地下“战争”,战场向地心垂直行进83米,看不见、摸不着。中交二航局建设者凭借着多座特大桥的建设经验,对现场管控采取了周全的安排,最终取得胜利。
“尽全力做到能做的,不留遗憾!”朱其敏是中交二航局张靖皋长江大桥项目负责人,在项目一线摸爬滚打已有三十余年,他始终坚信:工程建设从无侥幸,所有安稳落地的背后,都是提前谋划、闭环管控与全员全力以赴的坚守。
从远处看,有着100多万吨重的张靖皋长江大桥锚碇就像一头巨型大象,面对长江,稳坐在张家港市育丰圩。它的左侧是一条紫藤大道,春暖花开时节,会一直延伸到远处的村落,两边是农田、流水、小桥,一幅江南水乡画卷,右侧约三百米处是张皋汽渡,排队的客车货车各色车辆,交替着发出低鸣声,就像百兽喘息,等候着渡江。
这一切看似平常,就在这几百米之间的施工夹缝里——大桥锚碇施工现场,地下暗潮涌动。二航局建设者与之展开了为期一年多的惊险较量,才最终让这只“大象”在长江边扎稳脚跟。
初入场
“累没关系,未来可期,心里有底。未来迷茫,且不可知,不仅累,还有惧怕!”面对“世界首创”带来的全新挑战, 项目常务副经理王通的这句话表达出了所有人曾经的顾虑。
9年前,在江苏五峰山长江大桥,他曾担任项目现场生产经理,就是成天成天的扎根现场。与9年前不同的是,这一次不是沉井,而是一项前所未有的新技术——支护转结构复合地连墙施工关键技术。简单来说,它跟沉井的作用是一样的,但是,施工方法却完全不同。
大桥锚碇是悬索桥的重要受力结构,它就像船的“锚”,通过大桥主缆和拉索拉住整座桥的桥面以及后续通行的车辆,是至关重要的大“秤砣”。一般情况下,它由地下基础和地上锚体两个部分组成,就像一头席地而坐的大象,下半身在地面之下,而上半身在地面之上。
沉井,就是地下那一部分,它的施工方式是将一整块矩形结构物从地面之上一点点均匀下沉到地面之下,每一步下沉都是在与地层较量,40余米的垂直下沉之路就像穿越火线,一旦地质条件不稳定,就会发生倾斜、突沉、开裂等致命风险。
而在世界最大跨度悬索桥——张靖皋长江大桥南航道桥,跨径2300米,正是因为现实环境限制,而不能采用传统的沉井施工工艺。
大桥南锚碇距离长江大堤最近处只有38米,周边大片的基本农田、村庄等客观环境均制约着施工场地,并且整个区域地质都属于极其不稳定的深厚软弱地层……有限的施工场地、不良的地质条件,在极限环境的逼迫之下,新工艺成为最优解——世界首创超大支护转结构复合地连墙锚碇基础应运而生。
在这里,建设者要将地连墙打入地下83米,形成两圈矩形结构的隔墙,类似“回”字型,并像切豆腐一样,将“回”字的一圈切成32个区域——名为小隔舱,将中间的“口”字划分成15个区域——名为大隔舱。这些隔墙形成的“铜墙铁壁”,就是支护转结构复合地连墙施工关键技术的核心所在,也是难点所在。
早在2020年12月,朱其敏、王通等人还在五峰山接线项目收尾阶段之时,就开始对张靖皋大桥项目进行分析研究,他们奔波于两地之间,深入跟进塔锚设计施工方案。“锚的难度更大,尤其是地连墙。”从那个时候开始,他们就已经意识到这座“世界第一桥”的建设难度。
尽管有了一定程度的认识,面对这项“世界首创”的初次登场,所有人仍保持着对自然的敬畏,这场地下“战争”才刚刚开始。
陌生感
要想在地下83米建起“大象的下半身”——锚碇基础,并非易事,因为就连认识它都需要持续投入精力。
张靖皋大桥南航道桥南锚碇基础,长110.05米、宽75.05米、深83米、厚1.55米,是世界上体积最大、深度最深的锚碇地连墙基础。建设过程中,各种新名词、新构件,让建设者对整个施工工艺和流程存在强烈的陌生感。
