老的清洁能源让现代城市正常运转。它让每个人的生活变得简单,但它的建造却是一段不平凡的故事,任何一个疏忽都将可能会酿成大祸。世界最先进的技术、庞大的造船厂和一批造船精英如视珍宝般地建造这艘巨轮,让这样的不平凡成为可能。


一艘神秘的巨型货轮在4条拖船的牵引下驶入深水码头,除了拖船和巨轮周围没有任何一艘其它的船只,这艘巨大轮船的甲板上也看不到有任何货物。这是一艘液化天然气船,船身上醒目的3个大写字母LNG正是液化天然气的英文简称,它提醒着过往船只这艘货船运载的是极度危险的液化天然气,必须避让以免发生碰撞。


在它的专属码头,LNG船日夜不停地通过特殊管道将液化天然气运往港口边的储气塔,它们将暂时存放在这里。另一边,大型储气罐卡车已经等在这里,液化天然气将通过它们送往城市。


我们都生活在不同城市里,每天早上都会准备一份可口的早餐。然后驱车上班,午间休息的时候一起喝茶聊天,下班回家后洗个热水澡可以除去一天的疲倦,这些看似普通的生活背后都离不开天然气给我们带来的便利。


其实天然气的使用并不仅仅局限在家庭,我们所用的燃料提供城市运转的电力都正在大量使用天然气。在人类已开发利用的主要能源物质中,天然气具有独特的优势。


“天然气它是最清洁的能源,首先它在排放二氧化碳方面,燃烧相同的热值的情况下,它比石油要少排放25%的二氧化碳,比我们常用的煤要排放(少)40%的氧化碳,所以说我们说它是非常清洁的能源,它对环境非常地友好”


今天温室气体的排放让地球环境面临严峻的挑战,天然气因为它清洁高效的特点而逐渐成为了现代社会运转的基础能源。


上海,这座中国最大的城市正在经历着经济的高速发展。与此同时,环境问题也越来越多地受到人们的关注,高效清洁的天然气能源自然成为这座城市发展的保障。到2012年,上海需要40亿立方米的天然气供应,但这里却并没有天然气可以开采。


天然气和石油、煤炭一样,是古代生物经过数百万年的地质变迁形成的一种自然资源。它在地球上虽然分布广泛但是并不均衡,目前发现的可大规模开采利用的天然气产区主要集中在俄罗斯、中东、南太平洋等地区。


从遥远的大洋彼岸运送天然气并不是一件容易的事情,直到有了一项新的技术。天然气在零下163摄氏度的环境中浓缩成无色、无味、无毒的液体,这就是LNG。它比常规状态下的天然气体积缩小600倍,这大大降低了运输天然气的成本。


上海的发展必须有稳定而可靠的天然气供应,它需要建造一艘自己的LNG运输船。但并不是任何一家造船厂都能够完成LNG船的建造任务,因为在超低温的环境下,体积缩小600倍的易燃气体是一个极端危险的物质,船体任何一处的瑕疵都有可能造成无法挽回的损失。


2004年1月20日,阿尔及利亚斯基克达液化天然气提炼厂发生爆炸,数平方公里的厂区被夷为平地,27人死亡、72人受伤,天然气事故的惨痛教训使得每一个LNG船的建造者都更加严谨和慎重。


清晨,黄浦江畔每天会有五千多名工人走入这扇大门。这是一家超大规模的船厂,每年造船的总吨位达到了220万吨,更为重要的是它是全球仅有的十13家有能力建造LNG船的船厂之一,也代表着当今全球造船工业的最高水准。现在,它将肩负起为自己的城市打造顶级安全的LNG运输船的重任。


这艘超级LNG船,船身长292米、宽43.35米,它的甲板面积相当于30个篮球场,一次可运载14.7万立方米的液化天然气,它一次运载的天然气就可以供2300万上海市民1个月的生活用气。


为上海打造的超级LNG船开始动工了,工程师们将在未来两年的时间里精心打造一条世界上最安全的超级LNG运输船。建造这艘LNG运输船将采用的是目前工程建造领域里最先进的分段建造模式,巨大的船体被分割为264个单独部分,它们将分别建造,然后被准确地拼接在一起


建造LNG船的第一步就是切割钢板,不过这个工序的开始却不是在切割车间而是在船厂的设计部门。在开始施工之前,工程师们就已经在图纸上对每一块钢板进行了精确地工程设计和计算,以确保它们的完美无缺。


