10月23日上午,世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋正式開通。大橋長達6.7公里的海底沉管隧道,是我國第一條外海沉管隧道,也是世界上唯一的深埋沉管隧道和最長的公路沉管隧道。而這條隧道的一半沉管,都由中國交建旗下三級子公司、在渝央企中交二航局第二工程有限公司打造。
從2011年起,中交二航局近2000名建設(shè)者扎根孤島外海,轉(zhuǎn)戰(zhàn)牛頭島、東人工島、西人工島和海底沉管隧道,承擔了沉管預(yù)制廠建設(shè)、超級沉管預(yù)制、非通航孔橋建設(shè)、最終接頭施工、海底隧道內(nèi)裝、島上主體工程大斜屋面安裝和瀝青路面鋪裝等關(guān)鍵工序施工任務(wù),為港珠澳大橋建設(shè)添磚加瓦。
中國沉管“工廠法”生產(chǎn)第一隊
港珠澳大橋海底隧道由33節(jié)巨型沉管和1個最終接頭段組成,每節(jié)標準沉管長180米、寬37.95米、高11.4米,單個管節(jié)重約8萬噸,最大沉放水深超過45米,是世界體量最大、埋度最深的沉管,號稱“沉管航母”。
“中交二航局港珠澳大橋島隧工程項目部承擔了一半的沉管生產(chǎn)任務(wù)。這些沉管并不是我們平常概念中的普通混凝土水泥管道,而是重達8萬噸的超級巨無霸,且隧道基礎(chǔ)還是30多米的深厚軟土層,在長達120年的使用周期內(nèi),一旦出現(xiàn)任何質(zhì)量問題,都會給這個‘超級工程’帶來巨大的災(zāi)難!敝薪欢骄窒嚓P(guān)負責人介紹。
2011年6月,二航建設(shè)者進駐牛頭島,開建沉管預(yù)制工廠,他們面臨的第一個難題就是編制超大型沉管工廠法生產(chǎn)預(yù)制方案。
港珠澳大橋沉管管節(jié)每節(jié)的體量相當于一座60層的高樓,是世界最大的沉管管節(jié),且全部采用“工廠法”進行生產(chǎn),這在全世界是第二次。國內(nèi)沒有任何成熟的經(jīng)驗可以借鑒,所有的方案只能依靠技術(shù)人員一點一滴地研究、推敲、試驗、優(yōu)化和集成,最終形成完整的生產(chǎn)體系。
上百種不同規(guī)格、型號的鋼筋怎么加工、轉(zhuǎn)運?重達上千噸的鋼筋籠怎么綁扎、移動?一次性澆筑3000多方混凝土怎么杜絕出現(xiàn)裂紋?8萬噸巨型剛性混凝土結(jié)構(gòu)怎么從淺塢區(qū)移動到深塢區(qū)?這些都是施工團隊必須攻克的難題。在一年多時間里,他們先后完成了6次小模型試驗、2次足尺模型試驗,方案從無到有;再一次次地論證、一次次地否定、一次次地優(yōu)化,實現(xiàn)了技術(shù)、施工的重大突破和超越。
最終,團隊編制完成了超大型沉管“工廠法”生產(chǎn)成套施工方案,首次在建筑領(lǐng)域采用新型J型拉鉤筋,創(chuàng)新采用大體積構(gòu)件多點支撐、分散頂推新工法,解決了“沉管航母”的生產(chǎn)、頂推、體系轉(zhuǎn)換等系列難題,實現(xiàn)了我國外海沉管“工廠法”預(yù)制工藝的突破,并成為中國沉管“工廠法”生產(chǎn)第一支“吃螃蟹”的團隊。
創(chuàng)造澆筑百萬方混凝土無一裂紋奇跡
港珠澳大橋海底隧道建設(shè)是一個全程充滿了高風險的過程,不把最后一節(jié)沉管預(yù)制完成,現(xiàn)場管控都不能有絲毫放松。沉管防水質(zhì)量是沉管預(yù)制所有技術(shù)指標中的重中之重,每一節(jié)沉管、每一個接頭、每一段管壁,都不能有絲毫缺陷。
