Maailman pisin – HZMB-silta

Uskomattomien mittasuhteiden työmaa valmistuu, kun Hongkongin, Macaon ja Zhuhain välillä avataan maailman pisin merisiltayhteys. 55 kilomerin pituinen silta- ja tunneliyhteys yhdistää kolme nopeakasvuista metropolia toisiinsa. Rakennustaito pääsi tutustumaan työmaan viimeistelyvaiheisiin marraskuun 2017 lopussa.

Zhuhai, Hongkong. ”On se valtavan kokoinen ja kaunis”, ovat ajatukset, kun ajamme 23 kilometriä yhtäjaksoisesti meren yli kulkevalla sillalla, eikä muita kulkijoita näy. Silta yhdistää Helmijoen suiston kuhisevat metropolit Hongkongin, Macaon ja Zhuhain kiinteästi toisiinsa.

Monista silloista, tekosaarista, yhteysteistä ja tunnelista koostuvaa 55 kilometrin pituista yhteyttä kutsutaan lyhenteellä HZMB ja kansan suussa yksinkertaiseksi The Bridge. Kokonaisuutena se on maailman pisin merisiltayhteys. Pelkästään pääsilta on kolme kertaa pidempi kuin televisiosta tuttu Juutinrauman silta.

Alun perin jo vuonna 1982 hongkongilaisen miljardöörin Gordon Wu Ying-sheung unelmoima projekti oli vierailumme aikana marraskuun alussa viimeistelytöitä sekä muutamaa Hongkongin pään yhdystietä ja maahantuloviranomaisten rakennusta vailla valmis. Moneen kertaan lykätty avajfaaispäivä on viimeisimpien lupausten mukaan kevään 2018 aikana.

Mahtisilta

Pääosin parinkymmenen metrin korkeuteen merenpinnasta kohoava ja reilut 33 metriä leveä pääsilta on osa valtavaa hanketta, johon on loppuvuodesta 2009 alkaneiden ja suurelta osin vuoden 2017 lopussa päättyneiden rakennustöiden aikana käytetty miljoonia tonneja betonia. Terästä on kulunut yksistään siltarakenteisiin 425 000 tonnia.

Sillan vaikuttavimmat osat ovat sen kahdessa eri kohdin korkeimmillaan 163 metriin kohoavat teräsbetoniset kannatinpylväät eli pylonit. Ne kannattelevat kolmea vinoköysisiltaa, joista pisimmän jänne on 460 metriä. Esimerkiksi Heinolan Tähtiniemen sillan pyloni on 105 metriä ja pisin jänne 165 metriä. Pylonit tuotiin rakennuspaikalle elementteinä, jotka liitettiin yhteen valtavien nostolaitteiden avustamina.

Sillan kannen tukirakenne koostuu 110 metriä pitkistä ja 2 300 tonnia painavista teräselementeistä. Niiden päälle on liitetty molemmille kolmikaistaisille ajoradoille 85 metriä pitkiä ja 2 000 tonnia painavia teräsbetonielementtejä. Sillan 200 kannatinpylvään anturat on upotettu syvälle merenpohjaan savikerroksen alapuolelle. Pylväät ja sillan kannen teräsbetonielementit valmistettiin samassa lähistöllä olevan saaren elementtitehtaassa kuin massiiviset tunnelielementit.

Läntiseen horisonttiin katoava 23-kilometrinen silta on auringonlaskun valaistuksessa vaikuttava näky.

Tietunneli syvällä merenpinnan alapuolella

Hongkongin satamaan matkaavat maailman suurimmat konttialukset käyttävät syväväylää, joka kulkee läheltä Hongkongin vilkasta lentokenttää. Siltayhteys kulkee vain muutaman kilometrin päästä lehtokentän pohjoispuolelta. Kolmen vinoköysisillan ali kulkee päivittäin noin 4 000 alusta Hongkongin lisäksi vilkkaisiin Guangzoun ja Shanzhenin satamiin. Jopa 20 000 konttia kerrallaan kuljettavia merten jättiläisiä varten olisi tarvittu silta, jonka pylonit olisivat kurottaneet 250 metriin merenpinnasta. Lentoturvallisuusviranomaiset eivät antaneet lupaa näin korkeille rakenteille.