2010年3月20日,第一批钢板运抵船厂,接下来工人们将要花费5个月时间改造上百种数量多达有6000多张的钢板,它们将被切割成不同的形状焊接成巨大的船体,每一块钢板从进场时就已经确定了它未来在船体上的位置。


对于工人们来说,这是一个绝对不允许失误的工作。小席每天的第一件工作就是验证信息,在每一块钢板侧面都有专门的条形码,里面记载了规格、验收日期、责任人等所有相关的信息,以确保原材料都按计划使用,这些信息将随这块钢板到将来的每一个工序。


小席仔细核对手中的数据图,它要根据钢板的实际厚度、强度采用最精准的速度、最恰当的温度来切割每一块钢板,哪怕一块不合规范的钢板被用到了船体上,都有可能造成误差累积,从而危及未来整艘船的安全。


张师傅在操作这台巨大的铣边机,这是专门对钢板的边进行精细加工的设备。按照标准,17米的钢板精度必须控制在1.5毫米之内,这相当于盖6层楼房,墙的垂直偏差不能超过1毫米。如果焊接质量得不到保证就很有可能造成将来船只泄漏的隐患,而泄漏事故对LNG船来说将是致命的。


经过两个月时间,切割好的钢板经过严格的验收后将要进入下一个工序,这些钢板将被逐一焊接,形成船体不同位置的分段构件,这一工作相当复杂而费时。


这台全自动焊接机器人就能使工效提高3倍以上,更与众不同的是它焊接作业时看不到任何火花,因为在焊接前它自己撒下的焊粉把火花藏了起来,这样的焊接设备既保证了焊接质量,还更加安全和环保。


LNG船逐渐从钢板被拼接成分段,巨大的车间内终于开始可以看到船体一个个的局部了。车间内的空间已经不能够容纳少则40吨,多则数百吨的分段构件,它需要更大的空间来进行继续地拼接,那就是船坞。


所有不同重量和尺寸的分段将要从各个车间运送到船坞,这些组件先后送达的顺序都要经过精心计算。


“我们LNG现在的分段一般都是使用采用17米的钢板组装的,它的标准形状是17米或者18米左右的,而一般的分段我们厂里面的场地限制都是采用的12米的分段,所以说运输LNG它的重量更大、体积也更大,我们用更大型的车子”


将这些庞然大物在巨大的船厂里往来运送是一个不小的挑战,张师傅今天的任务就是将一个焊接好的LNG船分段送往船坞,他驾驶的是一辆超级平板车,通过一套特制的液压装置,平板车的载重量超出了一般货车的十几倍。这辆超级平板车还有一个特殊的技艺,每组车轮都能够水平旋转360度,这保证了它在厂区各种不同的道路上都能够穿梭自如。


驾驶这辆超级平板运输车并不是一件容易的事情,张师傅的驾驶室是在车体下方,而且不能转动,左右两侧和后方都是盲区,这时就需要有专门的安全员进行指挥,在所有人员的通力合作下,今天的分段被顺利运送到了指定地点。


开工5个月之后,超级LNG船的建造进入到了更加重要的环节——船坞搭载。如果说一个分段就是一块积木的话,那现在就是到了把积木搭成一艘船的时候了。不过要让这些积木拼接在一起可不是一件容易的事情,这些积木块重达数千吨,体积都非常巨大,而搭载的要求是误差不允许超过3毫米。


是龙门吊大显身手的时候了。在船坞上方安装有两台起重重量可达600吨的龙门起重机,它一次可将1200吨的庞大分段吊起进行组装。


乔组长管理船坞技术组,他每天工作的第一件事就是到龙门吊顶部去检查运行状况,他要确保龙门吊设备运转正常,如果这台设备出现故障将会影响超级LNG船的吊装进度,每滞后一天,船厂都将承受巨大的经济损失。


“700吨超大型龙门吊,它的主要作用就是船坞区域的所有分段的吊装、总组、包括搭载,超过40吨以上的分段就是以我们这两台吊车为主力”


十几米的高空,小靳的工作任务是操纵龙门吊将分段精确吊装到位。超级LNG船的建造不同于一般的船只,对精度的要求极为苛刻,LNG船的船体采用了特制的超大型钢板,这也导致每个分段都是一个超常规的巨大构建。而对小靳的要求是对接这些构件误差不得超过3毫米,每天的工作对他来说都是一次挑战,哪怕手指的一次微小的抖动都会造成难以预计的后果。