现在,在施工现场可以看到锚碇建设已经进入收尾阶段,“大象”的头部和鼻子已经成型。站在70余米高的锚体之下,仰头向上视线范围内只有这幢巨型建筑,沿着锚体行走一圈,没有人仔细计算过,不过,现场技术员骑着电瓶车带笔者绕过三个面,至少需要花费半分钟。
回忆起2022年11月至2023年12月这段时间,经历了一年多日夜神经紧绷的煎熬,所有参建者都会脱口而出几个名词——“一期钢箱”“钢箱接头”“三槽合一”,但是,一开始他们对这些词没有太多具象化的理解,“支护转结构复合地连墙锚碇基础”,这一串专业术语读起来都有点拗口。
据介绍,以前的锚碇基础支护结构只是挡住水和土,为建设锚碇基础采取的措施,本身不参与锚碇结构的受力。支护转结构之后,用作支护的地连墙要和锚体形成一个整体,做到一墙二用甚至一墙多用,形成一种复合结构。
一般的地连墙,用一个“口”或者“◯”或者“∞”字符号封闭起来就足够,而张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇地连墙是一个“回”字型,由大大小小的162个槽段围成47个互不相通而又交错互连的矩形隔舱结构,就像大厦的“框架”,先行搭建起来,然后通过浇筑挡墙混凝土连成一个整体,形成一座蜂窝状的巨型堡垒,其中,15个如同泳池般的大隔舱,通过填筑混凝土或水的方式作为锚碇基础的配重,最终跟锚体一起拉起整座大桥。
结构复杂决定了这个基础的施工工艺就更为复杂,一个槽段的完成就需要5个流程,就像连接锁扣一样,将一期钢箱槽段76幅和二期钢筋笼槽段86幅完美的卡在一起。
所谓的一期钢箱就是一种空心的钢结构,像个两头不封口的大盒子,长度83米,最大吨位达到300吨,包括一字、十字、T型、L型四种形状;二期钢筋笼则是比普通钢筋笼体型更大,包括一字、T型两种形状,长度58米至78米不等,最大吨位能达到280吨。建设者需要将这些如同俄罗斯方块一样的巨型构件,吊起来放入地下并拼接在一起,整个过程风险极大,这样的作业流程他们重复了162次。
“三槽合一”是建设过程中的一大创新点,应用在“回”字中间的“口”字部分,这也让建设者的担忧和心理压力减小了不少。建设者根据多年的施工经验,将原本需要“钢筋笼+钢箱+钢筋笼”连成一条直线的结构,转化成全部采用钢筋笼结构,将54幅槽段优化为18幅槽段,结构物的减少带来的直接好处就是工序减少三分之二,工期减少2个月,风险也随之减小。
“你们还敢做‘三槽合一’?”面对这样创新,外界曾提出过质疑,朱其敏及团队也曾犹豫过。尤其是在前期施工过程中出现了纠偏困难、地质不稳定导致的塌孔等状况,他们的信心曾经受到极大的冲击。不过,建设者经过周密的利弊分析,通过对现场组织管控、设备优化等多种方式,最终赢得了这漂亮的一仗。
只是,从陌生到熟悉,他们闯了重重难关,拉锯战持续整整一年。
破难关
半夜两三点接到电话的时候,周宴平总是会从床上弹起来,这意味现场或多或少出现了突发情况。作为项目副经理,他在张靖皋大桥项目的所有时间几乎都献给了南锚碇,从方案到实施,每闯过的一道难关他都记得一清二楚,都有他奋斗过的痕迹。
2022年8月26日,南锚碇地连墙工艺试验段正式开槽,所有关于一期钢箱、钢箱接头和二期钢筋笼的设想都将在这一次得到验证。令他们没有想到的是,“一字钢箱”的下放过程给他们带来了不小的麻烦。
