海底造無(wú)水空間橋樁入海逾百米
2016-01-14
江海直達(dá)船航道橋標(biāo)段，墩臺(tái)安裝使用了鋼套箱進(jìn)行止水作業(yè)
羊城晚報(bào)記者
林桂炎攝
用鋼圓筒圍堰方式打造“無(wú)水空間”羊城晚報(bào)記者陳秋明攝
航道橋的橋墩加裝了防撞裝置羊城晚報(bào)記者何奔攝
重樁固基筑長(zhǎng)龍羊城晚報(bào)記者湯銘明攝
治國(guó)理政新實(shí)踐
·全面深化改革廣東篇
羊城晚報(bào)記者李妹妍
總指揮：劉紅兵劉海陵策劃：林海利許志權(quán)蔡惠中統(tǒng)籌：曾璇蘇碧青冷爽
如果把港珠澳大橋比作一條鋼鐵巨龍，那么，墩臺(tái)便是巨龍的“爪子”，牢牢支撐起鋼筋鐵骨的龐大身軀。這只“爪子”，有整體式，有分段式，承載于海底鉆孔深度逾百米的鋼管復(fù)合樁基礎(chǔ)上。
俗話說(shuō)，龍生九子，子子不同。盡管從施工上講，和其他大橋一樣，都是打樁、墩臺(tái)施工，但基于港珠澳大橋120年的設(shè)計(jì)使用壽命和特殊地質(zhì)水文情況，這條鋼鐵巨龍的“爪子”在具體工藝上又“各自有乾坤”。
大橋承臺(tái)埋入海底
港珠澳大橋橫跨伶仃洋，江水每年從珠江口夾雜著大量泥沙奔涌入海。在這里建橋，墩臺(tái)就像一道道擋水籬笆，影響水流的通過(guò)。
據(jù)有關(guān)部門(mén)論證，若港珠澳大橋的基礎(chǔ)阻水率（即水中物體的迎水面積和過(guò)水總面積之比）超過(guò)10%，因阻擋而沉積的泥沙就可能阻塞航道，讓伶仃洋逐漸變成一片沖積平原。
為了減少對(duì)區(qū)域水流動(dòng)力的長(zhǎng)期影響，港珠澳大橋一方面適當(dāng)加大非通航孔橋跨徑，另一方面，設(shè)計(jì)者們提出了一個(gè)大膽的設(shè)想：將非通航孔橋的承臺(tái)全部埋入海床！
如何將預(yù)制承臺(tái)埋入茫茫大海的海床中？即便是造橋經(jīng)驗(yàn)豐富的中鐵大橋局（CB05標(biāo)）、廣東長(zhǎng)大公司（CB04標(biāo)）和中交一航局（CB03標(biāo)），也還是第一次面對(duì)這樣的考題。
“將承臺(tái)順利埋入海床，就要通過(guò)在水中創(chuàng)造一個(gè)無(wú)水作業(yè)空間來(lái)實(shí)現(xiàn)?！睆V東長(zhǎng)大公司港珠澳大橋橋梁工程CB04標(biāo)項(xiàng)目副總工程師榮國(guó)城告訴記者，但“目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)可以借鑒”。
工程師們開(kāi)始了夜以繼日的技術(shù)攻關(guān)，發(fā)揮“頭腦風(fēng)暴”提出一個(gè)又一個(gè)挑戰(zhàn)極限的設(shè)想方案，反復(fù)驗(yàn)證。
功夫不負(fù)有心人。最終，在淺水區(qū)非通航孔橋段，中鐵大橋局CB05標(biāo)項(xiàng)目部設(shè)計(jì)了雙壁鎖口鋼圍堰。在深水區(qū)非通航孔橋段，廣東長(zhǎng)大公司CB04標(biāo)項(xiàng)目部開(kāi)發(fā)了裝配式柔性止水帷幕工法，中交一航局CB03標(biāo)項(xiàng)目部則從西人工島鋼圓筒施工得到了靈感，開(kāi)始了鋼圓筒圍堰干法施工的試驗(yàn)。
將鋼筋樁磨碎成粉
設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)的難題，也擺在了施工人員的面前。
“我們做的第一根樁，就是45號(hào)墩的第一根樁就出現(xiàn)了意外?！笔赂羧?，中交一航局CB03標(biāo)總工徐波仍然感觸頗深。