然而,由于沉管采用混凝土自防水,這種結(jié)構(gòu)決定了防水控制特別困難;再加上沉管體積大,鋼筋密集,預(yù)埋件種類、數(shù)量都非常多,墻體澆筑作業(yè)面又狹窄,人在里面轉(zhuǎn)身都不容易,振搗非常困難;此外,隨著安裝水深逐步增加,沉管承受的壓力將越來越大,水密控制面臨的局面也越來越嚴峻。
2014年初,前五批沉管已順利預(yù)制完畢,第六批沉管安裝位置將進入伶仃主航道,安裝水深超過了30米。為了保證沉管在這樣惡劣的環(huán)境下滴水不漏,二航建設(shè)團隊成立了沉管水密性攻關(guān)突擊隊。
團隊逐一排查可能存在的風險源,制定專項優(yōu)化方案,同時開展沉管水密性提升專項活動,增設(shè)大功率通風裝置,改善墻體混凝土澆筑振搗環(huán)境,杜絕漏振隱患。
功夫不負有心人。2016年9月,團隊率先完成所有沉管預(yù)制任務(wù),創(chuàng)造了澆筑百萬方混凝土無一裂紋的工程奇跡。
突破“最終接頭”新結(jié)構(gòu)三道難關(guān)
為了盡最大努力減少水下作業(yè)時間,保證施工質(zhì)量,提高施工效率,港珠澳大橋海底沉管首創(chuàng)了整體安裝、主動止水的最終接頭新結(jié)構(gòu),把采用傳統(tǒng)工法的隧道合龍時間從至少半年壓縮到不到一天。
造好最終接頭,是沉管隧道建設(shè)成敗的關(guān)鍵,而中交二航局再次成為這一任務(wù)的執(zhí)行方。
打造最終接頭,建設(shè)者們面臨三道難關(guān)。第一道難關(guān)就是要制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、止水嚴密、尺寸精準的鋼殼結(jié)構(gòu)。冒著數(shù)九隆冬,建設(shè)團隊夜以繼日奮戰(zhàn),一條焊縫一條焊縫地查,一個數(shù)據(jù)一個數(shù)據(jù)地復(fù)核,加班加點完成最終接頭制造工作,趕在最后一節(jié)沉管安裝完成的當天,從上海長興島制造基地順利運抵珠海牛頭島沉管預(yù)制廠。
第二道難關(guān)是完成最終接頭“三明治”結(jié)構(gòu)澆筑。這是國內(nèi)第一次大規(guī)模采用高流動性混凝土澆筑工藝,304個隔艙,任何一個地方都不能出現(xiàn)質(zhì)量隱患。為此,在長達一年的時間里,二航建設(shè)團隊先后開展了數(shù)十次模擬試驗、玻璃箱澆筑試驗、實驗室檢測分析,同時建立3D模型,編制出詳細的澆筑方案,細致規(guī)劃好場地安排、管線布局、澆筑順序、質(zhì)量檢查、缺陷修復(fù)等全套施工方案。最終經(jīng)過20多天的緊張施工,接頭“三明治”結(jié)構(gòu)澆筑取得圓滿成功。
第三道難關(guān)則是完成最終接頭基礎(chǔ)注漿。由于施工在近30米海底進行,注漿管線距離長、潛水作業(yè)量大、安全風險性高,極易受到洋流波浪及不穩(wěn)定天氣因素影響,現(xiàn)場施工極為復(fù)雜和困難。二航建設(shè)團隊提前籌劃,精心制定相關(guān)方案,歷經(jīng)12小時冒雨鏖戰(zhàn),圓滿完成最終接頭基礎(chǔ)注漿任務(wù)。
2017年5月2日,世界最大起重船1.2萬噸“振華30”首秀伶仃,在不到一天的時間內(nèi),6120噸最終接頭實現(xiàn)毫米級精確安裝,在世界上第一次做到了深水復(fù)雜環(huán)境下沉管隧道滴水不漏。
《平“語”近人——習近平總書記用典》第十一集:咬定青山不放松