“人间代谢随流水,跨海虹桥梦几回。”提起杭州湾,人们首先想到的是那条横跨南北岸的“卧波巨龙”——杭州湾跨海公路大桥。
而今,在这片海湾之上,又一座超级工程正拔海而起。杭州湾跨海高铁大桥跨海段全长29.2公里,设计时速350公里,是目前世界最长、建设标准最高的高速铁路跨海桥梁。
杭州湾是世界三大强潮海湾之一,强流速、大潮差、台风多发……这片形似“喇叭口”向东敞开的湾区,早被贴上了“地狱难度”的标签。多重不利条件叠加,为项目建设预设了一道道天然关卡,“闯关”势在必行。
闯关第一招——“驭海之路”
“海上的桥我们二航人修过不少,杭州湾跨海公路大桥也是在这片海湾啃下来的硬骨头,但像这次这样,施工船舶调度要上演‘千军万马过独木桥’的场面,还真是头一回见。”项目负责人李有为摊开施工图纸,笑着说道。
在杭州湾这片“有脾气”的海域架桥,强流速是要跨过的第一道坎。强潮海域流速湍急,最快时1秒钟就能将人冲出五米开外,船停不稳、锚抓不住,极易被冲走移位。区域“限定”的半日潮是第二道坎,靠近岸边的施工位置水位较浅,施工得掐着涨潮点儿作业,和潮汐“错峰”施工,极大地影响了施工组织效率和作业时长。
最令建设者挠头的还是台风季风频发带来的连锁反应。这里每年有近5个月处于台风高发期,严重制约着工程进度,风力最高时近11级,算下来一年里能踏实干活的日子不到200天。而施工高峰时,近百艘船需同时在水面运行,桥址附近没有避风锚地,一旦遇上台风预警,所有船舶必须在两三天内撤到近200公里外的舟山锚地避风。必经之路杭州湾公路桥北航道桥附近水浅流急,每天只有涨潮那几个小时能通行,上百艘船只得排着队等这一个口子方能平稳撤台。
在慎重考虑环境、承载力、安全性等多重因素后,项目团队提出了一个大胆的想法:变海上施工为陆地施工,从浅滩到海中央建设一条全长15公里的栈桥,在海上搭出一条“陆路”。这样一来,桩基施工从“坐船打桩”变成“桥上打桩”,140万立方米的混凝土运送不再依靠搅拌船,罐车可以直接开到栈桥上泵送。栈桥贯通后,大型设备也能直接开上去,材料运输靠平板车就能解决,再也不用看潮汐脸色、跟台风赛跑。原本需要近百艘船舶完成的工作,现在十几艘辅助船就能应付,船舶调度从“千军万马”变成了“轻车简从”。
此外,栈桥还设置了人行道、防撞钢护栏和智慧运维管理系统,全方位、无死角确保人车通行安全。
这条横卧海面的“钢铁走廊”,既是施工便道,也是防风屏障,把不可控的海上战场,变成了可控的陆地车间。驭海之难,以“路”破之。
闯关第二招——“控水有术”
海天一色间,11公里引桥的138个桩基承台墩位星罗棋布。“最开始的设计是全埋床式基础,钢管桩桩顶要打到泥面下3米,基坑挖下去15到20米深,这是基础要求,也是硬性指标。”项目技术负责人谢德宽站在岸上,望着远处忙碌的施工平台回忆道。
这意味着要在18米深的水下做大规模围堰,安全风险高,技术难度大,不可控因素多。“在前期试桩过程中,问题一股脑全出来了。”提起海中引桥,谢德宽坦言,“选定的两款送桩器能量损失超过50%,钢管桩怎么也沉放不到设计标高,现有的技术、装备不具备完成设计的可实施性,国内外也找不到成熟的先例可借鉴。”
怎么把桩稳稳打入海底?用什么方式破解眼前的困局?带着疑问,谢德宽和技术团队一头扎进水文数据里,在数十次勘测和反复论证间摸清了这片海域的“脾气”。按照当地海事部门要求,也为了守护钱塘江大潮的壮丽奇观,新建桥梁阻水率必须控制在7%以内。既要扎根扎得稳,又不能挡住潮水的路,谢德宽带队继续严密计算,并积极与发改、水利部门沟通对接,在保障环境安全、阻水率要求的前提下,实现了20%相对浅水区域保留全埋式承台、80%深水区域变更为高桩承台的重大设计变更。22个低桩承台、116个高桩承台,两种形式各得其所,既让潮水过得去,又让桥梁立得住。