今天天气晴朗,但昨天的一场暴雨让乔组长不敢掉以轻心,所有的人都在密切配合这次吊装。乔组长突然示意整个吊装暂停,但是这个分段没有出现大的偏差,这让小靳有些紧张。


.乔组长向小靳下达了新的指令,分段被慢慢竖起来,昨天暴雨积攒在分段内几吨重的积水被倾倒出来,这些积水有可能给下一步的焊接带来巨大的麻烦。


清空了积水的分段一点一点地向规定位置移动,分段放下后还要经过质检人员仔细的检查,以确保分段的每个衔接位置都完全到位。


经过3个月的船坞搭载,这艘超级LNG船的外形已经基本完成了,但还有更加重要的事情去做。LNG的使命就是安全地运送液化天然气——这个在零下163摄氏度被液化成液体的能源,因此船上最多也是最重要的一部分就是超过两万多根的管线,这些大大小小的管线组成了一个传递液化天然气的封闭管路。要想推动载满液化天然气后重达15万吨的庞然大物在海上航行,这艘船的动力系统必须非常强大。


超级LNG船运载的是液化天然气,这些在超低温状态下液化的天然气在运输途中也会自然挥发,而这些挥发的天然气必须要释放出去,否则密闭的船舱内压力就会急剧增加,产生巨大的安全隐患。


与其将这些挥发的天然气释放到大气中去,不如将它们采集起来作为燃料使用,这样既消除了安全隐患又可以节约运输燃料。因此LNG船设计的双燃料锅炉系统,它可以使用柴油或者天然气作为燃料,这是迄今世界上惟一被允许使用自身运输的货物驱动航行的船只两台蒸汽锅炉将产生高温高压的蒸汽通过专门的高温管路输送给主引擎,从而推进LNG船在大海中前进。


每根连接蒸汽锅炉的高温管路需要承受超过518摄氏度、压力高达60公斤的蒸汽,这对管路的材料和焊接要求极高。所有管线都是耐高温高压的特殊钢材制造,在焊接之前要将接头加热到超过100摄氏度,焊接中整个过程要保持不得低于这个温度。


船的甲板上另一种管道正在安装,它和高温管截然不同。低温管是LNG船货物装卸系统的重要组成部分,它们连接着4个货舱,通过这些管道将零下163摄氏度的液化天然气输送到地面上的储气罐。


常规钢材在零下163摄氏度环境下将变得脆弱而不堪一击,LNG船采用的这些特种钢材能满足在极限环境下对安全的苛刻要求,但它对焊接工艺却提出了极大的挑战。


管道将先在厂房内被一段段的焊接在一起。他叫董奇,是船厂低温管线焊接技术的高手,他最擅长的是左右两手焊接的绝活。


“左手焊接应该大部分焊工他不会,为什么呢?大部分焊工技校毕业,他比较规范,都是右手。因为我是退伍转业回来的,转业回来以后我就像一张白纸一样的没有接触过焊接,所以那个时候也是偷懒吧两只手都来,然后师傅看到了就说保持好,然后一直保持到今天”


船厂开始建造LNG船之后,小董左手焊接的绝活突然间就有了用武之地,原来不少低温管的施工位置非常狭小,焊接工人甚至无法将右手伸过去,更别说还要完成焊接作业了,左手焊接一下就使得问题迎刃而解。左右开弓的焊接技术过去看起来华丽而不实用,现在却成了建造超级LNG船必备的特殊技术。


在管道焊接车间有两个工人与众不同,他们的任务是给每个完成的焊缝拍摄x光,这是一道非常严格的检查,每条管线、每个焊接缝都要进行专门的检测并记录下来,x光片被送入暗房冲洗,由专门的工程人员进行细致检查,任何一处细微的缺陷都将被发现,这确保了整个管路和船只的安全。


其实人类很早就发现和开始使用天然气,早在一千多年前中国就有了利用天然气火井煮盐的确切记载。但是直到上世纪80年代之前,两千多年间天然气都没有得到广泛的应用,其中最重要的原因就是长距离输送大量天然气成本过于高昂,直到液化天然气技术的出现。这项技术是在零下163摄氏度的环境中使天然气液化,液化后的天然气体积缩小600倍,这个技术让运输和储存天然气的成本大大降低。


今天的中国经济高速发展,对能源的需求也越来越高,作为传统能源的煤炭、石油在燃烧过程中所造成的环境问题受到了人们广泛的诟病。在目前,新能源领域核能的应用仍然存在诸多疑虑,风能、太阳能等技术还未完全成熟,而我们已经能够完全掌握的成熟高效同时清洁的天然气资源成为了中国社会发展最为依赖的能源之一。


