借鉴港珠澳大桥人工岛建设方案，
可大幅降低台湾海峡北部海上人工湖海堤施工难度和成本。
在大桥主体工程方面，连接桥梁和海底隧道的东、西人工岛采用钢圆筒围堰方案，即
岛体结构采用深插式大直径钢圆筒和抛石斜坡堤组合结构，钢圆筒沿人工岛岸壁前沿线布置，
西人工岛使用61个钢圆筒，东人工岛则使用钢圆筒59个。
每个钢圆筒直径22米，高40．5米至50．5米，重约500吨。


图： 人工岛围堰钢筒

港珠澳大桥建设——海中建起人工岛

2010年11月25日，中国交建与港珠澳大桥管理局签订合同，以设计施工总承包方式建设港珠澳大桥主体工程——岛隧工程，这是整个工程的核心。中国交建总工程师林鸣出任项目部总经理。

第一战是要以最快的速度在海中建起两个人工岛。

正式签订合同之前，林鸣和他的团队就开始思考深海筑岛的方案。一个基本的着眼点是，在深海筑岛，人工岛面积很小，这就要求尽量少用船舶、尽量简化工艺，这是传统的工艺难以实现的。而要实现环保、确保质量、确保工程进度，就要考虑大型化、标准化、预制化。

伶仃洋的气象、海况、中华白海豚保护、工期、质量、安全，考虑这些因素，传统工艺的施工风险难以让人放心。在一次技术交流会期间，一个大胆的构想突然闪过林总的脑海――用大直径钢圆筒围成人工岛。设计可行吗？林鸣随即掏出手机，向全国工程勘察设计大师王汝凯说出了自己的灵感，2009年，林鸣向王妆凯正式提出用钢圆筒做人工岛防护结构的方案。

几轮分析比选之后，方案最终敲定：大直径钢圆筒深入海底，快速形成人工岛，大大减少船机及海上作业的时间，大圆筒良好的稳定性和止水性能，为后续工作提供了一个稳定的环境。中交四航院开展了12个月的研究，完成了初步设计。

港珠澳大桥是一个国际级工程，吸引了世界著名公司参与竞标。在港珠澳大桥香港口岸人工岛工程中，日本一家企业向业主推荐了传统的钢板桩方案，也希望能在隧道人工岛中采用这种工艺。在投标中，中国交建拿出钢圆筒方案，让日本人非常惊讶，但是也带着怀疑，香港同行也在怀疑。

这是国际性的竞争。日本企业也是大牌公司，提出的方案也很先进，怀疑也很有道理。中交团队的信心来自于强大的钢结构制造、运输、振沉施工一体化能力，把钢结构制造、运输、安装、海洋工程装备与水工、疏浚结合起来，会对工程建设传统工艺起到创造性的推动作用。但是，加工制造出这些大块头、然后从生产基地运到现场、最后沉入海底，都需要新思路。

精细化勘察

把钢圆筒打入海底，首先需要摸清海底地质情况。同样，筑岛、海底沉管的安装，同样要搞清楚地层结构，精确了解海底的详细情况。这需要勘察先行。

翻开岛隧工程地质勘查图纸，密密麻麻的标注着170多个钻孔，400多个测试孔（CPTU孔）。每个孔都需要船舶驻位、钻探测试、取样分析等多个环节。只有这样，才能彻底了解港珠澳大桥所在海底的详细地质情况。2010年12月，勘察团队出海，高峰期超过20条船的勘察舰队，开展了岛隧工程的精细化勘察。

所有这些努力，核心是不扰动原土。也就是说，在钻探、取样、运输、分析的全过程中，不能改变土质的分层分布等原来面貌，只有这样，才能精确了解地质情况。据项目负责人介绍，数据显示，对原样分析后，95%以上的原样土为一级不扰动样，远高于国内常规水上勘察结果。经专家评定，勘察质量达到了世界先进水平。

2011年1月，岛隧工程首批设计图提交纸。

中西合璧造“大锤”

