为了120年的承诺——走进港珠澳大桥建设现场
伶仃洋,广东省珠江口外的一片水域。全世界里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁——港珠澳大桥,正在这里建设。
港珠澳大桥身处恶劣的自然环境中,设计使用寿命却长达120年。在这项超级工程的建设中,中铁大桥局、中铁大桥院、中交二航局等武汉“建桥军团”实力凸显。
中国顶级桥梁工程师们如何在伶仃洋开辟世界尖端建桥技术的创新之路?记者前往建桥一线,为您一探究竟。
暴风雨、浪涌、孤石
拦路虎被一个个击破
一阵暴雨过后,珠海市著名的情侣路上美景如画。不远处的海面上,港珠澳大桥九洲航道桥上“双帆”耸立,平添灵动之气。
即便是阴天,走上桥面,记者仍能感受到阳光透过云层的强烈辐射。眼前,九洲航道桥正抓紧安装斜拉索;而在看不见的水下,全长近6公里沉管隧道的安装,已经走向深海。“你来的正是时候!要是提前一天,非得把你晒成非洲人!”陪同采访的中铁大桥局四公司工区副书记郭琦琳对记者说。
话音刚落,老天爷就变了脸,暴雨倾盆。郭琦琳连忙将我们带到旁边的工具房。一身工装的李先爱拿着冲击钻也冲了进来,衣服已湿透。“不换件衣服吗?”“换什么衣服啊?在这里施工,衣服干了湿、湿了干,很正常。”李先爱说,进入雨季,几乎每天都有几场暴雨来捣乱。
最大的挑战还不是天气。
中铁大桥局承建的是CB05标段,包括非通航孔桥、九洲航道桥、珠澳口岸人工岛连接桥,总长约6.653公里。复杂的海床结构、恶劣的自然环境、超长的跨海距离……每一项,都是艰难的挑战。
浪涌是最大的“拦路虎”。伶仃洋是珠江最大的喇叭形河口湾,其下有两个深海沟,即便是无风天气,看似平静的海面,也会形成凶猛的浪涌,所有的船只都会如浮萍一样摇摆,挂钩、起吊、下钩难以精准到位。
现场施工员彭勇回忆,有天晚上9点多,在架设210、211号墩之间的组合梁时,突遇暴风雨,浪涌中,组合梁在吊钩上来回晃动,怎么也落不到桥墩上。一片组合梁重量近2000吨,一旦掉下来,桥墩、吊船甚至施工人员都会遭受灭顶之灾!
好在彭勇经验丰富,他瞅准时机,让组合梁先落在桥墩上,再作调整。“平时架一片梁只需要一个小时,那天花了四五个小时。”
在海底,孤石、探头石、斜坡岩遍布,打桩基成了大难题。
在靠近珠海的人工岛上,收费站前广场正抓紧施工。“一根桩打下去,只进去20多米,剩下全是坚硬的孤石。”工区副经理陈翔回忆,26-9号桩长71米,有40米都是孤石。爆破又会对桥墩有影响,只能用锤头慢慢砸。就这么一根桩,愣是花了一个半月才打下去。
从2012年进场施工开始,类似的难题一个接一个。建桥者们吃饭也在想,走路也在想,一项项创新破茧而出,一个个难题逐个击破。今年1月16日,大桥局已在所有标段率先完成所有非通航孔桥承台墩身的安装施工。“最难的时候已经过去了。”该局港珠澳大桥项目部项目经理谭国顺既感慨,又欣慰。
借潮水拆解“变形金刚”
60多个桥墩只需9套围堰
安装桥墩,需要围堰创造无水环境。
一般情况下,建多少个桥墩,就要制造多少个围堰。可这里60多个桥墩,却只用上了9套围堰。
秘诀就在于采用了奇特的钢围堰。中铁大桥局五公司工区技术负责人陈山亭介绍,钢围堰就像“变形金刚”,由8块组成,可整体拆除,也可以分块拆除。
问题是,钢围堰和桥墩都已经粘连在一起了,2000吨的吊船都难以拆开,怎么还能重复使用呢?“利用大自然的力量。”陈山亭介绍,涨潮时,打开钢围堰双壁连通孔,水就灌入;退潮时,围堰中的水高于外面,水压就能自动将围堰涨开。“相当于平均一套围堰用了7次,使用效率是从前的7倍。”陈山亭说,一套钢围堰用钢约350吨,算下来节约了1万多吨的钢材。这项技术,已申请了国家发明专利。
然而,在安装的时候,还是遇到了难以想象的困难。800吨的浮吊,风浪大时吊钩左右摆动可达2米,跟打拨浪鼓似的,在这种环境下进行吊装作业,就像“海上绣花”,难度很大。
2013年5月的一个晚上,经过两周努力,已拼装了7块的第一套围堰,一下子就被海浪打散了。为了避免围堰再次被海浪打散,他们只好“曲线救国”:将围堰运至风浪较为平静的216号墩位处,拼装完成后再运至各墩位安装。
围堰下放中,孤石、飘石、探头石……各种突发情况考验着建桥者。遇到斜面岩,围堰放不平,他们采用局部挂装法,将不平处用沙袋填平;遇到淤泥层太厚,就提前在墩位处开挖,再向围堰中注水增加自重。
就这样,大桥人先后攻克了围堰拼装、下放、封底、拔除等难题,为承台墩身的顺利安装奠定了基础。
扯起1168吨重的“风帆”
他们的眼里闪动着泪光
港珠澳大桥的三座主桥有三个标志性主塔,分别是海豚、风帆、中国结。其中,位于九洲航道桥206号、207主墩上的两面“风帆”,看似飘逸,实则沉重——其上塔柱各重达1168吨!