港珠澳大橋非通航孔橋采用鋼管復(fù)合樁基矗從圖紙上看，墩臺(tái)的模樣酷似印章，在印章的底部有6個(gè)孔洞，與之相對(duì)應(yīng)的是6根長(zhǎng)60余米的鋼管樁，它們是墩臺(tái)安裝的基礎(chǔ)，其插打精度直接決定了墩臺(tái)能否順利安裝。
鋼管復(fù)合樁插打到位后，鉆孔、清孔、下鋼筋籠、再次清孔、灌注混凝土，才完成一根樁的施工。港珠澳大橋管理局隨后會(huì)組織專(zhuān)門(mén)的第三方單位，對(duì)每一根樁進(jìn)行取芯質(zhì)檢，要求100%的抽檢，達(dá)到100%的合格率。
2012年11月，項(xiàng)目部開(kāi)始打第一根樁，但隨后的質(zhì)檢結(jié)果顯示，這根樁并未達(dá)到港珠澳大橋設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求！
這讓徐波及其團(tuán)隊(duì)有點(diǎn)兒懵?！拔覀兊墓しㄊ菄?guó)內(nèi)一流的，施工過(guò)程控制也很?chē)?yán)格，沒(méi)有出現(xiàn)漏洞。怎么還會(huì)不合格呢？”
問(wèn)題出在了清孔上。施工方案中規(guī)定，鉆巖過(guò)程中產(chǎn)生的沉渣、碎石等小的雜質(zhì)，不能大于5厘米的厚度。經(jīng)檢測(cè)，第一根樁沉渣是6.5厘米，超了1.5厘米。
可是鋼筋下去了，混凝土也澆筑完了，怎么辦？
徐波和他的團(tuán)隊(duì)一咬牙：重做！
接下來(lái)，項(xiàng)目部花了整整半年的時(shí)間把這根樁的鋼筋一點(diǎn)點(diǎn)磨碎成粉，總結(jié)研究新的施工方案，在原樁基礎(chǔ)上重新打下了一根樁，前后大概花了將近10個(gè)月的時(shí)間?！拔覀冞@么多人員和設(shè)備只能停下來(lái)等著，對(duì)整個(gè)工期影響非常大，這些成本比我們鉆十根樁還要高?！?br />
事實(shí)上，打好“定海神針”，除了小心海下的復(fù)雜地質(zhì)，還要迎擊海上的風(fēng)大浪高，即便是最普通的起重作業(yè)，800噸的浮吊在風(fēng)浪大時(shí)吊鉤左右擺動(dòng)可達(dá)2米，“就跟打撥浪鼓似的?！睒s國(guó)城笑著說(shuō)，有人形容在海上打樁是打下了“定海神針”，“可真要定住，難度不比在海上繡花斜。
在海底造無(wú)水空間
打下“定海神針”后，要怎么把墩臺(tái)底座埋在海床底下呢？
在實(shí)現(xiàn)海上止水作業(yè)方面，橋梁工程的三個(gè)標(biāo)段同臺(tái)競(jìng)技，既是合作伙伴又是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，根據(jù)地質(zhì)條件、水文以及工裝設(shè)備的不同條件，各自拿出了看家本領(lǐng)。
江海直達(dá)船航道橋段，廣東長(zhǎng)大公司CB04標(biāo)項(xiàng)目部“摸著石頭過(guò)河”，經(jīng)過(guò)了前后大半年的技術(shù)攻關(guān)之后，開(kāi)發(fā)出了“裝配式柔性止水帷幕安裝橋梁預(yù)制墩臺(tái)施工工法”。該工法主要通過(guò)托盤(pán)頂面的止水帶和內(nèi)置的充氣膠囊來(lái)實(shí)現(xiàn)托盤(pán)與鋼管樁之間的止水。
工程師們做了大量的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證成功后又反復(fù)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。“有別的單位也做過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，但他們?cè)诎渡蠈?shí)驗(yàn)階段發(fā)生了充氣膠囊爆炸。”在榮國(guó)城看來(lái)，這個(gè)工法“理論上可行，但實(shí)踐起來(lái)有許多細(xì)節(jié)需要解決”。