钢圆筒直径22米，最高50.5米，共120个。把它们打入深海，需要足够能量的振动锤。设备选型是第一要务。在明确了振沉系统性能要求后，中交一航局向全球发出了联合开发振沉系统的邀请。

很快，美国APE公司、美国ICE公司、荷兰ICE公司和上海振中公司，四家振动锤巨头均提交了精细的实施方案。三轮分析过后，APE公司胜出。

这个前所未有的庞然大物，决不是简单的振动锤组拼，而是多项中美高端制造业优势融合。整个振沉系统中，振动锤、同步装置、动力站、液压油管、液压夹头等从美国引进，共振梁、吊架等由中国交通建设旗下上海振华重工制造。

APE公司总部位于美国华盛顿州西雅图。单台APE600液压振动锤已有工程应用，但采用8台APE600振动锤联动振沉超大型钢圆筒却是中国人的构想，这是首次，需要解决的关键问题就是多台振动锤的同步工作问题，即电气同步、液压同步和机械同步。

2009年4月12日，从美国发出的184吨的8台振动锤分21个集装箱陆续到达上海振华重工，振华重工也完成了其他设备。4月23日，振沉系统空载试振一次成功。

千里之外量身定做

钢圆筒的制作也在上海齐头并进。

6万吨钢材，要在7个月内完成加工、运输，需要强大的生产基地和运输能力，“放眼全球，能够做到这一点的企业也不多。”“以钢为纲”的振华重工得以大显身手。钢圆筒共有120个，西人工岛钢圆筒61个，东人工岛51个，都是超高超大。钢圆筒制作原理比较简单，把钢板处理成弧形，然后焊接成筒，就好像做木桶一样，再把一节节短筒焊接成长筒。

工艺难点在于焊接。短筒越多，焊缝就越多，焊接量就越大，工期紧张的情况下，质量控制难度就越大。振华重工的大型生产基地发挥了作用。

制作完成，需要从上海长兴岛基地运输到珠江口的工地，行程1600公里。7万吨的运输船，运送一个500吨的钢筒，似乎不是难题，习惯于远洋运输超大构件的振华船队并不担心完不成任务。第一次，一条大船装载着首个钢圆筒，和振沉动力系统也就是“大锤”，两条拖轮护航，船上由日本WINI公司每天两次提供气象导航信息，同时根据英国BMT公司提供的海区海浪谱数进行海运计算。5月7日，才顺利抵达珠海。

一船运一个，显然太慢，效率还必须提高。第二船装载了9个钢圆筒，总重4059吨，这一次走了68小时。

打下“定海神针”

5月15日，伶仃洋海面上， 1600吨起重船“振浮8号”吊着振沉系统和钢圆筒，在自主研发的“钢圆筒打设定位精度管理系统”的引导下，正确定位，完成入泥自沉后，随着 “开始振沉”指令的发出，中控计算机同时启动8台动力柜和8台振动锤，世界最大的振沉系统第一次开始负载运转。

水到渠成。10分钟，钢圆筒达到了入泥深度21米的设计标高，垂直度偏差控制在1/1000以上。这是一个世界纪录。大型船舶用在施工中，这是第一次，大家都不熟悉。指挥振沉的工程师孟凡利已经是水工工程老手，他也需要调整：“240米长、50米宽、8万吨、8米吃水的大船，从来没有在施工中用过的。以往施工中，运输船是辅助船舶，但这个大家伙到了现场，马上成为中心，传统意义上的主要施工船要围着它转，这就需要工艺的调整。”

抛锚就是个难题。运输船抛锚线，施工工区根据现场潮流等因素确定四个浮筒位置，运输船必须进驻到浮筒之间，并且四个角分别用三条缆绳与四个浮筒连接以固定轮船位置。

据振华重工项目经理姚正华介绍，看似简单的活，却是没有两三个小时拿不下来。他对第三船钢圆筒的驻位印象深刻。早上五点半，大船缓缓靠近浮筒，姚正华上起锚艇指挥驻位，但因潮水影响，大船无法顺利驶进四个浮筒内规定位置，只能调头重新来一次。第二次眼看着驻位成功，即将开始带缆系浮，却天公不作美，下起了瓢泼大雨。海面上一片迷茫，什么都看不见，无奈之下只能停止驻位，等待雨停。终于等到雨停，第三次的系浮驻位重新开始。这次终于顺利驻位成功也系浮成功。这时已经是晚上八点半了。