83米长的“一字钢箱”需要分三节下放,当第一节下放至一定标高的时候,就要采用带有四个千斤顶的特制设备钳住它,让它悬停在半空,开始第二节的对接工作。这就要求第一节的垂直度保证相当的精准度。
“竖起来的钢箱就像一根面条。”周宴平介绍。一旦地面之上的顶端偏离一毫米,地下的底端就可能偏离几公分甚至于几十公分,如果出现水平不平衡的情况,第二节拼接好之后,继续下放的过程中就会导致触碰槽壁的连锁反应,从而致使钢箱变形,后果一发不可收拾。
钢箱的首次调平之夜,周宴平和王通两人至今难以忘记。
第一天,他们从白天调到后半夜凌晨三四点,却以失败告终。周宴平和王通等人通过调整千斤顶的高度来调整每个角,“有时候看到数据显示只差一两公分,抱着即将成功的希望去调整另一个角,又会出现另外一边倾斜更大。”这样的反复一直挑战着所有人的耐心和极限。
垫片和钢板成为他们的救星。第二天,他们在钳住钢箱的地方加入了垫片和钢板等限位板,通过局部微调的方式一点点把钢箱调平。而整项工作的完成却持续到第三天早上六点多。
功夫不负有心人,首战告捷为后续钢箱调平开了个好头,后来他们愈发娴熟,基本上在1小时左右能调完“一字钢箱”,工区里黑白班两班倒的刘汉卿和江船还被周宴平称为“调梁小王子”。
另一项挑战同样来自于“一字钢箱”,那是一期钢箱施工刚刚开始不久的阶段。由于短钢箱的刚度不够,在面临泥浆挤压的时候显得尤为脆弱,两侧的泥浆浓度不一致导致不同程度的偏移,尽管之前已经进行过多轮可行性论证,但是地下土质和水量的变化带来的泥浆比重变化,依旧给了建设者当头一棒。
就在处理一期钢箱期间,紧邻的二期槽段出现了意外。有一天晚上测孔深的时候,建设者发现循环泥浆里面存在石子等杂质,他们意识到糟了——有塌槽的情况。
一波未平一波又起,如果之前一次的塌孔是平静的,那第二次L型塌孔则是瞬间的坍塌,因为那是来自于大自然的不可抗力。
2023年5月,那是第一次下放异型钢筋笼,当天晚上八九点开始准备,下放到18米时就再也下不去,他们刚开始怀疑钢筋笼不正,检测处理前前后后花费了3个多小时,却没能成功,反而发现了令人崩溃的消息——塌孔!
又是一个不眠之夜。
面对坍塌,项目团队联合二航局技术专家、河海大学教授等研究分析,最终发现是长江水位变高导致地下水水量增大,从而使得槽壁土层变得不稳定。
“主要是受到长江潮汐水位的影响,那天正值天文大潮,15天一个周期,每个月初三和十八都是天文大潮。地下水位每天变动两次,意味着潮起潮落都是在对挖空的槽段进行冲刷,水量大频次多加上槽段形状特殊,土体的稳定性自然变差,坍塌最终没能避免。”项目技术负责人钟永新介绍。
塞翁失马、焉知非福,令他们庆幸的是,所有的问题都暴露在初期,在建设不到20%的情况下,他们采取了及时止损的方案,并且还做到防患于未然,L型塌孔坚定了“三槽合一”方案执行的决心,采取局部降水的方式,彻底避免了后续同样问题的出现。
时间是一个闭环,放置了几个月之后,第一个塌孔的位置变成了最后一个施工点,他们迎来了锚碇基础的收尾之战,给不完美一个完美的闭环。2023年12月28日,南锚碇地连墙全部施工完成。
筹备完工仪式那天,建设者们突然看到现场大屏幕上宣传片一幕幕闪回,大家都停了下来,过去的一切历历在目,那一刻他们仿佛静止了,只有风不停地吹着,旌旗猎猎、江水滔滔,他们难掩内心的激动。
这场地下“战争”,是他们职业生涯中印象最为深刻的一次经历。(柯祥虎)



二航新闻
集团要闻
国资动态
业务动态
媒体聚焦
二航人
专题专栏
港航
路桥
市政
房建
其他产品