6月6日,由公司承建的世界最大跨度公铁两用斜拉桥——常泰长江大桥主桥5号主塔基础钢沉井首次取土下沉施工全面开始,大桥建设取得突破性进展。
5号主塔基础钢沉井位于长江泰州市水域,长95米,宽57.8米,横截面面积44825平方米,相当于13个篮球场。建成后的沉井总高72米,足有24层楼高,内部分为28个隔舱,建设总用钢量达1.8万吨,为目前世界在建最大水上沉井基础。
据常泰长江大桥项目部常务副总工吴启和介绍:本次施工的5号主塔基础钢沉井需要下沉到原始河床面以下50米处,依靠自身重量与下沉深度,牢牢扎根于河床底部,为主跨1176米斜拉桥上部结构提供支撑。沉井取土下沉共分5次,首次取土下沉深度为5.2米。为了控制沉井姿态,确保沉井平稳下沉,首次下沉共分十轮取土,计划用时20天,总取土方量约为25000立方米。
常泰长江大桥5号主塔基础钢沉井,是继二航局承建完成的泰州长江大桥中塔沉井(长44米、宽58米)后的第二座水上沉井基础施工。无论是规模、入土深度,还是技术施工难度,都属史无前例,给建设者们带来了不小的挑战。
沉井取土下沉顺利进行的第一步,首先要解决江中设备供电问题。5号主塔基础钢沉井下沉通过气水压力配合,冲刷掉沉井隔舱的泥沙等物质,然后通过大型稀泥设备将隔舱泥水混合物抽出,沉井靠自重下沉,为沉井取土下沉阶段供水、供气提供保障,因此下沉需要多型、多类别机械设备相互配合作业,为给机械设备输送“血液”提供动能。经多次研究,本次采用岸电供应。岸电由水下电缆引至上、下游锚墩总配电箱,再通过浮箱结构、多功能船引至沉井顶面。在多功能船上配置多级离心泵、空气压缩机等,其中12台200千瓦多级离心泵每台扬程达270米,24台228千瓦空气压缩机压缩空气量达25立方米每分钟,沉井下沉设备总电总容量达6000千伏安,都为二航局首次使用。
其次,要克服的是河床土层不均匀、层底高差大、结构复杂的难题。单是河床泥土的构成就多达7种。其中,砂类土地层含有砂质胶结层,其抗压强度可达5.59兆帕,相当于1平方米能承受559吨的压力。但在一个平面上并不是所有的土层都达到了这个硬度,因此在取土的过程中,很可能会出现取土不均匀的情况。而面对如此巨大的钢沉井,如果不能均匀取土,很可能会发生偏位和倾斜的情况。除此之外,由于沉井分为36个井孔,沉井下沉取土区域分为井孔内区、剪力键盲区、十字节点盲区以及井壁及隔墙盲区组成,看不见、摸不着的情况都为施工增加了难度。为了方便取土,提升效率,项目部在隔仓上安装了15台门式起重机、4台塔吊。在狭小的空间内,同时运行如此多的设备,对操作人员也是一个考验。
针对这些问题,本次沉井下沉采用“台阶型”取土工艺,按照先内圈18个井孔,后外圈18个井孔进行分层分区(分轮)同步对称取土的顺序,确保沉井平稳可控下沉。同时,根据土层特点,二航局研制了智能气举取土设备、电动较大取土设备以及机械臂水下定点破土设备等多套新型取土设备,将随着施工进展陆续进场。
沉井顶面布置有塔吊、门式起重机、取土平台、吸泥管搁置架、集控平台、综合管线等,交叉作业点多面广。为提高智能化、可视化、机械装配化水平,提高取土效率,确保沉井下沉万无一失,二航局还联合多家科研单位为下沉装上了“科技大脑”。沉井下沉定制了智能门式起重机,它采用智能控制系统,集中控制门式起重机的单舱自动取土作业,确保各台门式起重机在运行过程中“不打架”。同时,结合声呐等检测数据,及时调整取土顺序,实现沉井取土下沉可视、可控。当然,智能控制系统的作用远不止此,它还能通过编码坐标,自动移动,精确控制吸泥点位;通过葫芦吊下方吸泥管的长度,来精确实现单点位吸泥取土作业的深度要求。据悉,该项技术为国内首创。此项技术的应用,不仅解决了取土的精度问题,还减少了作业人员的数量,在节约了人力成本的同时提升了安全性能。
与此同时,在本次取土下沉中,项目部投入了诸多的大型设备,其中仅大型船舶就有10余艘,参加生产的工人数目超过200人。而其中所涉及的废油、生活垃圾如何处理也是项目部要解决的问题。为此,项目部制定了环保制度,寻找了处理生活污水、废油废料的专业船舶,定期进行清理。对于从江底取出的泥土,通过管道收集泥驳转运至指定位置处理。除此之外,为了有效控制噪音,项目部将弃土场地选在了远离居民住地的地方,并选用效率高、噪音小的机械设备在白天进行施工,确保居民生活不受干扰。
常泰长江大桥作为二航局桥梁市场重点工程,中交二航局副总工、常泰长江大桥项目指挥长徐刚表示:项目部全体大桥建设者将以习近平新时代中国特色社会主义思想指引下,大力弘扬公司“争科技领先,创管理一流”企业精神,“不忘初心,砥砺前行”,通过大桥优质建设为辐射,以干促揽,争取更多市场份额。
常泰长江大桥位于江苏省,跨江连接常州与泰兴两市,大桥主桥为双层斜拉桥,常泰长江大桥将有“四个首创”和“六个之最”。其中,全长2440米,是世界最大跨度公铁两用斜拉桥;航道桥为钢拱桥,全长724米,为世界上最大跨度的公铁两用钢桁梁拱桥。同时,也是世界首座集高速公路、普通公路、铁路“三位一体”的跨江大桥。

刘洋森、田本灿