上海的这艘LNG船将会从海外装载液化天然气,经过2000公里的海上航行抵达上海,它一次运载的液化天然气量达到14.7万立方米,相当于2300万上海市民1个月的用气量。这样的超级货轮不仅仅对于上海来说至关重要,也对将来LNG船的继续建造起着示范性的作用。


超级LNG船开工建造已经进入第10个月,这艘LNG船离开了船坞停靠在它的专属码头,这标志着船体已经基本成型,进入到了绝缘舱的安装调试阶段。当新建的船体停泊到属于超级LNG船的专用码头上时,每一个建造者都知道最为困难同时也是最为关键的时刻到来了。


4个超大型货舱将要在这里安装,它是这艘超级LNG船建造过程中科技含量最高、建造难度最大的一个环节,超级LNG船两亿多美元的造价有一半将要投入到这4个货舱的建造中去。


LNG船的货舱内部要铺设两层隔热绝缘层来保证舱内达到零下163摄氏度的绝对低温环境,每一层都是由厚实的绝缘箱材料加上仅有0.7毫米厚的殷瓦钢薄膜组成。


绝缘箱可不是普通的木质箱子,它是由印度尼西亚进口的特殊木材加工而成,这种木材坚固耐用不易发生变形,然后工人们会在箱体里充满磨成粉末的珍珠岩,这种珍珠岩是一种极佳的保温隔热材料。


在绝缘箱的生产工厂使用的是世界上最先进的生产流水线。在LNG船上使用的绝缘有1100多种类型,共计55000只,而每只绝缘箱的生产标准也是异常严格。一只绝缘箱最大变形率要求每米不超过0.06毫米,这个误差比一个成年人头发的直径还要小,只有最先进高效的自动化设备才能够确保这一标准在大规模生产中得以实现。


包围绝缘箱的是厚度只有0.7毫米的殷瓦钢,它是一种具有耐腐蚀、耐低温特性的高科技材料,可以有效地将零下163度的液态天然气与外界隔绝,这个特性让殷瓦钢成为建造LNG船货舱的理想材料。


加工成型的殷瓦钢被工人们迅速小心翼翼地用塑料膜包裹起来。原来殷瓦钢也有它娇贵的一面,它最怕的就是水。


“殷瓦材料是应该说相当容易生锈的,只要是我们不戴手套赤手去摸那个殷瓦的材料,基本上你过一会儿再过来一看,就已经是上锈了,再上锈的话就是用抹布擦已经是擦不掉了”


哪怕是工作人员的一滴汗水如果没有及时擦去,半小时后就会在殷瓦钢的表面留下锈点。生锈的殷瓦钢各项特性就会发生质变,而这些变化将成为超级LNG船的致命隐患。


“如果说液化气要是泄漏的话,那么这条船整个安全性能就是相当于一个比较大的漏洞,非常容易爆炸,整条船要爆炸的”


为保证货舱的绝对安全,所有进入LNG船舱施工的工人,不单要通过两道安全门,更要遵守严格的管理规定,不准带水进舱,殷瓦焊工要佩戴专用吸汗羊皮手套,这一切都是为了保证建造现场的湿度完全可控。


这是4个超级大的货舱,它将要容纳14.7万立方米的液化天然气。施工现场,工人们搭起了10层的特制脚手架,巨大的货舱内壁一共有10个面,必须全部铺上绝缘层。


这是一个结构庞大复杂的钢结构安装平台,整套安装平台由990种、69600个部件拼装组成,甚至安装有电梯供工人们在各层之间运输材料。


1号舱绝缘箱正在安装。整个绝缘层全部零部件超过50万件,仅仅绝缘香就分为1100多种类型,共计55000只,这是一个浩大的工程。


绝缘箱的安装是对体力和技术的挑战,工人们需要将不同规格的箱子运送到惟一指定的位置,所有箱子都经过精确调整,以保证绝对的平整度。


绝缘箱之间的平整度必须控制在每平方米不超过0.15毫米的范围,否则铺在箱子上的殷瓦钢就会凹凸不平,影响到未来的焊接工作。


他叫李洪超,担任绝缘箱安装组的组长,他也是中国第一个参与超级LNG船建造的人。2004年,李洪超就开始在国外的一家船厂参与绝缘箱的安装工作。


“3年干下来,感觉还是我们自己国家好,然后我们国家也有有这个LNG集团的建造,我一听到有这种船做,我有这方面的经验,做了3条船,那我毫不犹豫我就回到回国了”


