瓯江口,风急浪高,水深逾20米,潮差达7米,湍流裹挟浊浪,30米厚软弱淤泥深伏江底。新建桥梁与既有老桥承台净距仅5.4米,且紧邻3000吨级繁忙航道。新建温州大桥北航道桥如何完成主墩48根深水桩基施工?这是项目团队面临的一场硬仗。
精准探测水下障碍
中交二航局参建的新建温州大桥北航道桥是甬台温高速公路改扩建工程温州北白象至南白象段的控制性工程,紧邻1998年通车的温州大桥北航道桥。新桥与老桥主桥全长均为540米的双塔双索面叠合梁斜拉桥。项目建成后,将显著提升甬台温高速公路通行能力、服务水平和路网保障能力。
2024年6月,工程伊始,深埋浑浊江底的老桥损毁的防撞墩残骸便成为首个“拦路虎”,其位置恰与新桥主墩的核心施工区重合。水面之上,仅存的3号防撞墩轮廓尚可辨识;水面之下,因年久失修及船只撞击早已倾覆解体的1、2号防撞墩,则深陷淤泥,具体位置与形态成谜。
新桥桥面与老桥桥面净距28米,新桥承台与老桥承台净距5.4米。经初步判断,1、2号防撞墩残骸大致位于老桥承台下游40到50米的水域,恰处于新桥5号主墩承台施工范围内。项目副总工程师陈冲坦言:“在如此复杂干扰环境下精准定位深埋残骸,常规探测手段几乎失效。”
湍急水流、老桥墩、现存3号防撞墩及施工栈桥形成多重干扰,导致传统探测信号严重失真。传统方法虽能大致圈定残骸区域,但厚重的淤泥像一层棉被,死死盖住1、2号防撞墩的“真容”。依据已有信息推测,新桥5号主墩承台下游侧的8根桩基的施工,都可能受到深埋防撞墩残骸的阻碍。
面对常规探测手段失效的困境,项目团队经与相关探测单位多次深入研讨,创新引入波速CT探测技术。此前,国内尚无能在20米水深条件下,有效穿透深厚覆盖层并实现高精度探测的技术方案,无法满足精准定位残骸三维结构与坐标的工程需求。波速CT技术成功穿透厚重淤泥层阻隔,清晰描绘出深埋江底防撞墩残骸的完整形态与精确位置。
这一突破扫清了工程初期最大“水下盲区”,为深水桩基安全施工奠定了基础。
急流中构筑稳固平台
为建设新桥两个主墩的临时栈桥,须打入总计156根长度超50米的钢管桩。
然而,在流速近2米每秒的急流中,采用传统“分段接长”工艺施打超长钢管桩时面临剧烈晃动,垂直度与定位精度控制变得极其艰难。
项目副经理程之余坦言:“别说精准定位了,光是它在水里晃得那么厉害,就没法施沉!”同时,水上接长钢管桩耗时冗长,严重制约工效。
为突破效率与精度双重瓶颈,项目团队创新采用“预先拼接+整体施沉”工艺。在栈桥后方相对稳定的区域,将多个钢管桩节段像搭巨型积木般预先拼装成约50米长的整体,然后整体施沉,大幅缩短受水流冲击的时间。为进一步稳定桩体、抵御水流扰动,团队还巧妙设计了多向限位导向装置,如同为桩体套上“紧箍咒”,将水流影响限制在毫米级的可控精度范围内。
2024年8月22日,主墩栈桥施工正式启动。拼装完成的超长钢管桩整体由大型履带吊缓缓沉放。依托高精度GPS实时定位与操作员精准微调,庞然大物在湍急水流中稳稳嵌入预定桩位,垂直度与定位精度均达到设计要求。此举攻克了深水急流环境下超长钢管桩高精度施打难题。
新工艺显著提升施工效率与安全性,栈桥搭设速度由原来的约10天1跨提升至5天1跨,同时大幅减少水上接长、高空作业时间,有效降低施工风险。
2024年11月13日,两个主墩栈桥钢管桩施打完成,为后续桩基施工开辟安全作业通道。
深水精铸主墩桩基
随后,工程重心转向48根超大直径钻孔灌注桩施工。单根桩基钢护筒长63.5米,重约100吨,是桩基的“铠甲”,也是承台定位的根基,设计要求平面定位偏差不超过5厘米,垂直度偏差要控制在1/450以内。
瓯江大流速,大潮差,有深厚软弱淤泥层,且作业空间极其受限。面对挑战,项目团队通过四大核心技术破局:精准把握瓯江潮汐规律,锁定每日水流相对平缓的短暂“黄金窗口期”实施沉放作业;根据墩位工况,优化设备选型与施工工艺;创新应用组合式多层导向定位结构,为护筒下沉提供稳固的空间约束;依托高精度全站仪构建实时监控网络,即时获取护筒姿态与位置数据,下达微调指令,形成“下沉-监测-纠偏”闭环控制。
2024年8月,48根永久钢护筒以毫米级精度稳稳嵌入预定位置。
钢护筒就位后,桩基钻孔随即展开,但桩位紧邻老桥、抛石区及旧桩,水下长期积累的障碍物频繁缠绕、堵塞钻具,迫使项目人员频繁提钻清理杂物,严重制约工效。
在设计钻孔深度达130米的超长桩钻孔中,超长钻杆的柔性效应显著放大孔底偏斜的风险。对此,团队创新集成应用组合钻孔工艺与智能钻进控制系统,根据实时揭露的地质岩性及障碍物特性,动态优化钻具组合,优化转速、钻压、泥浆性能等参数,并采用导向控制措施,有效保障了复杂障碍区的成孔效率与垂直精度。
2025年6月8日,北航道桥两个主墩48根深水桩基全部完工,大桥主墩基础在瓯江稳稳扎根,实现工期进度和质量控制双重目标。
瓯江奔涌,新桥的根基已然铸就,新建温州大桥的雄姿,正从这片天堑水域破浪而生。(黄丽)