Hong Kong Zhuhai Macao Bridge – една от най-сложните транспортни конструкции в света

Между остров Лантау в Хонконг и бреговете край Джухай и Макао се простира широка водна зона, пресичана всеки ден от товарни кораби, фериботи и рибарски съдове. Именно тук е построена необичайна пътна връзка, която се движи над водата, преминава през изкуствени острови, потъва под натоварения корабен трафик и след няколко километра отново излиза на повърхността.

Това е транспортната връзка, известна като Hong Kong Zhuhai Macao Bridge, чиято обща дължина достига около 55 километра. Да бъде наречена просто мост обаче не е съвсем точно. Проектът съчетава мостове, подводен тунел, изкуствени острови, гранични терминали и десетки километри свързващи пътища. Всички тези части работят като едно цяло в район със силни течения, мека морска почва, тайфуни и натоварено корабоплаване, което превръща проекта в сериозен претендент за едно от най-сложните транспортни съоръжения, строени досега.

Hong Kong Zhuhai Macao Bridge получава две от най-престижните признания в инженерния свят. През 2020 година Международната асоциация по мостово и конструктивно инженерство му присъжда наградата за „Изключителна конструкция“, а година по-късно FIDIC го обявява за „Изключителен проект на годината“.

Защо пътят не остава над водата

Най-логичното решение би било целият маршрут да бъде изграден като мост. Подобен вариант обаче щял да създаде проблеми за корабите, които преминават през основния навигационен канал към пристанищата в района.

Тук се движат големи контейнеровози и товарни кораби, за които височината и разположението на мостовите отвори са от решаващо значение. Една твърде ниска конструкция би ограничила корабоплаването, а прекалено висок мост би изисквал много дълги подходи, височината била ограничена и от близостта на международното летище в Хонконг, затова подводният тунел се оказал най-подходящото решение за този участък.

Инженерите избират по-необичайно решение. Пътят напуска мостовата конструкция, преминава през изкуствен остров и се спуска в тунел под морското дъно. След като премине под корабния канал, той достига до втори остров и отново се изкачва над водата.

Така корабите продължават да се движат по повърхността, а автомобилите преминават под тях, без двата транспортни потока да си пречат.

Тунел от секции с теглото на малък самолетоносач

Подводният тунел е дълъг около 6,7 километра, като основната му част е изградена чрез потапяне на предварително произведени стоманобетонни елементи.

Общо са използвани 33 големи секции. Повечето са прави, но няколко са изработени с извивка, за да следват плавно трасето. Една стандартна секция е дълга около 180 метра, широка е почти 38 метра, висока е над 11 метра и тежи приблизително 76 000 тона.

Всяка секция е изработвана на сушата в контролирана среда. След завършването краищата ѝ са затваряни временно, а огромният елемент е извеждан във водата и теглен до точно определено място.

След това започвала една от най-трудните операции в целия проект. Секцията трябвало да се потопи бавно, за да бъде поставена върху предварително подготвено легло на морското дъно и да се свърже плътно с предишната част на тунела.

Отклонение от няколко сантиметра можело да затрудни свързването. В същото време теченията променяли посоката си, вятърът влияел върху плаващата конструкция, а движението на корабите не можело да бъде спряно за продължителен период.

В най-дълбокия участък тунелът достига приблизително 45 метра под морската повърхност, а над конструкцията е положен защитен слой от почва и каменен материал, който осигурява нейната устойчивост под натоварения навигационен канал.

Двата острова

За да се свържат мостът и тунелът, били необходими две стабилни точки над нивото на водата. Така се появили двата изкуствени острова, които днес изглеждат като естествена част от маршрута.

Под тях обаче няма здрава скала, а дебели пластове мека морска почва. При традиционно насипване меката основа щяла да изисква продължително укрепване и внимателно контролиране на слягането, което значително би забавило изграждането на островите и тунелните входове.

Затова инженерите използвали огромни стоманени цилиндри, забити дълбоко в морското дъно. Те оформили външния контур на островите, а пространството между тях било запълнено и укрепено.

Този метод намалил количеството материал, който трябвало да бъде изкопан от дъното, ограничил замътването на водата и позволил островите да бъдат оформени значително по-бързо от традиционните насипни конструкции.

Тайфуни, солена вода и 120 години експлоатация

Условията подлагат всяка конструкция на сериозно изпитание. Солената вода ускорява корозията, а влагата и хлоридите проникват през порите и пукнатините на бетона, като постепенно достигат до стоманената армировка. Тайфуните от своя страна носят силни ветрове, високи вълни и резки промени в теченията.

Мостовите участъци са проектирани така, че да издържат на екстремни натоварвания, а стоманата и бетонът са защитени чрез специални покрития, плътни смеси и системи за наблюдение.

Проектният експлоатационен живот е 120 години. Това не означава, че съоръжението може да бъде оставено без грижа за повече от век. Напротив, в конструкцията са вградени датчици, които следят вибрациите, движенията, натоварването и състоянието на отделните елементи.

Системите обхващат както подводния тунел, така и мостовите участъци, като следят деформации, вибрации, натоварвания, движения на фугите, корозия и промени в условията около конструкцията.

Строежът отвъд рекордите  

Работата по основното съоръжение започва през декември 2009 година, а движението е открито на 24 октомври 2018 година.

Зад тези почти девет години стоят хиляди работници, инженери, водолази, оператори на тежка техника и специалисти по морско строителство. Те работят върху временни платформи, плаващи кранове и участъци, разположени далеч от брега.

По време на строителството има и тежки инциденти със загинали и ранени работници. Тази част от историята не бива да остава скрита зад рекордите и впечатляващите размери. Всяко голямо съоръжение е резултат не само от изчисления и техника, но и от човешки труд, риск и отговорност.

Пътуването

Преди изграждането на връзката пътуването между отделни части на региона можело да продължи няколко часа в зависимост от трафика, фериботите и граничните процедури. Новото трасе съкращава значително придвижването между Хонконг, Джухай и Макао.

Най-интересната част от пътуването обаче остава скрита. Под автомобилите лежат десетки хиляди тонове бетон, свързани с изключителна точност. Под тях има подготвена основа, защитни пластове и системи, които непрекъснато следят поведението на конструкцията.