——创新方案在富翅门大桥成功应用
9月20日凌晨1时许,富翅门大桥主墩首根桩基混凝土浇筑完成;27日,最后一根钢护筒沉放,主墩26根Φ3.1米钢护筒全部沉放完成。这是一份来之不易的成果——大桥特殊地质水文条件下采用的新方案得以成功应用。
主桥横跨的富翅门水道位处“V”型深槽处,最深处达-61.0米,四公司承建的A标段所辖主桥9号墩远离岸侧,承台范围内的海床表面高差达16米,下伏海床还是横桥、纵桥双向斜坡,单根钢护筒高差普遍在1.2米以上。
“岩石裸露无覆盖层,桩基所处岩面斜率接近35度,传统的平台法施工,钢管桩根本无法插打进入裸露坚硬的河床,况且水流这么急,管桩之间依托平联也无法自稳呀,如何施工呢?”项目部的技术人员面对难题陷入沉思。“岩面倾斜起伏变化大,钢护筒沉放精度如何控制?”
开工伊始,项目部通过水下地形扫测、补测勘探孔、实时监测水位流速等技术手段,迅速摸清核实施工水域的水文地质状况。拿到第一手资料后,测评海中钻孔平台的搭设和钢护筒的下放难度,远远超出预期,也无成熟的方案可供套用。
他们开始对国内的大型水上基础施工方案进行归类、梳理、比选,积极开展专项研究。“对平台和护筒的搭设,采用打桩船方案、导管架方案由于地质条件和通航净高限制,都无法采用。”通过一系列的方案比选反复琢磨,最终大胆提出了“高可靠度起始平台+群桩钢护筒”的整体平台设计新方案,取消了护筒区的全部平台桩,护筒区全部采用永久钢护筒直接受力。由此,施工采用“三步走战略”:锚桩法施工钢管桩搭设起始平台;依托平台来定位首根钢护筒,并予以加固,形成护筒区施工平台;应用钓鱼法完成剩余钢护筒施工。
项目部利用护筒区上游地段岩面起伏小、有少许覆盖层的特点,在主栈桥前端优先搭设起始平台。平台采用锚桩法施工,就是把钢管桩与它下伏着的基岩锚固成为整体,保证钢管桩自身的稳定,同时采取加强型平联以抵抗横向水流力,确保平台的整体稳定性。前几日,平台经受住全年最大涨落潮和台风的考验,效果良好,深获好评。
据项目工程部长杜文广介绍,“在护筒区的岩面倾斜无覆盖层,无法搭设钻机工作平台。依托起始平台,用来定位钢护筒的导向框就有了‘生根’的地方——通过支撑连接在平台上,稳定牢固。而通过刚度控制的导向框借力给力,又成为钻机的落脚地,对沉放就位的钢护筒跟进钻进。”
这个导向框的作用不容小觑,项目部为它还花了不少心思,几番下来最终创新性地使用螺栓定制了“装配式导向框”,既满足钻机工作钻进的需要,又可以快速重复拆装,需要就装,用完了就拆,极其方便省力。
面对斜岩面,他们在钢护筒沉放前就用钻机扫孔,再用锤头将斜岩面凿平,变“斜”为“平”,钢护筒的沉放精度和控制难度会降低,但依旧不可掉以轻心。项目总工彭琳琳直言:“直径达3.1米的钢护筒沉放到20多米水深的海底,阻水面积很大,是非常危险的,要及时跟进锚固。”将钢护筒“种”到裸露坚硬的河床上,是整个方案成功实施的重中之重。“布置6台直径2.9米钻头的冲击钻机,使钢护筒逐渐嵌岩,嵌入深度达岩石中风化层2米后,清孔下放导管浇筑C30砼,浇筑高度为超出钢护筒内岩面2米,使钢护筒锚固在岩层中。”伴随着锤头进尺,钢护筒逐步跟进,就在裸露基岩上“扎了根”。
钢护筒与基岩锚固成整体,似“植入”河床,异常牢固。在钻进过程中,钢护筒不会漏浆,还可“客串”初始平台的角色——作为沉放下一根钢护筒时导向框和钻机“安家”的地方,以此逐个沉放钢护筒,不用额外的平台桩,可以节约平台桩约2000吨。同时,锚固部分钢护筒后即可进行钻孔桩同步施工,缩短工期,一举数得。
技术创新不是一阵“头脑风暴”,与务实息息相关。在新方案形成过程中,项目部技术部门多次进行细节优化,对施工过程的每个工况全部进行实况模拟和仿真计算。并多次召开技术讨论会,汇集相关技术人员的建议,对每一处细节进行优化。
在方案实施前,在组织方案技术和安全交底的基础上,针对实施的每一个工序均由现场技术员进行“一工序一交底”。现场施工管理人员也不放过对每一处细节的把控,细致到对导向框细小焊缝的逐一检查、秒秒钟紧盯钢护筒的贯入度变化、时时测量钢护筒的标高及偏位,哪个孔何时清出来的渣样都编号保存……真正做到精益求精。
每一道施工工序完成后的总结会也成了大家最常参加的会议,方法有了,如何提高效率又成了大家最关心的话题。他们采用装配式导向框、加强型锤头,缩短了导向框安装、护筒跟进锚固周期,主墩26根钢护筒很快“种植”完成而转入钻孔桩施工。
(刘洪豹 陈慧玲)