此时,由于国内没有一个人参与过实船建造,得到李洪超这样有经验、有能力的技术工人其价值甚至超过一个工程师。李洪超根据自己的经验在绝缘箱安装上提出了一系列改进方法,让安装时间缩短了一半,大大提高了工程建造进度。


3号货舱工人们开始了铺设殷瓦钢薄膜的工作。先要在绝缘箱上铺设殷瓦钢框架,这个框架是用来固定殷瓦钢薄膜的。


“将列板向左移”


接下来工人们开始在框架上安装殷瓦钢薄膜列板,列板跨越整面货舱壁,需要很多工人的协调作业,否则很容易造成板材断裂报废。


在殷瓦板安装到位后,焊接工作马上进行。殷瓦的焊接更是一项技术要求极高的精细工作,殷瓦只有0.7毫米厚并紧贴着木制的绝缘箱,因此对焊接的要求极高。温度稍低、速度稍快就非常容易出现漏点,而温度稍高或者速度稍慢又会点燃钢板背后的绝缘箱。


“我们在焊接的时候肯定要非常小心,要不然的话就是,里边有点垃圾或者是焊接的参数不对的话,就很容易焊穿”


对于超级LNG船来说,货舱必须保持绝对的密闭性,不允许有任何一个泄漏点存在,否则将会是未来全船的隐患。


“如果你出现泄漏的情况下,它这个液化天然气会突然膨胀,因为膨胀到600倍,到达常温的时候它会爆炸,甚至引起全船爆炸,这个后果是非常危险的”


塞巴斯蒂安·勒摩根已经在这个船厂工作了1年,作为第三方的质量监管,他每天的工作就是在任何看不见的地方寻找问题。


LNG船自从1954年诞生开始,就力求将安全作为最重要的制造要求,目前还未有过一起泄漏事故的发生。这艘为上海这个国际大都市建造的LNG船更是如此,除了严格要求制造技术之外,它还有一套严密的三方监管系统,每一方的检查都是为了保证这艘船的百分之百的安全。


为了确保焊接质量的稳定,大量的自动焊接机器人代替了人工焊接。


“这个LNG船全船的焊接长度加起来将近有13万(米),而且它是98%以上是自动焊”


但机器人并不万能,在货舱狭小的不规则角落里机器人就无法正常焊接,而这些位置将由殷瓦钢焊接高手来完成。


殷瓦手工焊接是世界上难度最高的焊接技术,能够在超级LNG船上进行全位置殷瓦手工焊接的焊工必须经过专利公司GTT的严格考核,取得代表焊工最高水平的G证才能够上岗作业。


周丽芬是一位超级殷瓦焊接女工,她负责的舱顶焊接是货舱内焊接最难的位置。


“像焊这种殷瓦件的话你必须得细心,因为板比较薄很容易烧坏,耐心的话有的工序比较麻烦,工艺也比较麻烦,你必须得按照工艺一步一步地来完成”


2004年,她离开中国中部的一个小城镇来到上海接受了全方位的培训,成为中国第一代殷瓦女焊工。


在中国,有2.4亿人远离自己的家乡来到大城市务工,他们成为推动中国工业化进程中的重要动力,每个人都希望依靠自己的双手赢得更美好的生活,周丽芬就是他们中的一员。现在周丽芬已经在上海安家,在努力工作的同时也收获了自己的爱情,她的丈夫也是这艘超级LNG船的建造者,他们的梦想是一起努力买一套属于自己的住房,将在老家的孩子接过来一家团聚。


超级LNG船已经在7号专用码头停泊了8个多月,4个货舱绝缘层已接近完工,所有的工人都在等待着最后一个重要部件的安装——泵塔。


泵塔是LNG船装卸液态天然气的核心部件,同时它也会在运输过程中将挥发的液态天然气进行收集,为船只提供动力以降低舱内隐患。但泵塔的安装却遇到了一个很大的麻烦。


建造超级LNG的船厂位于上海的黄浦江畔,这里是中国近代工业的诞生地,更是中国船舶工业的诞生地。然而经过了1个多世纪的发展,这里也面临着船厂的土地空间越来越紧缺的局面。船厂正在建设新的船坞和码头,那里将提供更好的港口条件和设施。但对于上海来说,天然气供给的渴求已经迫在眉睫,必须加快LNG的建造速度。