如何让这样的庞然大物成功“飘扬”?
施工方反复论证后,采用了国内桥梁中从未使用的“竖转提升”技术。具体分为两大步:
第一步,利用大型浮吊将上塔柱整体起吊,放置在桥面预先拼装好的滑道上;
第二步,在塔梁两侧拼装大型提升吊架,并利用千斤顶缓慢提升上塔柱,同时沿滑移轨道向前滑移使其逐步竖转,直至上塔柱与桥面垂直。“为确保上塔柱精确安装到位,我们在提升前做了大量工作。比如,将提升点千斤顶的布置精度控制在5毫米以内。此外,在滑道和提升结构上设置了监测装置,可通过仪器实时掌控提升过程中上塔柱竖向位移、横向位移的同步精度状况。”中铁大桥局CB05标段二公司工区总工程师徐瑜介绍。
理论上是可行的,但实践起来,却没有人能打保票。
徐瑜回忆,206号主墩吊装前,他在现场待了3天3夜,加起来睡了不到5个小时。中铁大桥局副总工程师、港珠澳大桥项目部总工程师潘军也前来支援。“毕竟没做过,脑子像放电影一样,什么问题都反复考虑了。”他说。
206号墩竖转提升,一直从早上8时持续到晚上11时。随着现场指挥一句“提升到位”,现场一片欢呼,不少人眼底闪烁着泪光。潘军很开心地跑过来,“终于竖转到位了!”平时熟的不能再熟的人,此刻却互相紧紧握手,“太激动了!”
有了206号墩“练手”,207号墩“风帆”的竖转提升,缩短了6个小时。
“120年”背后的高科技
不锈钢钢筋首次大显身手
在我国,大桥设计使用寿命一般为100年,而港珠澳大桥设计使用寿命达120年。“海洋环境空气及水中的氯离子含量高,对钢筋混凝土的侵蚀更加严重。要保证大桥能用120年,各项建设标准就要比其他的项目高很多。”中铁大桥院设计代表张兴志介绍。
记者看到,桥上裸露在外的钢筋,全部包着一层绿色的外衣。张兴志说,这是在普通钢筋基础上采用特殊工艺喷涂的环氧树脂涂层,能有效保护钢筋不被腐蚀。大桥组合梁桥面板钢筋均采用这样的特制钢筋,就连绑扎钢筋的扎丝,都是采用带特殊软外套的特制扎丝。
为提高大桥耐久性,处于大海浪溅区的承台墩身最外层钢筋,是锃亮的不锈钢钢筋。这也是我国首次在桥梁上大规模使用不锈钢钢筋。
硅烷浸渍技术,则能有效地防止氯离子渗入。将硅烷涂在墩台身表面,渗透到混凝土内部并发生化学反应,形成斥水封闭层,有效阻止了氯离子渗入,提高混凝土结构的耐久性。
牺牲阳极的阴极保护系统,则保证了大桥另一关键结构——钢管复合桩不被海水腐蚀。于是,将钢管复合桩与外挂于海水中的锌块连接,通过消耗锌块使得钢管桩得以保护。
新材料上的创新层出不穷,工艺上的标准也是闻所未闻。比如,承台墩身安装垂直度要求控制在H/3000之内,轴线偏差和顶面高程均要小于±10毫米,均为目前桥梁建设的最高标准。“这比英美等发达国家的桥梁标准都高。”谭国顺说。
创新的测量技术,也为大桥120年寿命奠定了扎实基础。
测量好比大桥施工建设的眼睛。长达几十公里的大桥,数百个施工点水上水下同时展开,桩、桥墩、梁能否成功对接,都要靠测量把关。
传统建桥的常规测量方法,测量距离都在肉眼可视范围内,一般可看到对岸。港珠澳大桥大多在茫茫大海上,没有稳定的平台,线长、施工点多、精度要求高,要保证全部对接,靠常规测量方法根本不行。“我们是第一个进场,也将是最后一个退场。”中铁大桥院港珠澳大桥主体工程测量控制中心郑强介绍,他们利用先进的GPS测量技术,并将其与计算机和网络通信技术整合,建立了国内首个工程CORS系统。这个系统通过系统严密计算和数据实时传送,确保了施工现场GPS测量成果的准确性和实时性。