而直径22米、高40多米的钢圆筒，每一个都有一个规定位置，最终振沉位置的误差仅允许在10厘米，虽然是圆形，却不能转动一点圈，转动一点圈都有可能导致位置完全不符合要求。

9月11日，西人工岛钢圆筒合围，主体结构完成。珠江口开阔的海面上，61个巨大的钢圆筒插入水中，然后合围成一个蚝贝形的圆圈。串成这个项链的每一个“珠子”的技术参数是：钢圆筒，直径22米，最高超过50米，重500多吨。就体积而言，接近于一个完整的10多层楼房。

钢圆筒在上海长兴岛制作，批量海运到珠江口工地，最后用大型专用设备振沉至水下30多米。这是一种前所未有的工艺，其工艺设计、施工组织方案在今年4月下旬通过交通运输部专家组评审。

钢圆筒合围之后，岛内填入砂料并加固地基，圆筒外再用混凝土块体等加固防护，最后，坚实的人工岛“拔海而起”。两个人工岛通过海底沉管隧道连接，人工岛与内陆通过桥梁连接，这就是港珠澳大桥。人工岛是控制性工程之一。

以钢圆筒的方式在深海形成人工岛，是一种全新的工艺。传统的成岛工艺，或者通过连续的钢板桩围成，或者通过大型混凝土沉箱围成，或者大规模开挖换填构筑。中国交通建设股份有限公司总工程师、中国交通建设股份有限公司联合体港珠澳大桥工程岛隧项目部总经理林鸣表示：“用不同的工艺，都能实现成岛的目标，但钢圆筒工艺和传统工艺相比，效率不可同日而语。而且，前者在质量和环保方面更有优势。”

“如果按照传统的办法，我们的工程干不成。传统的方式可以完成任务，但工期就没了。所以当时一定要找一条出路，这是人工岛建设，一定要找一个出路，找一个快速建岛的出路。基于这个东西，我们想到钢圆筒，圆筒打完，把整个工程一分为二，里面是里面，外面是外面，平行的作业，尽快的形成。”林鸣说。

随着西人工岛主体合围，所有的怀疑变成了彻底叹服。一家国外咨询机构参观了钢圆筒的实施过程，他们的态度也是由怀疑到叹服，他们表示，成功应用这样的工艺，在世界范围内，只有中交能够做到这一点。

看来这种钢圆筒围堰技术比传统的沉箱技术更先进。
沉箱技术一般要把海地淤泥挖丢，箱子才能固定。
而圆筒技术，淤泥不用挖，直接打入海地固定。

所以现代工程技术发展之快， 超出想象。

看来这种钢圆筒围堰技术比传统的沉箱技术更先进。
沉箱技术一般要把海地淤泥挖丢，箱子才能固定。
而圆筒技术，淤泥不用挖，直接打入海地固定。

所以现代工程技术发展之快， 超出想象。

港珠澳大桥人工岛施工图：

1）钢圆筒围堰：






2）围堰圈内填土造岛：






3）围堰外围抛石加固：

全球风电和光伏成本持续走低 化石燃料发电风光不再

科技日报 2015/10/20

15日公布的一份分析报告显示，可再生能源与化石燃料发电成本的较量正在发生显著变化。以风电和光伏发电为代表的可再生能源，在价格上正在变得更加亲民。在一些欧洲国家，陆上风电甚至已经完全具备了与天然气、煤炭发电竞争的能力。可再生能源发电成本下降如此之快，完全超出了人们的预期，就连一些业内人士都不由感叹：5年到10年前这还是件无法想象的事情，如今竟真的成了现实。

成本一降一升 新能源发展势头正劲

这项来自彭博新能源财经的研究，根据全球数以千计发电项目的经营和项目并购交易数据，计算出2015年下半年各种发电技术的度电成本（发电项目单位上网电量所发生的成本）。该报告称，目前为止，应用最广的两种可再生能源技术——陆上风电和光伏发电的成本，从今年开始均有所下降，相反，天然气和煤炭的发电成本却出现上升势头。