泵塔的安装就在3天以后,但这艘船不得不进行转移。7号码头位于上海黄浦江畔,黄浦江平均水深8米,可以通航万吨巨轮,不过每年江水都会从上游运来丰厚的泥土,沉积下来的淤泥将河床抬起,这对船只来说是一个潜在的危险。


河床的深度让这艘巨轮吃水深度告急,将要吊装的泵塔一座就重达36吨,4座泵塔全部吊装进入货舱后船体将会下沉1米。在目前的河床水位下很可能造成搁浅的危险。


距离500米外的8号码头,清淤工作正在紧张地进行,他们要尽快完成300米长度河床的淤泥清理工作,因为超级LNG船将在这里完成泵塔的吊装。


厂区的另一段,泵塔正在进行最后的安装调试工作。这座泵塔30米高、重达36吨,而制造使用的材料全部是殷瓦钢。


“它最主要的一个特点是什么呢?它是一个零下低温在零下163(摄氏)度工作”


LNG船正式移向8号码头准备安装第一个泵塔,随着时间的推移,所有的工作人员都越来越紧张。4个货舱殷瓦缸的安装已经接近尾声,内侧固定着几万平米0.7毫米厚度的殷瓦缸,而重达36吨的泵塔将从货舱顶部狭小的预留口吊入和底部对接。如果它和已经焊接完成的殷瓦缸内壁发生磕碰,将会造成殷瓦钢破裂,货舱内壁将不得不进行大面积返工,这样的损失将是无法估量的。


另一个问题将工程师压得喘不过气来。


“这个主要是我们这个高度控制要求比较高,因为我们这个船受这个吊车的影响、高度的影响,这个泵塔高度比较高,我们这个整个泵塔吊起来的时候起吊高度要求非常严格的,这个涉及到潮水,甚至钢丝绳长度,几个线扣这些都要求非常高,前面全部精确计算过的”


要吊装的泵塔高29米,加上船身的高度在这里完成安装是一个非常困难的挑战,因为在正常潮水水位下根本无法进行吊装,惟一的办法就是选择退潮时水位最低的时候进行。


“这个1个月内总共没有几天,每天这个时间差不多是1个多小时左右,就在这个时间段内必须要全部吊进去,所以前面的准备工作比较重要”


必须在1个半小时的退潮安全施工窗口内完成安装,所有的时间都将精确计算。


临时安装泵塔的货箱顶盖被打开,时间不等人。


“最关键就是我这个安全地出去,在飞吊当中把它翻了竖起来”


工作人员将座式吊塔的吊装固定绳牢牢地绑在泵塔的上下预定位置,所有的吊装位置都是设计人员通过计算机的模拟精确地计算出来的。


泵塔从货箱被缓缓吊出,在半空中泵塔被竖起,工作人员抓紧时间做进舱前最后的检查和清洁工作。


泵塔被缓缓提升移向船甲板上狭小的预留口,吊装难度最大的阶段到来了,泵塔将从狭小的预留口吊入货舱内部。货舱内绝缘层已经完工,如果发生碰撞将会对整个货舱的绝缘层造成毁灭性的破坏,全部返工的代价是谁也无法承受的。


赵队长的工作是在吊装预留口指挥吊车,他必须要成功。规定的时间已经过,泵塔必须在江水水位上升前穿过预留口进入货舱内部。


江水开始缓缓抬升,泵塔顺利在预定的时间内从预留口进入到货舱,但另一个困难又摆在面前,吊车司机的视线已经完全看不到泵塔离货舱底部的距离。成败决定于工程师的指令,吊车司机的每一个操作都要依靠舱室内步话机传来的信息进行判断,泵塔吊装能否顺利完成完全取决于双方的默契程度。


“今天看到上面最低的地方450(毫米),这个我们算的余量还基本上还可以。我们今天已经接挑的是最低的潮位了,所以这是一个小窗口,必须在这个时间吊进去,另外一个就是刚才这个定位,因为这个间隙比较小,要正好让它卡下去,所以这个前面一直比较担心,今天算是很顺利了,非常顺利”


泵塔终于落在预定位置上,超级LNG船的建造已经渐渐看到曙光。


在两年的时间里,为建造这艘超级LNG船一共消耗6000多片超大型钢板、35万公升油漆、258千米管线、近一百万个工时和两亿多美金。在接下来的日子里,它还要经历数次航海的考验才能够正式成为LNG运输船家族中的一员。


这艘超级LNG船将在今后的20年里跨越大洋,为上海的发展源源不断地输送高效清洁的动力之源。




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