【案例呈现】
2018年10月23日上午，港珠澳大桥正式开通仪式在广东珠海举行，习近平总书记出席仪式并宣布其正式开通。是什么样的工程让党和国家最高领导人如此重视？这就是跨越伶仃洋，东接香港，西接广东珠海和澳门，由粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程——港珠澳大桥。
从珠海景色最美的滨海道路——情侣路上向东远眺，全长55公里的港珠澳大桥宛若蛟龙，蜿蜒腾越于蔚蓝色的海面上。这是世界上最长的跨海桥梁工程，也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程：在风大浪急的外海搭建使用寿命120年的钢铁巨桥、在海底40多米深处建造最长的沉管隧道、穿越30万吨级航道和白海豚保护区的施工现场……可以说，每一项挑战都前所未有，被英国《卫报》评为“新的世界七大奇迹”之一，也被人们誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”。
目前，世界上有几个著名的跨海通道工程，如美国切萨皮克跨海工程，长度19.7公里、海上人工岛面积3.2万平方米、海底沉管隧道3.3公里；韩国巨济岛—釜山连岛大桥，长度8.2公里、没有建造人工岛、海底隧道3.7公里。但我国的港珠澳大桥，跨海段长度有22.9公里，还要建设两个10万平方米的人工岛，海底隧道长度达5.9公里，它是如何实现的呢？“港珠澳大桥是一座名副其实的科技大桥，在这些世界级挑战的背后，是一系列创新攻坚和科技支撑的强力驱动。”港珠澳大桥管理局总工程师苏权科表示。
从上空俯瞰港珠澳大桥，巨龙在离岸20多公里处倏忽隐没，再在6公里外腾空而起，连接两端的小岛状似蚝贝，工作人员都亲切地称其为“贝壳岛”。这个贝壳岛不简单。在外海“无中生有”造出两座面积10万平方米的小岛，且当年开工、当年成岛，创造了世界纪录。“我们首创了外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术，仅用了221天就完成两岛筑岛，缩短工期超过2年，还实现了绿色施工。”苏权科介绍，采用传统的抛石填海、围堤筑岛技术，工期长达3年，会对周边环境及航道产生极大影响。科研人员设计了多种方案，最后探索出外海快速筑岛技术，即采用120个巨型钢圆筒直接固定在海床上插入海底，再在中间填土形成人工岛。“每个圆筒直径有22米，大概和篮球场一般大；最高达51米，相当于18层楼高；重达550吨，与一架A380‘空中客车’相当。”
港珠澳大桥的岛隧工程是世界首例深埋沉管。海底沉管隧道，同样也是庞然大物。5.6公里的沉管隧道由33个巨型混凝土管节组成，每个管节长180米、宽38米、高11.4米，重量达8万吨。
“要让这些管节在海底软基环境下对接安放，难度堪比航天器交会对接，需要精准的遥控、测绘、超算等一系列技术支撑。”沉管隧道设计与施工关键技术课题研究负责人徐国平介绍，在水下近50米建设深埋沉管隧道，在国际上也被视为“技术禁区”。“传统沉管隧道都是‘浅埋’，但港珠澳大桥的沉管顶部荷载超过传统沉管5倍，如果按照国外经验，采用节段式管节（柔性），有可能出现接头抗力不足、接头漏水等风险。”徐国平说，技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理，创新提出“半刚性”沉管新结构。这一方案与国外专家提出的“深埋浅做”方案相比，节省了工期。
“沉管隧道建成后，会不会渗水是成败的关键。因为33个管节之间有大接头，每个管节又有7个小接头。地基的不均匀沉降、剪力键的结构、止水材料的性能以及地震等因素，都有可能导致隧道漏水。”徐国平说，为了攻克这些难题，他们与多个单位合作攻关，就连制作止水带的材料也用了两年多时间自主研发。“国外类似沉管接头的正常漏水率是5%~10%，半刚性结构改善了沉管结构的防水性能，港珠澳大桥沉管隧道首次做到了无一处漏水。”
港珠澳大桥是百年工程，比国内其他桥梁“长寿”20年，使用寿命高达120年。作为世界最大的钢结构桥梁，大桥仅主梁钢板用量就高达42万吨。“这相当于10座鸟巢或60座埃菲尔铁塔的重量，能抗16级台风、7级地震。”苏权科说，大桥的钢桥面铺装面积达到50万平方米，也创造了世界纪录。今年强台风“山竹”登陆时，当全国人民都为港珠澳大桥捏一把汗时，它稳固屹立。
更让人惊叹的是，这座大桥全部采用了“搭积木”的方式来建造。港珠澳大桥的所有构件，无论大小，包括上千吨重的桥墩、桥身和100多米高的桥塔，都是在岸上工厂整件制造，然后运至海上，像“搭积木”一样拼装在一起，实现了精密制造、精密安装。
“世纪工程的完工，超级难题的解决，是千千万万人努力的结果。”港珠澳大桥自2003年前期筹备工作开始至今，这个超级工程以国家科技支撑计划项目研究为主线，集结了我国在桥梁设计和施工、材料研发、工程装备乃至生态环保领域的200多家科研单位、上千名科技工作者，开展包括水文、气象、地质、地震、测绘、环境等各方面的科研专题研究300余项，获得发明专利授权逾百项、发表论文逾500篇、创建工法逾40项，是名副其实的高科技工程。如今，中国的桥梁和高铁一样，已经成为中国走向世界的一张名片。
【案例点评】
历史唯物主义历来重视科学技术。马克思曾把科学理解为“一般生产力”。但科学技术本身还不属于直接的生产力，它需要经过生产力中的实体性要素和中介环节，转化为现实的生产力。今天，随着现代科学技术革命的到来，科学技术的地位和作用越来越重要，被称为“第一生产力”。科学技术不仅成为经济增长中最重要的因素，对经济增长的作用越来越大，也给人类社会和人与自然、人与人的关系注入了新的因素。本案例中的港珠澳大桥是中国实现科技创新的又一大成果。在风大浪急的外海搭建使用寿命120年的钢铁巨桥、在海底40多米深处建造最长的沉管隧道、穿越30万吨级航道和白海豚保护区的施工现场……每一个难题的完成都是一项科学技术的创新，带来巨大的经济财富和文化价值，同时也转变和影响着人类对于人与自然、人与社会以及人与人关系的认识，而这一切都源于科学技术创新与革命。
【教学建议】
本案例适用于原理课第三章第二节“社会历史发展的动力”第四目“科学技术在社会发展中的作用”中“科技革命是推动经济和社会发展的强大杠杆”内容的教学。教师可播放相关视频，让学生总结中国在港珠澳大桥修建中取得的科学创新成果，分析科技创新所产生的重大影响，思考为什么我们一定要进行科技创新，从而更好地理解“一个国家、一个民族，只有在科技上不断进步和突破，才有可能实现经济社会的快速发展”，更全面地把握创新的意义和价值。
