9月6日,随着最后一件上节预制墩身安装完毕,中交一航局一公司港珠澳大桥桥梁工程CB03标项目部圆满完成了全部墩台安装的施工任务。
2年多的时光,转瞬即逝;砥砺奋进,战绩丰盛。自2012年以来,蔚蓝的伶仃洋海域见证了港珠澳大桥从无到有,记载着从第一根钢管桩打设到如今巨龙腾飞的壮丽景象。一公司港珠澳大桥CB03标项目部一步一个脚印,踏出了一条史诗般的筑桥之路。
墩台吊装工序是在桩基和钢箱梁架设之间起着承上启下作用的一道关键工序,如果说钢箱梁是大桥这条巨龙的身躯,那么墩台就是龙的脊梁和骨架。墩台吊装作业处于伶仃洋海域深海区,海况条件恶劣,技术工艺复杂,所需大型船机设备多,墩台单体重量大,船舶交叉通航安全风险大,这一切对建设团队是一次严峻的考验,也是一次难得的机遇。
创造性的设想,创新性的工艺
时光回溯到2012年,项目部成立之初,制定的施工方案除了本案之外,创造性地提出了采用钢圆筒围堰干法施工的新工艺。这个方案可以解决传统工艺止水风险大、墩台止摆难、施工船舶多、相互干扰大等诸多难题,但只是一项全新的工艺设想,还没有任何可参考的施工先例。这个新工艺到底能不能实现?钢圆筒围堰止水效果到底如何?这在当时很多人心里都是一个大大的问号。
据内聘副总工史虎彬描述:“如何确保钢圆筒能够抵挡来自海水的压力,解决围堰变形,如何保证施工作业人员的安全?如何安排预制构件上的吊具吊点?起重如何指挥、船机如何调配、各组施工人员如何全盘协作部署?为了解决这些无可逃避的现实问题,无论是主管领导还是技术员,每个人心里都绷紧了弦。”
面对众多的疑惑和犹豫,项目经理张连江毅然作出决断:“对待港珠澳大桥这一高难度的工程,闭门造车解决不了问题,我们必须以一种开放的心态,大胆尝试、大胆创新,整合国内外的技术专家进行联合攻关。”就这样,项目部开始了前期大量的工艺方案讨论和试验,先后牵手四航院、天津大学、浙江大学等一流的设计单位、科研院校展开合作,聘请了国内外知名专家进行首件施工评审。2012年11月25日,墩台施工进程向前跨出了关键的一步——钢圆筒围堰干法施工试验取得成功。干法施工工艺就此得到了验证,不再只是停留在纸面上,而是具有了可操作性。随着后续不断优化,在干施工条件下,沉桩的垂直度要求也从1/400降至1/250,大幅度地降低了施工难度,更为后续墩台安装的顺利开展打下了牢固的基础。2013年6月20日,项目部顺利完成了整体埋置式墩台的首件施工。这也是全国首个成功安装的整体埋置式墩台,从此填补了我国在这一领域的空白,在建桥史上写下了浓重的一笔。原交通部总工程师周海涛现场考察完后给予了钢圆筒围堰干法施工工艺“为桥梁工程基础施工开辟了新思路”的赞誉。
不经历风雨,哪能见彩虹?没有什么事情能够一帆风顺。在连续进行2到3次振沉与振拔后,项目部全部9个钢圆筒围堰均出现了不同程度的筒底变形现象。这马上引起了技术人员的重视,立即展开专项研究,对钢围堰进行结构优化。
经过2次完善,创造了钢圆筒单筒8次正常周转使用无破损的纪录,也为钢圆筒围堰干法施工工艺的推广应用积累了大量经验。此后,2014年6月13日,项目部完成了港珠澳大桥全桥最重整体埋置式墩台的吊装,墩台连同吊具总重超过了3900吨,这已经接近了4000吨浮吊“一航津泰”的起重理论极限,吊重所承受的风险不言而喻。为了确保万无一失,技术团队反复论证,最终在浮吊中放入了大量压舱水,以后仰的姿态下勾,顺利完成了这一壮举。雄伟的“津泰”再次创造了奇迹,一举刷新了局单一设备吊重纪录。
玩转分节式墩台安装,让安装变成“搭积木
在整体埋置式墩台安装难题解决之后,项目部又面临着分节式墩台安装的难题,而且不光是两节式墩台,还有三节式墩台,这也是全线分节式墩台最多的一个标段。
