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在地下126米实现“超速”通行

发布时间:2023-02-14阅读次数:

大年初八“开门红”,中交二航局承建的武汉双柳长江大桥项目第60根桩基顺利完成浇筑,项目经理付望林难掩激动:“从预期的6个月到现在3个多月全部完成,在这场与长江汛期的‘赛跑’中,我们实现了‘超速’通行!”

然而,在几个月前,这里却完全是另一番景象。

“做好记录,千万别走神,这个数据很重要!”主墩现场,工区经理吕双江掐着表提醒身边的技术员,这是他两个小时里说的唯一一句话。他的目光锁在眼前的主墩桩基施工平台上,近10名工人挤在十几平方米的操作区域内忙碌着,中间一台大型钻机发出嗡嗡巨响。

吕双江在等一个新钻头的试验结果。近一个月以来,他们一直在进行钻机的钻头调整试验,通过改变截齿筒钻、滚刀钻头、刮刀钻头三种主要类型钻头的钻齿材质和钻翼数量搭配,试图取得最佳掘进效果。而这一切,都是为了和长江汛期“赛跑”。

武汉双柳长江大桥是主跨1430米的单跨简支钢箱梁悬索桥,中交二航局负责施工的北岸主塔处于极其松软的泥质粉砂地层,为保证大桥“站稳脚跟”,主塔群桩基础设计深度达到117米,单桩直径2.5米,这在整个长江流域的桥梁建设中都十分罕见。临水而建,必将受到长江汛期的影响,经研究,60根桩基施工必须在6个月内全部完成,才能保证后续承台建设赶在汛期前进行。

令人头疼的是,如此关键的一步却遭到难以想象的阻碍。该桩基要先进行126米深的钻孔,再通过钢筋混凝土结构成桩。经地质勘探,钻机要穿过5种不同的地层,且大部分为泥质砂岩地层与粉砂、卵石夹层,在钻孔过程中糊钻、塌孔的风险很高,一旦发生这些情况,将严重影响成孔效率与质量。项目技术团队经过探讨交流,决定先从改进钻头开始。

“三翼金刚石钻齿刮刀钻头,平均钻进速度为0.5米每小时,测试过程未发生糊钻、塌孔情况,为目前效率最高、质量最优钻头!”在第5种新结构钻头、第8次测试结果出来后,现场爆发阵阵欢呼,这个结果比试验最开始时的效率高了近4倍,大大超出预期!

“不够快!钻头工艺改进好了,我们还要想办法把钻孔工艺也改一改!”在专项施工方案研讨会上,吕双江讲出了主墩工区施工小组的想法,得到了项目技术团队的大力支持。

钻孔技术受地质层与深度的影响较大,在通过模拟演示后,项目技术团队很快发现常用的泵吸反循环回转钻机、气举反循环回转钻机、旋挖钻机施工效果均不理想,单桩成孔时间最快也要18天。在关键时刻,项目总工陈诚提出一个建议:“我们可以试试打‘组合拳’。”

思路一出,项目团队立即行动起来,结合5种不同的地层,分别对钻机进行优势分析,在多轮模拟试验与现场试验后找到规律:泵吸反循环回转钻机在覆盖层钻进效率最高,但孔深超过70米后效率就会大幅下降;气举反循环回转钻机在孔深超过60米后,钻进效率最高且最为稳定。两相结合下,团队决定采用“泵吸反循环+气举反循环”接力钻进工艺。经验证,接力钻进工艺单桩成孔时间平均在12天,速度是原先的1.5倍,作业效率再次得到提高。

桩基施工顺利进行,可是不久后,项目团队又发现了新的问题:桩基太长了,符合常用规范的泥浆已难以适用于现有的桩基浇筑。原来,在作业过程中会使用一种特制泥浆,用于保持孔壁的稳定和防止泥沙沉积,而126米深孔的孔壁受力更强,产生的泥沙量也更大,这对泥浆的胶体率和含砂率提出更高要求。在施工进度推进会上,项目团队针对是否重新调配泥浆进行了激烈讨论,部分施工班组认为目前胶体率达到96%以上,含砂率达到2%以内的泥浆已经达标了,不用再费时费力重新调整。而吕双江等人的想法最终征服了大家:“磨刀不误砍柴工,调整泥浆不仅是为了更快清孔,还能有效降低糊钻、缩孔的风险,是十分有必要的。”最终,在多方配合下,项目团队调制出了胶体率98%、含砂率低于0.5%的超高标准性能泥浆,不仅使清孔时长保持在要求范围内,还实现了混凝土浇筑作业时孔底接近“零沉渣”,有效保证了桩基成孔质量。 

不仅如此,项目团队还采用“下沉式料斗浇筑工艺”,使原本至少要“两台天泵+地上首封料斗”的方式改进为仅需罐车自卸即可完成浇筑的工艺,有效降低了浇筑难度与成本,提高了浇筑工效。他们还协同中交二航局技术中心,在施工中运用数字化信息技术,使成孔、成桩过程中的关键参数实现自动化采集,有效提高了数据准确性与施工管理效率;灵活调整施工组织设计,高峰期时11台钻机、近百名工人有序倒班作业,压实生产进度……

在3个多月的时间里,建设者们“超速”完成了全部桩基施工,在这里留下了了不起的建设纪录。如今,他们正马不停蹄地赶向承台围堰施工、锚碇地连墙施工,在这场与汛期的比赛中,一刻也不愿停下来。(许豹)

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