也正是因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，第一個(gè)墩臺(tái)就讓工程師們傷透了腦筋。
2013年9月，江海直達(dá)船航道橋第一個(gè)墩臺(tái)開(kāi)始吊裝?，F(xiàn)場(chǎng)工程人員發(fā)現(xiàn)，其中有一條充氣膠囊氣囊被刺穿，充不了氣，另外還有兩條充氣管道破了。
充氣管破了還好辦，潛水工下去找到破損位置，把它包扎起來(lái)就可以了?！俺錃饽z囊破了就令人非常頭痛。”CB04標(biāo)項(xiàng)目書(shū)記羅錦鴻說(shuō)，項(xiàng)目部多次組織技術(shù)人員反復(fù)研討、試驗(yàn)，最后采用非常手段解決了這一問(wèn)題。
處理漏水的情況前前后后花了20多天，這讓整個(gè)項(xiàng)目部始料未及?！澳嵌螘r(shí)間現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員幾乎都是滿負(fù)荷地在工作，那種艱辛非親歷者可以體會(huì)。”羅錦鴻說(shuō)。
“辦法總比困難多?！睒s國(guó)城坦承，與另外兩個(gè)標(biāo)段相比，江海直達(dá)船航道橋的施工受外圍水文的影響更大一些?！拔覀兊膬?yōu)勢(shì)是工藝的創(chuàng)新?？陀^地說(shuō)，我們沒(méi)有一航局那么多先進(jìn)的大型設(shè)備?！?br />
讓榮國(guó)城“羨慕”的，是中交一航局一套名為APE600八錘聯(lián)動(dòng)打樁錘的設(shè)備，這是青州航道橋段止水圍堰的“王牌武器”。
在此前西人工島的建造過(guò)程中，中交集團(tuán)采用鋼圓筒圍堰方式為墩臺(tái)安裝打造“無(wú)水空間”的理念試驗(yàn)獲得成功：通過(guò)把鋼圓筒打入海床以下，在里面抽水、挖泥，實(shí)現(xiàn)了和在陸地上施工一樣的干環(huán)境。
但要用于橋梁主體工程中，鋼圓筒圍堰工藝遠(yuǎn)未成熟：打得下去，能否拔得出來(lái)？鋼圓筒需要投入的鋼材不菲，拔不出來(lái)就損失太大了。于是工程師們開(kāi)始了反復(fù)的試驗(yàn)。
2012年11月25日，海上疾風(fēng)驟雨，施工人員冒雨奮戰(zhàn)，啟動(dòng)最大達(dá)4000噸的起重船，通過(guò)不斷調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)激振力、頻率以及上拔力度，最終成功將鋼圓筒拔出了水面。
“我們就這樣順利地完成了68個(gè)墩臺(tái)的安裝，完成效率很不錯(cuò)。”CB03標(biāo)總工程師徐波自豪地介紹，CB03標(biāo)在開(kāi)工相對(duì)晚的情況下，依然最早完成了施工進(jìn)度，靠的就是這個(gè)成熟的工藝。
而淺水區(qū)非通航孔橋埋置式承臺(tái)，九洲航道橋CB05標(biāo)項(xiàng)目部制造了第一個(gè)雙壁鎖口鋼圍堰。這是一種成熟工法，圍堰下放到位后，封底、抽水，在干環(huán)境下安裝承臺(tái)墩身，但在實(shí)施的時(shí)候仍然遇到不少問(wèn)題，如圍堰被海浪打散。最后，要將圍堰在離岸較近的淺水區(qū)駁船上拼裝好后，再運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)墩位安裝。
重樁固基筑長(zhǎng)龍。港珠澳大橋橋梁工程項(xiàng)目部各個(gè)崗位的建設(shè)者們，用600多個(gè)日夜堅(jiān)守，兩年來(lái)的拼搏奉獻(xiàn)，構(gòu)筑起伶仃洋上鋼鐵長(zhǎng)龍的堅(jiān)實(shí)基矗
李妹妍本文來(lái)源：金羊網(wǎng)-羊城晚報(bào)