Oli siis keksittävä toinen ratkaisu. Se on 180 metrin pituisista ja keskimäärin 78 000 tonnia painavista betonielementeistä koottu 6,7 kilometriä pitkä tunneli, joka on yhdistetty pääsiltaan ja Hongkongin pään yhdyssiltaan sadan hehtaarin laajuisilla tekosaarilla.

Tunneli oli valmistuessaan heinäkuussa 2017 maailman pisin pääosin merenpohjan päälle rakennettu tunneli. Sen merenalaisen osan pituus on 5 776 metriä ja se kulkee 44,5 metriä merenpinnan alapuolella. Osa tunnelista on suoraan merenpohjan päällä ja syvimmillään 23 metriä syvässä merenpohjaan ruopatussa kaivannossa.

”Tunnelin rakentaminen tuli kolme kertaa kalliimmaksi kuin vastaavan pituinen silta”, siltarakennuksesta vastanneen Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge Authorityn vanhempi insinööri Fang Lei sanoo.

Tunnelielementtien vaativa asennus onnistui ennakkosuunnitelmien mukaan. Ne kuljetettiin lähistöllä olevalta elementtitehtaalta tätä tarkoitusta varten rakennetuilla ponttonialuksilla kohdalleen ja laskettiin paikalleen merenpohjaan. Kaikki elementin tulivat ±4 senttimetrin tarkkuudella suunniteltuun syvyyteen, ja elementtisaumojen liitosten toleranssi oli alle 1 millimetriä.

Vanhempi insinööri Fang Lei on ylpeä innovaatioista, joita tunnelirakennuksen aikana on tehty.

Uusia työmenetelmiä ääriolosuhteissa

”Raskaiden tunnelielementtien liittäminen toisiinsa syvällä meren pohjassa on ollut yksi koko rakennusprojektin vaikeimpia tehtäviä. Kehitimme tähänkin työhön aivan uusia työmenetelmiä ja koneita”, Fang Lei kertoo.

Vaikka tunnelin rakentaminen kesti kolme ja puoli vuotta, pitää Fang aikaa kohtuullisena.

”Tutkimme ja laskimme tarkoin erilaisia vaihtoehtoja. Jos olisimme tehneet tunnelin 100 metriä pitkistä elementeistä, rakentaminen olisi kestänyt vuoden kauemmin”, hän sanoo.

Lähdemme tutustumaan suurta golfautoa muistuttavalla ajopelillä tunneliin, jossa valkopukuiset työntekijät viimeistelevät sähkö- ja ilmastointijärjestelmiä sekä tarkastavat liikuntasaumoja.

Tunnelissa on toisistaan eristetyt 14,25 metriä leveät ja 5,1 metriä korkeat ajoväylät, joiden välissä on huolto- ja varauloskäyntitunnelit. Nämä neljä osaa ovat kukin omassa tunnelilohkossaan.

Kurkkua ja silmiä kaihertaa tunnelissa leijuva käry, sillä osaa ajoväylistä päällystetään parhaillaan, eikä ilmanvaihto vielä ole käytössä. Tunnelin katossa olevat hopeanhohtoiset ilmastointiputket ovat järeimpiä, joita olen nähnyt.

Tunnelin itäpäässä sijaitsevalla tekosaarella on täysi tohina päällä. Siellä rakennetaan raja-asemaa, ravintoloita, myymälärakennuksia ja muuta tekosaarelle nousevaa infraa. Vaikka kyse on Hongkongin pään raja-alueesta, on sovittu, että tämä kuten myös läntinen ­saari kuuluu Manner-Kiinan alueeseen. Nousemme portaita pitkin saaren korkeimman rakennuksen näköalatasanteelle, mistä aukeaa huikaiseva näköala kohti Hongkongin pilvenpiirtäjiä.

20–30 metriä syvään merenpohjaan rakennetut tekosaaret on rakennettu omaperäisellä tavalla. Itäisen saaren perustana on 69 ja läntisen saaren 61 halkaisijaltaan 22,5 metristä, 55 metriä korkea ja 550 tonnia painavaa terässylinteriä.

Sylinterit on asennettu kehiin, jotka muodostavat saarten reunat. Sylinterit liitettiin toisiinsa, niiden välit tiivistettiin pvc:llä ja sisukset täytettiin hiekalla. Tämän jälkeen saarten sisäpuolet pumpattiin vedestä ja täytettiin maa-aineksella. Tällä menetelmällä kaksi sadan hehtaarin tekosaarta tehtiin valmiiksi 215 päivässä.

