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预制沉管的“流水线”工厂

发布时间:2022-12-05阅读次数:

“注水到9.7米的指定高度,试浮的6节沉管全部上浮。经过检测,沉管防水性能较好。”时任中交二航局襄阳东西轴线项目部常务副经理、总工程师孙晓伟高兴地说。

2020年9月,襄阳东西轴线项目东汊干坞内,6个标准管节首尾相接,随着最后一节沉管的预制完成,施工现场响起欢呼声。

作为千里汉江上的第一条公路隧道,襄阳东西轴线隧道全长5.4公里,其中两次下穿汉江的沉管隧道总长为1.01公里,是华中地区首条内河沉管隧道,也是目前国内整体建设规模最大的内河沉管隧道。远远望去,预制好的沉管就像一条长龙横卧在干坞内蓄势待发,等待着被放归长江。

工程建设伊始,项目团队就面临着巨大的挑战。单个管节长125米,但预制周期仅有短短的100天,“按照传统方案预制,至少要140天才能完成,目前的工期根本保障不了。”孙晓伟倍感压力。

中交二航局所属武港院立即组织技术团队召开方案讨论会,查阅大量资料,经过一系列“头脑风暴”。“咱们能不能像工厂的流水线一样,把每个沉管预制分解成多个工位,流水作业?”现场技术服务负责人梁丰说。对此,部分人员持怀疑态度。

自此,技术团队开启了攻坚之旅。依据港珠澳大桥钢筋混凝土浇筑的“固定台模工厂”成功案例,干坞沉管的横向“智慧移动工厂”施工工艺横空出世。经过反复论证,技术团队提出最终想法:每个节段作为一个移动工厂,每个移动工厂包括三大分厂,即钢筋绑扎分厂、模板和浇筑分厂、混凝土养护分厂。其中,钢筋分厂包括底板钢筋绑扎工位、腹板钢筋绑扎工位及顶板钢筋绑扎工位。根据施工工艺,三个分厂采用同步流水作业,实现钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑及养护的无间断施工。

当技术团队自信满满,来到施工现场再次验证时,却为现场的实际情况犯了难。按照施工方案,沉管预制场地为原有暗埋段的放坡开挖场地,除去施工通道,预制场地单侧仅比沉管宽2.5米,场地过于窄小,预制工作面根本无法展开。

为缩小工作面,解决场地狭小问题,技术团队再次踏上探寻之路。传统的沉管预制施工装备行走机构往往是单次施工管节长度的2倍,行走方式对场地面积需求大、限制因素多。经过反复研讨,技术团队化繁为简,将传统装备内贯穿的巨大“行走导梁”优化为隐藏在模板内部的支腿,犹如给模板台车系统进行了“瘦身”,以此来匹配既有干坞的先天不足。经过反复研究,设计优化后的支腿体积更小更灵活,就好比将螃蟹张牙舞爪的腿换成了老鼠腿,可以在有限的空间内走“小碎步”,在缩减体积的同时,还能进行曲线或折线行走,一举两得,成功适应了狭小的场地。

为实现移动工厂工艺的智能化,项目团队还研究设计出一套智能化集中控制管理系统。在装备内集成位移应力压力传感器,通过编写自动控制程序,预先设置流量、压力值等参数,不仅能展现当前施工进度、模板位移、混凝土养护情况,还能实时监测结构应力健康情况、发出碰撞预警、调节养护温湿度,进行沉管线型预警。再加上全断面无拉杆无导梁步履式自行走模板系统、多功能外模顶层桁架、钢筋绑扎台车和转换体系以及端封门装配式安装台车,“智慧移动工厂”配备了成套施工装备,才真正实现了终端智能化。

历经180多天的努力,“智慧移动工厂”施工工艺及其配套措施在沉管预制上大获成功,沉管相邻节段间钢筋绑扎、混凝土浇筑及养护的流水作业得以实现,节段预制周期由12天缩短至9天,真正实现了减人、减机、减料,与传统工艺相比,施工效率提升30%以上。此外,还有效降低了相邻后浇节段产生裂缝的风险,填补了沉管隧道施工技术领域一项空白,为襄阳沉管百年大计打下了坚实基础。

“国产技术!滴水不漏!”2022年10月31日,在项目通车仪式上,各方代表纷纷对“智慧移动工厂”这项技术表示赞许。(孙砚红  刘斌  邹诗卉)

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