报告显示，全球陆上风电的平均度电成本从上半年的每兆瓦时85美元降至下半年的83美元；而光伏发电的成本下降幅度更大，从129美元降到了122美元。

同期，美洲煤炭发电的成本从每兆瓦时66美元上升到了75美元，亚太区从68美元升至73美元，欧洲地区从82美元升至105美元。美洲联合循环汽轮机发电成本从76美元升至82美元，亚太从85美元升至93美元，欧非中东从103美元升至118美元。均出现了较大幅度的上涨。

价格有高有低 不同技术之间差异大

值得引起注意的是，在发电行业，就成本而言，不同的衡量指标往往会产生不同的结果，有时差异甚至会极其巨大。在设备价格权重较高的可再生能源发电领域，这一现象更为突出。因此，相对于传统的比较价格，度电成本更为科学。因为它不仅考虑每度电的边际发电成本，也会把先期资本投入、开发费用、融资成本以及运维费用考虑在内。

报告分析称，不同低碳能源技术在成本上的差异也十分明显。2015年下半年，海上风电的全球平均度电成本从每兆瓦时176美元降至174美元，但仍显著高于陆上风电、太阳能光伏发电、煤炭或天然气发电。生物质能发电的度电成本变化不大，稳定在每兆瓦时134美元。核能较为特殊，从全球范围看类似于煤炭和天然气发电，但不同地区间的度电成本差异很大。统计显示，同期美洲和欧非中东的核电度电成本均呈现上升，分别增至每兆瓦时261美元和158美元。

从国家层面分析，在英国，2015年下半年陆上风电成本平均为每兆瓦时85美元，低于联合循环汽轮机发电和煤炭发电的115美元；在德国，陆上风电为80美元，亦分别低于天然气和煤炭发电的118美元和106美元。因此，可以说，英国和德国的陆上风电已具备了与天然气、煤炭发电竞争的实力。

报告显示，在中国，陆上风电成本介于燃气发电与煤炭发电之间，为每兆瓦时77美元，后两者分别为113美元和44美元。太阳能发电则为109美元。在美国，煤炭和天然气仍相对便宜，度电成本为每兆瓦时65美元，分别低于陆上风电和太阳能发电的80美元和107美元。

市场瞬息万变 今后走向仍有待观察

今年3月，欧盟议会环境委员会以压倒多数通过支持启动《市场稳定储备》，用于作为欧盟长期不振的碳市场的价格缓冲。并计划在2018年建立，并在该年12月31日将这项储备投入运行。

彭博新能源财经欧非中东区主管瑟伯˙亨博思特称，煤炭和天然气的发电成本上升或许在很大程度上与这项即将建立的储备机制和发电小时数的减少相关。而陆上风电和太阳能发电成本继续走低则要归因于设备和融资成本的降低。对于不同地区间在发电成本上出现的差异，该机构分析师表示，这一现象受更多因素的影响，例如美国页岩气发展、可再生能源渗透率较高地区的各种技术发电小时数变化、东亚本地天然气产出缺乏、欧洲碳价、世界各地核电管制不同以及太阳能发电资源丰匮程度等。对各种能源技术而言，虽然大趋势上已经逐渐明了，但具体的走向还有待进一步观察。

解决咸海危机，即向咸海供水300亿方/年，不会影响我国西北大开发。

因为是从台湾海峡人工湖取水，该人工湖很容易建造成调节库容达2000亿方，
水源储备非常充足， 足够保证向咸海和我国北方地区供水。

而且向咸海供水，不是免费的。
所以二者不会冲突。

有网友仍然建议把海上人工湖放在苏北沿海，这样可节省投资。

但是其存在如下问题：

1）苏北沿海水深大部分少于20米，如果要建海上人工湖，
按库容2000亿立方米来计算，人工湖面积将超过2万平方公里，
海堤几乎要到达黄海中线，严重影响我国南北海运，
更严重的是导致黄海洋流形态大改变，
必然导致不必要的外交纷争。

