6.漂浮大陸：港珠澳大橋香港口岸漂移事件（一）
提起港珠澳大橋，應該是無人不知，無人不曉了。作為世界上最長的跨海大橋，工程界人士若能有機會參與到這樣的世紀工程中，應該會感到十分榮幸。而身為一名普通市民，能欣賞一下建成後的美景，也是一件十分賞心悅目的事情。
這樣的世紀項目註定了它是一個浩大繁複的工程。在建造過程中，確實也遇到很多前所未見，無前例可循的工程難題。其中，最著名（宣傳得最厲害）的應該是「E15管節回淤事件」。
這個事件相關的報道、分析，在網路上已經有相當多的資料，在此就不再贅述。今期，與大家分享的是港珠澳大橋項目遇到另一個工程難題：
香港口岸「漂移」事件
此事件只是在內地報刊上略有提及，並未有深入、詳細的報道。
由於香港口岸目前還在建造當中，所以抱歉有部分工程資料還不能與大家分享。在接下來的文章中，我會盡量站在一個旁觀者的角度，利用網路上能搜索到的資料，與大家一起深入分析本次事件。
1.香港口岸概況
港珠澳大橋全長55km，其中包含有四個人工島：珠澳口岸，東人工島，西人工島，香港口岸。
其中香港口岸人工島位於現有香港國際機場的隔壁，面積約150公頃。
香港口岸的主要有三個作用：
（1）西側連接香港國際機場及港珠澳大橋香港連接線；
（2）南側往市區方向接港鐵東涌線；
（3）北側往新界西北接屯門連接路。
是一個各地中轉連接的交通樞紐。
2.漂移事件的曝光
在2015年9月左右，有香港媒體報道爆出香港口岸出現了「漂移」現象。
隨後不久，內地相關媒體也援引了這則消息。
這就有點聳人聽聞了。看新聞標題，給人一種印象：整個人工島是「漂浮」在海上的，發生了漫無目的的漂移。
1912年，Alfred Lothar Wegener提出了「大陸漂移說」。他認為現今世界的各個大陸是從一個巨大陸塊中分裂，再漂移到逐漸達到現在的位置。
可以說，陸地出現漂移也不是不可能的。然而，大陸板塊的漂移可是在千億萬年的時間內逐漸發生的，一個小小的人工島，在短時間內，難道也會發生這種現象嗎？
3.路政署回應
為了探明是否確有其事，還是媒體在博眼球，我們需要看看官方是否有對此進行評論。在路政署的官網上，我找到了兩篇路政署的回應。
可以看出，路政署承認香港口岸人工島確實是出現了移動，最大約6~7m，發生在2014年底。
在兩年後，路政署再次對此事件進行了回應。
這兩篇刊文雖然只是寥寥數語，但其中包含的信息量其實不少：
（1）並不是整個人工島出現漂移，僅是海堤發生了過大位移；
（2）發生過大位移的海堤，最大位移達6~7m；
（3）事件在2014年底被發現；
（4）在2014年底事件發生後，海堤進行了加固。
哦……原來只是香港口岸人工島的圍海海堤出現了移動。但是，相比起城市基坑以厘米計的水平位移量，6~7m依然是個天文數字。怎麼會發生這麼大的位移呢？
4.推理序章：收集數據
作為一名合格的偵探…不，工程師，必須要收集到足夠的資料，才能撥開迷霧，找尋到我們需要的真相。
首先，我們要知道所在地的地層條件。
基本上可以劃分為兩大層：淤泥（Marine Deposit）和沖積土（Alluvium）。淤泥的厚度在17m~24m不等，下卧相對堅實的沖積土層。
淤泥層的不排水抗剪強度分布得也比較均勻，自頂部5kPa沿深度逐漸遞增至30kPa。怎麼說呢，到了底部之後也不算性質很差的淤泥吧，其不排水抗剪強度接近排水固結法處理後的地基強度。
其次，我們再找找海堤是個什麼結構形式。