这一变,变出了大文章。深水围堰的致命危机从源头上化解了,整体工期缩短了近一年。更重要的是,钱塘江大潮依旧奔腾如故,7%的阻水率红线被稳稳守住。
“控水不是堵水,而是要懂水、顺水。扎根的关键是找准点位、用对方法,让每一根桩都扎在实处。”谢德宽说。
从全埋床到“二八开”,项目团队用“控水有术”破解了强潮海湾筑桥的难题。这“术”,是技术突破的勇气,是因地制宜的智慧,更是与潮水共生的担当。
闯关第三招——“圈定海中央”
杭州湾的潮水从不等人。在强潮急流、天文大潮的双重考验下,项目技术专家肖苡辀博士要为主墩施工寻找最合理的方案。
钢围堰加高套箱是深水基础施工的常用形式,但用在这片海域却困境重重。20多米的超深水头差,加之潮水往复强冲,直接影响基础稳定受力。若靠抛沙袋增重压稳,测算下来沙袋数量预计超5万个,时间、数量、作业方式,不可控因素太多。实验阶段,项目部用无人船测、用人工测,即使做好了应对困难的充足准备,测算出的数据仍旧不容乐观。
“换个思路,让结构自己站稳。”肖苡辀和团队盯上了钢吊箱。自带底板的钢吊箱不用依赖海底土层承重,靠吊挂系统就能把重量直接传到桩基上,“天生”不怕潮水冲刷。可新问题接踵而至,主墩42根桩基,每根直径2.8米,钢吊箱底板开孔直径约3米,大圈套小圈,精度稍有偏差就前功尽弃。更棘手的是,钢吊箱足有2500吨重,国内符合吊重的起重船多因杭州湾跨海公路桥通航限高被卡在“门外”。
正在犯难时,国内最大双臂架变幅式起重船“二航卓越”即将交付的消息传来。这艘由二航局自主研发的“国之重器”,设计时就充分考虑了集团重大项目的特殊作业环境,杭州湾海域的吃水深度、通航净高、起重能力,刚好对上号。
方向定了,硬仗才刚开始。肖苡辀带着团队花了一个月时间搭建“水流-空气-结构-土层”的仿真模型,模拟开挖后的海底变化,测算泥面预挖深度、吊箱精准落位方案。首套方案里,超大吨位浮力舱在底部、中部、顶部设置三层限位,像绑上了“安全带”。四个迎水角预留钢护筒,配合新型拉杆,让2500吨的庞然大物在潮水中“稳如泰山”。舱内智能检测和预警系统实时盯紧,厘米级定位精度靠“二航卓越”整体吊装完美实现。
首次下放那天,风雨交加。肖苡辀和谢德宽一个站在钢吊箱顶端、一个守在底部,看着钢吊箱缓缓下沉。距离目标点位还剩4米时,底板与部分桩基对接错位,钢吊箱悬在半空,进退两难。两人隔着对讲机,一个测钢吊箱角度、一个核钢护筒坐标,数据来回比对,指令密集穿梭。历经数小时的微调、挪动、再校准,钢吊箱终于摆脱卡阻,大圈与小圈严丝合缝,完美对接。
这套恶劣海况超深浮力式大型双壁钢吊箱为同类工程首创,强潮、急流、大冲刷条件下的深水基础施工瓶颈,就此撬开,杭州湾的海中央,终于被他们“圈”定了。
从“驭海之路”到“控水有术”,再到“圈定海中央”,项目团队把惊涛骇浪化作通途坦道,让千年大潮与超级工程握手言和,更将“不可能”的危险紧定在杭州湾的泥面之下。
强潮海湾筑桥,难在潮,成也在潮。当最后一方混凝土封底完成,当钢吊箱在风雨中稳稳扎根,杭州湾的潮水依旧汹涌,但海中央的那座主墩,已经岿然不动。
潮涌虹起,天堑变通途。这座世界最长、标准最高的跨海高铁大桥,正从“地狱难度”的湾区,一寸一寸,长向对岸。(侯文慧)



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