“整个非通航孔桥共需预制安装墩台68座,由113个预制构件组成。包含整体埋置式墩台44座、两节式墩台11座、三节式墩台13座。高墩区两节式和三节式桥墩共需安装45件中上节墩身结构,区别于传统的湿接头工艺,这里均采用了干接缝对接工艺,这是国内首次将干接缝工艺应用于墩台安装。”主办技术员冯宝强这样介绍道,“在高墩区分节式墩身安装中,我们必须使上下混凝土构件的接缝面凹凸剪力键匹配对接,并通过上下贯通的48至64根、直径75 mm的粗钢棒的竖向连接与张拉,使12m×4m的上下两个平面,以点对点匹配,将分节墩身与底部承台连成整体,整个施工过程就像是搭积木。”
根据相关技术资料显示,每根粗钢棒的对接匹配富余度仅有2.5mm。任何一个点的匹配精度超过2.5mm,都无法实现面与面的对接,容错率极低。如何攻克毫米级的对接精度课题成了围绕在技术团队前行道路上的一团迷云。项目总工徐波为了这“2.5mm”一连数天难以入眠,无论是在办公区,还是在寝室,都可以看到他随手放在桌边的设计图纸与计算草稿。技术员们也被总工徐波所影响,卯足了劲要啃下这块硬骨头。
项目部通过分析研究,抓住了两个关键环节:一边开启对起重吊具、吊点结构优化研究,另一边则研发墩身精细调位装置。在大量的试验与研究下,针对起重吊具、吊点结构的研究率先取得成果。技术团队自行设计了一套自动化吊具,可以通过无线遥控器实现吊具与吊点连接装置的XY两个方案平面移动,不仅减少了吊具的投入数量,也大大增加施工安全性,为分节墩身的吊装施工提供了强有力的技术保障;随后精细调位装置的横空出世更是给技术员们打了一剂强心针。针对墩台安装要求平面偏差不大于1 cm,垂直度不大于1/3000的超高标准要求,研发小组设计了偏差在0.5mm以内的高精度匹配的顶模和底面,在墩身下落过程中实现对墩身偏差进行精细微调。技术团队以一记漂亮的组合拳,将毫米级的精度难题消弭于无形。
此后不久,面对需要进行两次对接的三节式墩台,技术团队以相同的原理成功完成三节式墩台首件施工。墩台施工从最初的数月才能完成一座墩台安装,逐渐发展到一个月内完成两座、三座乃至四座墩台安装,工程进度的脚步由踉踉跄跄最终转向跨越式前进。
隐患就是事故,严控安全风险
墩台安装与钢箱梁安装等其他工序同时进行、交叉作业,安全管理是一个必须面对而又需重点管控的难题。
在众多的安全风险中最为突出的有:大吨位构件吊装作业频繁,高空作业风险大;施工现场大型船舶多,船舶如走锚、失控可能会发生撞击钢围堰等事故;钢圆筒围堰内后浇孔施工属于典型的深基坑作业,可能导致围堰漏水、垮塌,引发人身伤害;施工海域有承担着为香港提供四分之一电力所需的天然气发电能源的“崖13-1海底输气管线”,一旦损坏管线,经济损失严重,政治影响很大;对于生态保护也是一个严峻挑战。
直径22米的钢圆筒围堰在海平面以下形成了一个深达15米的巨大深基坑,项目部曾发生这样一段“险情”:技术员杨龙从早上到傍晚手机一直处于失联状态,正当大家全都在为杨龙的安危担心时,他本人却平安地出现在生活船上。原来他刚刚一直在钢圆筒围堰内作业,由于手机信号问题才导致失联。尽管是虚惊一场,但还是给项目部敲响了警钟,从此每位技术员前往现场均自觉地携带对讲机,以便随时保持通讯畅通。
对此,项目部树立了“隐患就是事故”的理念,针对海上施工点多线长的特点,实行安全区域化管理,分区负责,日常管理中加大检查频次和奖罚力度。项目部落实“每一次都是第一次”的信条,在每一道工序、每一个环节都慎之又慎,如在每一次墩台施工前后,都会定期对内部支撑进行严查,确保围堰内所有护栏焊接完整、底网满铺以后再进行作业,维护着“零事故”这一难得的成绩,项目部连年被业主评为安全管理和防台工作先进单位,成为获奖最多、安全管控最为平稳的项目部。
当最后一件上节墩身顺利完成安装后,墩台工序的施工进程悄然走到了尽头。独立船头,瞭望一座座鳞次栉比的墩台,宛如铮铮铁骨屹立于广袤的伶仃洋上。它们挺起的不仅仅是宏伟壮丽的港珠澳大桥,更是建设者们面对万难而不屈的脊梁。如今,大桥的建设者们携着一份舍我其谁的荣耀与自信,又开始了钢箱梁安装的全面冲刺。
(中交第一航务工程局有限公司 纪子骁 王刚 供稿)