深中通道建设中,项目团队努力攻克“世界最大海中锚碇”技术难关 这群人,将“筷子”插在“豆腐”里
“从6月29日到12月12日凌晨2点,5个月13天,我们终于完成了深中通道地连墙基础施工。”2019年12月15日8点半,回营地休息两天后重返海上作业平台的汤继中在船上告诉《工人日报》记者。
这是深中通道建设中的重大关键节点之一。
深中通道是连接深圳市和中山市的大桥,是继港珠澳大桥之后,又一个集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级跨海通道集群工程,也是目前我国乃至世界上技术难度最大、建造工艺最复杂的桥梁之一。由中交二航局承建的深中通道S04标,施工区域横穿珠江入海口伶仃洋主航道,为全海上施工作业。汤继中是现场总监。
“深中项目的一大创新就是宽阔海域中大型锚碇成套建造技术。” 二航局深中通道项目总工程师肖文福介绍,深中通道伶仃洋大桥在国内首次采用海中大型地连墙锚碇基础,形成海中软基处理、围堰筑岛、地连墙成槽等成套建造技术。
冲着这个“没干过”的技术,在这一行干了26年、建了10余座大桥的肖文福挑起了担子。肖文福说,这里的地质条件非常糟糕,海床下面是厚度达到十几米的淤泥,淤泥下面是中粗沙层,据地勘资料显示有可能存在盗采的沙坑,“施沉钢管桩就像将筷子插在豆腐里,不做处理的话,在钢管桩围堰形成内部回填后,可能产生局部甚至整体滑移破坏的风险。”在这样的条件下建桥,处理好软基是锚碇围堰基础成功与否的关键技术难点之一。
根据多年的大桥施工经验,肖文福判断,做下部结构,首先要把基础处理好。“先处理软基,在海底铺砂石被,然后插打排水板,回填加载使淤泥排水固结。”
17000平方米的锚碇基础,整整回填了12米高。一个月过去,4层沙土回填完毕,从淤泥排除的水又让回填的沙土固结,整个锚碇基础回填部分竟然下沉超过两米。仪器显示,整个淤泥的固结度达到了90%以上,远远高于设计要求的80%。
锚碇就像一块巨大的“秤砣”,扎根在海中,承受大桥上构传来的重量。深中通道伶仃洋大桥的锚碇基础呈8字型,短边65米,长边107.1米,8字型地连墙铣槽深度48米到65.5米之间,锚碇基坑开挖深度42.5米,是目前世界上海中体量最大的桥梁锚碇基础。
这么大体积的锚碇如何干?他们最终选择了组合围堰加地连墙的结构形式。
为了保证外围钢管桩组合的稳定性,他们下了不少功夫。“我们设计了7道钢索,在158根直径2米壁厚18毫米长28米的钢管桩施沉到位后,将它们箍起来,保证钢管桩围堰的稳定性。”项目副总工程师刘建波给这样新颖的结构形式起了个名字叫“木桶效应”。
2018年9月,他们打下了锚碇围堰第一根锁扣钢管桩,但以当时一天一根的速度,需要158天。心急火燎的刘建波住在海上作业平台,每天盯守在现场琢磨如何加快进度。他说,创新不是凭空而来的,要靠在一线跟工人们一起摸索出适合的工艺。
后来,施工中钢管桩的导向定位装置由焊接改为使用螺栓就是工人提出来的,这样可以几人同时作业并减少安全风险。在一点点改进中,一天打一根钢管桩的速度提升为一天4根。
2019年6月29日,刘建波带着团队拉开了第一幅地连墙的施工序幕。没想到第一个槽段施工,他们就遇到了大难题。由于岩层强度过大,铣槽机每小时只能成槽10厘米,如果按照这个进度,年底完成下部成槽的任务将化为泡影。最后,他们决定使用旋挖钻机先破碎岩层,然后用铣槽机开挖成槽。原本10天才能完成1幅的地连墙,后来只需3到4天。12月12日,这部分任务圆满完成。围堰一次性合龙。
“发现问题、解决问题,是一个工程技术人员最幸福的事。”刘建波坦言,深中通道让他从“办公室里搞科研”转向深度参与现场管理,压力大,但收获更大。自从2017年来到这个项目,他不止一次看过深中通道的三维效果图,更无数次设想过它建成后的样子,“那一定非常漂亮”。
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