Tunnelin sisäänajoaukot sijaitsevat 100 hehtaarin tekosaarilla.

1,5 neliökilometrin elementtitehdas

Lähistön saarelle rakennettu betonielementtitehdas on 27 hehtaarin kokoinen laajuinen laitos. Siihen kuuluu lisäksi 130 hehtaarin telakka-alue, jossa valmiita elementtejä säilytettiin ennen kuin ne siirrettiin paikolleen valtavilla erikoisvalmisteisilla ponttonialuksilla.

Yli 2 000 työntekijää asui ja työskenteli saarella yhtäjaksoisesti kolme ja puoli vuotta. Tehtaassa valmistettiin parhaimmillaan kuutta 180 metrin pituista tunnelielementtiä samanaikaisesti. Vuorokaudessa tehtaalla valettiin 3 415 kuutiota betonia.

Painoltaan 480 jumbojettiä vastaavat tunnelielementit koostuvat kahdeksasta osasta. Niissä käytettiin puristuslujuudeltaan C45 vedenkestävää betonia, joka saavutti tason C50-lujuuden 56 päivässä. Betonin vesitiiviys (impermeability level) on P12-tasoa, eli betoni on vesitiivistä 1.2 MPa eli 12 bar vedenpaineeseen asti.

Betonielementtien valmistuksen yksi erikoisuus on ollut betonin lujuuden hallinta.

”Olemme hallinneet betonin lämpötilaa ja sen lujuuden kehittymistä jäähdyttämällä elementtejä veden lisäksi jäällä. Näin betoni sai tasaisesti toivotun lujuuden”, vanhempi insinööri Fang sanoo.

Luonnonvoimat otettava huomioon

Rakennustyön olosuhteet ovat olleet eritäin vaativat. Jo pelkästään trooppisen ilmaston monsuunit, voimakkaat tuulet ja taifuunit ovat moneen otteeseen vaikeuttaneet töitä. Suuren joen suistoalueella on myös voimakkaita virtauksia, jotka ovat säännöllisesti haitanneet sekä siltatöitä että tunnelin rakentamista.

Tämän lisäksi merenpohjan 20–30 metriä paksu tiivis savikerros on hidastanut töitä, kun näkyvyys pinnan alla on ollut kaivutöiden aikana monin paikoin erittäin heikko. Oman haasteensa ovat asettaneet myös alueella päivittäin kulkevat noin 4 000 alusta, joiden liikkeet on pitänyt huomioida sekä siltojen suunnittelussa että rakennustöiden aikana.

HZMB:n rakentamisen tavoitteena on ollut tehdä silta, joka kestää 120 vuotta. Jatkuvan kulutuksen lisäksi sekä siltarakenteet että tunneli on suunniteltu kestämään äkkinäisiä luonnonmullistuksia kuten taifuuneja, joissa tuuli puhaltaa 200 kilometriä tunnissa, kahdeksan magnitudin maanjäristyksiä ja 300 000 tonnia painavan laivan törmäyksiä.

Nämä vaateet ovat vaikuttaneet muun muassa siihen, että siltarakenteet on tehty mahdollisimman keveistä ja joustavista teräsrakenteista maanjäristysten varalta. Sekä sillassa että vedenalaisessa tunnelissa näkyy monissa kohdin isoja, jopa parimetrisiä liikuntasaumoja, jotka antavat sillalle ja tunnelille joustovaraa epävakaissa olosuhteissa.

Silta sijaitsee alueella, missä sitä uhkavat maanjäristykset ja taifuuniaikaiset rankat tuulet. Siksi rakenteina on jopa parimetrisiä liikuntasaumoja.

Maksajia kaivataan

Projektin kustannuksesta on erilaisia versioita, joten summaa on syytä kysyä siltaprojektin taloushallintojohtaja, tohtori Su Yiltä. Hän on ollut projektissa mukana aivan ensimmäisistä suunnitteluvuosista alkaen, eli jo 14 vuotta. Hän on vastannut muun muassa projektin vaikuttavuusarvioinnista ja ympäristöraportoinnista sekä siitä, miten silta tulee vaikuttamaan sen yhdistämien hyvin erilaisten alueiden sosiaalisiin kysymyksiin.