2）如果在苏北沿海建人工湖，就得在长江下游开凿大型运河，
从长江分流一部分水到该人工湖。
但不能从长江引洪，，否则淮河的防洪能力将大幅下降，
危害极大。

3）由于该人工湖太靠近长江口，面积又极其巨大，
长江口洋流必然也会受到重大影响，
长江出海泥沙的沉积范围也必然发生重大改变，
后果难以预测，不可轻举妄动。

因此海上人工湖布置在苏北沿海是不可行的。

更正：

人工湖面积将超过15000平方公里

@唯我封神 2015-10-22 21:04:01
疲秦计太多，烦不胜烦，作为水运河道，要过万吨巨轮，一，就是要有一定的水量，一定的航深，二，就是要平缓，地形变化不是太大，如果地形落差太大，那定是水流滔急，流量必然很大。以我国长江为例，万吨巨轮就只能到武汉，从长江口到武汉，近1000公里，还武汉的海拨，大家可以查的到，这样你就能算出它的地形平缓度和水流时速了。再说黄河，好像还通不了万吨轮吧，一些小船最多也就到三门峡水库吧。再来看看楼主的这个疯狂构......
-----------------------------

你这个观点是不正确的。

中亚国家之所以落后，与气候条件有极大的关系。
埃及文明现在不也是一塌糊涂吗。

中亚国家土地广阔，人口不多，因此大国容易参与，
何况中亚是中国西进必经之路，
如果打通欧亚运河并且由中国向该运河提高水源，
那么中国影响力覆盖到里海是没有问题的。

还有，你怎么会认为运河的水是从蒙古高原海拔1300米流到渤海呢？
难道不能搞梯级渠化，用船闸逐步降低吗？

从港珠澳大桥人工岛填海工程技术来看，采用钢圆管围堰新技术，
使填海技术难度和围堰成本大幅降低。

如果台湾海峡北部海上人工湖也采用这种围堰技术，
人工湖海堤的造价至少减少30% 左右。

虽然目前该技术的钢圆筒长度最大才50米，
而台湾海峡北部，水深超过50米，甚至达到70米，
钢圆筒最大长度至少要90米（包括打人海底部分，大约20米左右），
这还需要一个技术的提升，估计问题不是太大。

@唯我封神 2015-10-22 21:04:01
疲秦计太多，烦不胜烦，作为水运河道，要过万吨巨轮，一，就是要有一定的水量，一定的航深，二，就是要平缓，地形变化不是太大，如果地形落差太大，那定是水流滔急，流量必然很大。以我国长江为例，万吨巨轮就只能到武汉，从长江口到武汉，近1000公里，还武汉的海拨，大家可以查的到，这样你就能算出它的地形平缓度和水流时速了。再说黄河，好像还通不了万吨轮吧，一些小船最多也就到三门峡水库吧。再来看看楼主的这个疯狂构......
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@DongNanx 2015-10-23 09:22:12
你这个观点是不正确的。
中亚国家之所以落后，与气候条件有极大的关系。
埃及文明现在不也是一塌糊涂吗。
中亚国家土地广阔，人口不多，因此大国容易参与，
何况中亚是中国西进必经之路，
如果打通欧亚运河并且由中国向该运河提高水源，
那么中国影响力覆盖到里海是没有问题的。
还有，你怎么会认为运河的水是从蒙古高原海拔1300米流到渤海呢？
难道不能搞梯级渠化，用船闸逐步降低吗......
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@唯我封神 2015-10-24 23:55:58
国家影响力就是搞运河，不搞运河就不是国家影响力，算了，你这个太菜，我懒的说了
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当然国家对外的影响力，可以多种渠道。