這可以說是一種傳統的結構形式再創作。首先在海堤底面打碎石樁做地基加固，然後在海堤約中部位置插入一個直徑約33m的大鋼圓筒，最後拋石塊形成海堤。這種新舊結合的感覺，大概和看到一個明朝人在玩手機差不多吧。
直接看三維效果圖會更加直觀一點。
至此，在我內心已經劃掉了之前預設的可能：海堤在淤泥層滑裂導致位移過大。
在圖中很明顯可以看出，碎石樁與大鋼圓筒都已穿透淤泥，進入了相對堅實的沖積土層；退一步說，即使把碎石樁都取消掉了，單憑海堤中間杵著一個直徑33m的大圓柱，也足以抵擋海堤的滑裂。
5.推理次章：位移比對
在暫時沒有新的探索方向之前，我決定先對比一下計算與實測的位移情況。
在實際施工中，海堤後方的回填土要填出海平面8m左右，相當於在海床面上填高16m的回填料。此時對應的計算位移最大值是約0.56m，出現在海堤的坡腳。
根據媒體調查的情況，海堤的位移情況如下。
出於對媒體的不信任，我又找到了路政署的統計數字進行核對。
可以看到，媒體給出的數字並不是空穴來風，與路政署的說法較為吻合。這時候情況就變得很有趣了。通過計算值、實際值兩者的對比，我發現了其中一些蹊蹺之處：
（1）實際位移遠大於計算值（數量級之差）；
（2）計算最大位移處在海堤坡腳，實際最大位移處在鋼圓筒處；
（3）東面，北面發生的位移最嚴重；
（4）西面的鋼圓筒位移正常（或不嚴重）。
請大家留意一下第（4）點。這點沒有在任何一處出現過，是根據之前的信息推理出來的。然而，這點卻非常重要。為什麼呢？
我們思考一下：在相近的地質條件，相同的建造工藝下，為什麼相較於其他方向，西面沒有出現位移過大的情況？
為什麼計算值會與實際值相差這麼大？
經過了長時間的激烈思考（10分鐘）後，我認為這兩個問題都指向了一點：有一個因素忽略了，而這個因素就是謎底：海堤發生位移過大的關鍵。
我再次回到了對計算結果的思考上。本次人工島的海堤採用二維模型計算。利用其建模，基本上每一個施工步驟下，海堤和地層各種應力應變都已經計算得出。
各種情況都有了，所以模型與真實情況之間到底是差什麼呢？
時間與空間！
沒錯。雖然有限元模型把每一步都考慮得很仔細了，但卻沒有考慮每步施工的持續時間和實際工程中空間上的分布（三維效應）。
為了驗證這個想法，我需要知道在海堤出現「漂移」之前，香港口岸整個人工島的施工步驟，與每一步的實際時間。
6.推理叄章：施工步驟研究
如之前路政署的回應，事件發生在2014底。我們不妨假設這個具體的時間為2014年12月。請大家先記著這個時間。
接下來，我們來看看海堤結構的大致施工步驟。
以2014年12月為界線，我們利用google earth的時間功能，再來看看從項目動工（2011年底）到事件發生前夕的實際施工情況。
2012年11月（事件發現前25個月）
此時，可以看出部分區域的碎石樁已經打設完畢，人工島的東南角少數幾個鋼圓筒支架已經在安裝。
2013年1月（事件發現前23個月）
2個月後，東北角的鋼圓筒也進入了安裝程序。
2014年4月（事件發現前8個月）
鋼圓筒大部分都已經安裝完畢，早在2013年底已開始了填海作業。至14年4月，人工島西側約一半已填出海平面。
2014年10月（事件發現前2個月）
想知道海堤伸延事件發生前2個月發生了什麼嗎？
敬請關注下期文章「7.漂浮大陸：港珠澳大橋香港口岸漂移事件（二）」
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