在变幻洋流里“穿针”
33节巨管拼接海底隧道
港珠澳大桥岛隧工程是世界唯一深埋沉管隧道,由33节沉管拼接而成。每个沉管长180米,重约8万吨,体量相当于一艘重型航母。
世界最大沉管的宏伟,让前来参观的中外客人们津津乐道;但生产的艰难,只有奋斗在一线的工人最清楚。“如此大规模的沉管生产,在国内还是第一次,在世界范围内也没有多少经验可供借鉴。我们的每一项工艺都靠自己去摸索、去创新,因此走的每一步都是崭新的。”中交二航局港珠澳大桥岛隧工程项目部总工程师周光强说。
33节沉管的对接,也是世界级施工难题。
中铁大桥院港珠澳大桥岛隧工程总监办副总监蒋伟平说,这33个堪比航空母舰的沉管,要在变幻的洋流里对接,误差不能超过4厘米,“就像在大风里穿针”。
建设者们先在海底开挖基槽,然后在基槽内抛掷块石和碎石形成平整基床,最后逐节安装沉管,在基床上实现对接。
沉管安装,最怕遇到回淤。几厘米的回淤都会对沉管的对接精度造成很大的影响。其中,E15沉管历经“三次浮运、两次回拖”,历时150多天,才最终圆满安装。当天,安装船上,建设者的掌声经久不息,绚烂的烟花照亮了伶仃洋的夜空。
截至昨日,沉管已成功安装了18节,这座海底隧道还在继续穿越伶仃洋。“这就是我们的超级工程,无数的建设者为它无私付出的,不只是辛劳,更有感情和心血。”谭国顺的话,道出了建设者的心声。
【资料】
港珠澳大桥
港珠澳大桥全长49.968公里,包括3项工程:海中桥隧工程(工程主体);香港、珠海和澳门三地口岸;香港、珠海、澳门三地连接线。
其中,海中桥隧工程长约35.6公里,除约6公里由香港建设外,其余由粤港澳共建,含1条约6公里的沉管隧道、2个人工岛、3座通航孔桥(九洲航道桥、江海直达桥、青州航道桥),其余工程为非通航孔桥。
港珠澳大桥于2009年12月15日开工,目前正以2017年建成为目标加紧施工。正式通车后,将大幅缩短港珠澳三地交通时间。
【故事】
“桥三代”的英雄情怀
外公、父母都是中铁大桥局的职工,陈翔是典型的“桥三代”。
他一直记着外公说的话:一个人挣多少钱、有多大权不重要,生不带来,死不带去;如果几十年后,你修的桥还矗立在那,可以对子孙后代自豪地说“这桥上面的钢筋我数过、设计我参加过”,这才是不枉一生的活法。
但建桥实在太苦。女儿生下来11天,他就离开了家;女儿今年4岁,他在家的时间加起来不超过5个月。2013年,他坐船来到珠澳口岸人工岛上,只见满眼红黄色的海沙。这里无水、无电、无网络,基本生活用品都要靠运输船补给。
一冲动,他拿出电话打给妻子:“不干了吧?做什么也饿不死人。”“你有自己的小家,也有祖国的大家,我们要给孩子做个好榜样。”妻子的一番话,敲醒了他。
珠澳口岸人工岛连接桥需要644根桩,陈翔来的时候只打了79根桩,进度严重滞后。工人们意志消沉,不少人悄悄地走了。
当务之急,是鼓舞士气。他们决定采用先易后难的方式,先完成容易攻克的部分,又增加了108台钻机。当月就完成了46根桩,陈翔的体重也从200斤掉到了171斤。
办法开始奏效。此后,每个月几乎都完成90根桩,最终将644根桩全部拿下。
白天工作,晚上面对的,只剩难耐的寂寞。面积2.4平方公里的人工岛,陈翔和他的工友们晚饭后的最好消遣,就是绕岛走一圈。走一圈要一个半小时,可不少人都能数得出来有多少步。
或许做工程的人都有一种情结,那就是情不自禁的投入。从最初的不情愿,到如今殚精竭虑带领工友们攻坚克难,陈翔拥有所有大桥建设者身上的英雄情怀。
来源:湖北日报