中国对中亚的影响力，尤其摆脱俄罗斯对中亚的影响，
通过开凿从中国到里海的运河，是最有效途径。

@唯我封神 2015-10-22 21:04:01
疲秦计太多，烦不胜烦，作为水运河道，要过万吨巨轮，一，就是要有一定的水量，一定的航深，二，就是要平缓，地形变化不是太大，如果地形落差太大，那定是水流滔急，流量必然很大。以我国长江为例，万吨巨轮就只能到武汉，从长江口到武汉，近1000公里，还武汉的海拨，大家可以查的到，这样你就能算出它的地形平缓度和水流时速了。再说黄河，好像还通不了万吨轮吧，一些小船最多也就到三门峡水库吧。再来看看楼主的这个疯狂构......
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@DongNanx 2015-10-23 09:22:12
你这个观点是不正确的。
中亚国家之所以落后，与气候条件有极大的关系。
埃及文明现在不也是一塌糊涂吗。
中亚国家土地广阔，人口不多，因此大国容易参与，
何况中亚是中国西进必经之路，
如果打通欧亚运河并且由中国向该运河提高水源，
那么中国影响力覆盖到里海是没有问题的。
还有，你怎么会认为运河的水是从蒙古高原海拔1300米流到渤海呢？
难道不能搞梯级渠化，用船闸逐步降低吗......
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@唯我封神 2015-10-24 23:55:58
国家影响力就是搞运河，不搞运河就不是国家影响力，算了，你这个太菜，我懒的说了
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当然国家对外的影响力，可以多种渠道。

中国对中亚的影响力，尤其摆脱俄罗斯对中亚的影响，
通过开凿从中国到里海的运河，是最有效途径。

@DongNanx 2015-09-17 18:58:50
续2：
在回答“水从哪里来”的问题之前，我们首先来分析一下运河需要多少水？
下面分成两部分来探讨需水量：
第一部分咸海需水量分析
由前面分析可知，要解决咸海危机，至少每年要保证来水600亿方。为了节约调水成本，建议从中国调水300亿方，加上咸海目前来水还有100亿方，再通过推广节水措施应该很容易增加来水100亿方，同时利用里海---咸海运河从里海调水100亿方，总计600亿方，那么咸海恢复到6万多平方......
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@了不起的棒子 2015-10-25 11:48:44
太湖才三四米的水深，把它往深了挖。。。
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如果要成一个库容达2000亿立方米的人工湖，
估计要挖泥土差不多要2000亿方左右，
平均每年挖10亿方，也要挖200年，
那么这些土要丢到在哪里呢？

通过反季节调水，再结合一些工程技术措施，

完全能够做到欧亚运河中国境内段在-30度不封冻，
基本达到年通航保证率在90% 左右。

如果运河走哈密--吐鲁番---乌鲁木齐， 那么就途径吐哈盆地的“百里风区”。
该区域最大风级12级以上。

百里风区是指兰新铁路红旗坎站-小草湖站-红台站-大步站-十三间房站-红层站-了墩站 全长123公里的区间
这个区间一年有320天都在刮八级以上大风·12级的风说刮就刮·


因此运河线路可能要走北疆的准格尔盆地南缘，再到乌鲁木齐和阿拉山口。

查了有关船舶方面的技术参数，
一般情况下万吨级以上的海轮抗风能力都超过8级大风，
如果是5万吨级以上的海轮， 可抗10级以上大风。

这类船舶在远洋运输，海况比运河复杂的多，
大风天气，海浪甚至高达10米，而运河不可能出现这样的大浪。

因此欧亚运河如果能够按10万吨级或20万吨级航道
规划，那么新疆百里风区应该不是问题。

再者， 如果在百里风区大规模布置大型风力发电机，
使大风遇到阻力，也可以增加船舶安全性。

欧亚运河中国段沿程海拔高度变化示意图

随着全球气候暖化，现在北极航道一年都可以通航3--4 个月，
那么能不能采取一些人工措施，实现欧亚陆海运河90% 天数可通航呢？
比如在温度零下20度左右还能通航。

根据黄河凌汛有关记录资料，自从修建了刘家峡水库，黄河兰州段已经
40年不封冻。
兰州最低温度将近零下20度。
因此只要合理布局水库和运河线路，
运河很可能可以做到90%天数可通航，
如果遇到 零下20---25度，
采取破冰船破冰。

如果遇到零下25度以下极端寒冬，运河才封航。