”Kustannukset on hyvin herkkä kysymys, koska lopulliset laskelmat vaikuttavat siihen, kuinka paljon käyttäjiltä tullaan perimään siltamaksuja. Tässä vaiheessa annamme vain virallisen tiedon, jonka mukaan koko projektin kustannukset ovat noin 100 miljardia yuania (12,7 miljardia euroa). Tämä summa tarkentuu vuoden 2018 alkupuolella.”

Tämä summa kattaa yhteiset osuudet eli sillan, tekosaaret ja tunnelin. Kukin hallitus maksaa oman alueensa rakennustyöt. Hongkongin aluehallinnon vastuulla on esimerkiksi tekosaarelta Hongkongiin johtavan sillan sekä tekosaaren tulli- ja maahantulovirastojen rakennukset.

Rahoituksesta 45 prosenttia tulee kolmelta hallitukselta: Kiinan keskushallinnolta sekä Macaosta ja Hongkongista. Loput 55 on saatu lainaksi Bank of Chinalta. Yhteisten kustannusten jako sovittiin viime vuoden lopulla niin, että Guagdongin aluehallinto eli käytännössä Manner-Kiinan keskushallinto maksaa 45 prosenttia, Hongkong 42 prosenttia, Macao 13 prosenttia.

Vuoden alussa esitetyissä arvioissa kokonaiskustannukset ovat nousseet 120 miljardiin yuaniin eli 15,2 miljardiin euroon.

HZMB-siltaprojekti lukuina

• Kokonaispituus 55 kilometriä, maailman pisin merialueen yli kulkeva silta- ja tunneliyhteys
• 22,9 kilometriä pitkä, maailman pisin yhtenäinen merenpäällinen silta
• Kaksi noin 100 hehtaarin tekosaarta
• Tekosaaria yhdistävä 6,7 kilometriä pitkä tunneli, jonka 5,7 kilometrin merenalainen osuus kulkee 44,5 metrin syvyydessä osaksi meren pohjan päällä ja osaksi kaivannossa
• Tunneli koostuu 33 elementistä, jotka ovat 180*40*11 metriä (p*l*k) ja painavat keskimäärin 78 000 tonnia
• Lukuisia yhdyssiltoja ja teitä Hongkongiin, Macaoon ja Zhuhaihin sekä kymmeniä tekosaarille tehtäviä rakennuksia
• Rakennusaika joulukuu 2009–joulukuu 2017, käyttöönotto vuoden 2018 aikana
• Kokonaiskustannukset noin 120 miljardia yuania eli 15,2 miljardia euroa

Monimerkityksinen silta

Kiinan keskushallinnolla on meneillään Greater Bay Area -hanke, joka yhdistää sillalla kolme suurta miljoonakaupunkia ja yhdeksän muuta aluekeskusta yhdeksi taloudelliseksi ja hallinnolliseksi kokonaisuudeksi. HZMB-projekti on osa alueen taloudellista, poliittista ja myös psykologista integraatiota.

Suhtautuminen siltaan vaihtelee Helmijoen eri puolilla. Manner-Kiinan Zhuhaissa sekä liikemiehet että viranomaiset ovat selvästi innoissaan ja optimistisia sillan tuomista mahdollisuuksista. Hongkongissa kalliiksi koettuun hankkeeseen suhtaudutaan varovaisesti, jopa epäillen. Eipä ihme, sillä silta sitoo sekä Macaon että Hongkongin erityishallintoalueet entistä tiiviimmin osaksi Manner-Kiinaa.

Matka-aika lyhenee uuden siltayhteyden myötä Helmijoen puolelta toiselle reilusta kolmesta tunnista alle tuntiin. Tämä merkitsee valtavia säästöjä kuljetuskustannuksiin, mutta samalla myös alueen eri osien yhteistyön tiivistymistä. Silta tulee ennakkoarvioiden mukaan lisäämään merkittävästi muun muassa Hongkongin sataman ja lentokentän rahtiliikennettä.

Sillan yksi erikoisuus on se, että sillä vaihtuu oikeanpuoleinen liikenne vasemmanpuoleiseksi, kun siirrytään Manner-Kiinasta joko Macaoon tai Hongkongiin.

Teksti Jukka Nortio, kuvat Juho Kuva