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这群重庆人让大桥海底隧道滴水不漏

  10月23日上午,世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥正式开通。大桥长达6.7公里的海底沉管隧道,是我国第一条外海沉管隧道,也是世界上唯一的深埋沉管隧道和最长的公路沉管隧道。而这条隧道的一半沉管,都由中国交建旗下三级子公司、在渝央企中交二航局第二工程有限公司打造。

  从2011年起,中交二航局近2000名建设者扎根孤岛外海,转战牛头岛、东人工岛、西人工岛和海底沉管隧道,承担了沉管预制厂建设、超级沉管预制、非通航孔桥建设、最终接头施工、海底隧道内装、岛上主体工程大斜屋面安装和沥青路面铺装等关键工序施工任务,为港珠澳大桥建设添砖加瓦。

  中国沉管“工厂法”生产第一队

  港珠澳大桥海底隧道由33节巨型沉管和1个最终接头段组成,每节标准沉管长180米、宽37.95米、高11.4米,单个管节重约8万吨,最大沉放水深超过45米,是世界体量最大、埋度最深的沉管,号称“沉管航母”。

  “中交二航局港珠澳大桥岛隧工程项目部承担了一半的沉管生产任务。这些沉管并不是我们平常概念中的普通混凝土水泥管道,而是重达8万吨的超级巨无霸,且隧道基础还是30多米的深厚软土层,在长达120年的使用周期内,一旦出现任何质量问题,都会给这个‘超级工程’带来巨大的灾难。”中交二航局相关负责人介绍。

  2011年6月,二航建设者进驻牛头岛,开建沉管预制工厂,他们面临的第一个难题就是编制超大型沉管工厂法生产预制方案。

  港珠澳大桥沉管管节每节的体量相当于一座60层的高楼,是世界最大的沉管管节,且全部采用“工厂法”进行生产,这在全世界是第二次。国内没有任何成熟的经验可以借鉴,所有的方案只能依靠技术人员一点一滴地研究、推敲、试验、优化和集成,最终形成完整的生产体系。

  上百种不同规格、型号的钢筋怎么加工、转运?重达上千吨的钢筋笼怎么绑扎、移动?一次性浇筑3000多方混凝土怎么杜绝出现裂纹?8万吨巨型刚性混凝土结构怎么从浅坞区移动到深坞区?这些都是施工团队必须攻克的难题。在一年多时间里,他们先后完成了6次小模型试验、2次足尺模型试验,方案从无到有;再一次次地论证、一次次地否定、一次次地优化,实现了技术、施工的重大突破和超越。

  最终,团队编制完成了超大型沉管“工厂法”生产成套施工方案,首次在建筑领域采用新型J型拉钩筋,创新采用大体积构件多点支撑、分散顶推新工法,解决了“沉管航母”的生产、顶推、体系转换等系列难题,实现了我国外海沉管“工厂法”预制工艺的突破,并成为中国沉管“工厂法”生产第一支“吃螃蟹”的团队。

  创造浇筑百万方混凝土无一裂纹奇迹

  港珠澳大桥海底隧道建设是一个全程充满了高风险的过程,不把最后一节沉管预制完成,现场管控都不能有丝毫放松。沉管防水质量是沉管预制所有技术指标中的重中之重,每一节沉管、每一个接头、每一段管壁,都不能有丝毫缺陷。

  然而,由于沉管采用混凝土自防水,这种结构决定了防水控制特别困难;再加上沉管体积大,钢筋密集,预埋件种类、数量都非常多,墙体浇筑作业面又狭窄,人在里面转身都不容易,振捣非常困难;此外,随着安装水深逐步增加,沉管承受的压力将越来越大,水密控制面临的局面也越来越严峻。

  2014年初,前五批沉管已顺利预制完毕,第六批沉管安装位置将进入伶仃主航道,安装水深超过了30米。为了保证沉管在这样恶劣的环境下滴水不漏,二航建设团队成立了沉管水密性攻关突击队。

  团队逐一排查可能存在的风险源,制定专项优化方案,同时开展沉管水密性提升专项活动,增设大功率通风装置,改善墙体混凝土浇筑振捣环境,杜绝漏振隐患。

  功夫不负有心人。2016年9月,团队率先完成所有沉管预制任务,创造了浇筑百万方混凝土无一裂纹的工程奇迹。

  突破“最终接头”新结构三道难关

  为了尽最大努力减少水下作业时间,保证施工质量,提高施工效率,港珠澳大桥海底沉管首创了整体安装、主动止水的最终接头新结构,把采用传统工法的隧道合龙时间从至少半年压缩到不到一天。

  造好最终接头,是沉管隧道建设成败的关键,而中交二航局再次成为这一任务的执行方。

  打造最终接头,建设者们面临三道难关。第一道难关就是要制造出结构复杂、止水严密、尺寸精准的钢壳结构。冒着数九隆冬,建设团队夜以继日奋战,一条焊缝一条焊缝地查,一个数据一个数据地复核,加班加点完成最终接头制造工作,赶在最后一节沉管安装完成的当天,从上海长兴岛制造基地顺利运抵珠海牛头岛沉管预制厂。 

  第二道难关是完成最终接头“三明治”结构浇筑。这是国内第一次大规模采用高流动性混凝土浇筑工艺,304个隔舱,任何一个地方都不能出现质量隐患。为此,在长达一年的时间里,二航建设团队先后开展了数十次模拟试验、玻璃箱浇筑试验、实验室检测分析,同时建立3D模型,编制出详细的浇筑方案,细致规划好场地安排、管线布局、浇筑顺序、质量检查、缺陷修复等全套施工方案。最终经过20多天的紧张施工,接头“三明治”结构浇筑取得圆满成功。 

  第三道难关则是完成最终接头基础注浆。由于施工在近30米海底进行,注浆管线距离长、潜水作业量大、安全风险性高,极易受到洋流波浪及不稳定天气因素影响,现场施工极为复杂和困难。二航建设团队提前筹划,精心制定相关方案,历经12小时冒雨鏖战,圆满完成最终接头基础注浆任务。

  2017年5月2日,世界最大起重船1.2万吨“振华30”首秀伶仃,在不到一天的时间内,6120吨最终接头实现毫米级精确安装,在世界上第一次做到了深水复杂环境下沉管隧道滴水不漏。

编辑: 葛琦
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