超级工程深中通道通车!背后的“重庆元素”你了解多少?

新重庆-重庆日报 记者 杨永芹

2024-06-30 21:39

6月30日15时,全球综合建设难度最高的跨海集群工程——国家重大工程深中通道,正式通车试运营,从深圳到中山的车程将从目前的2小时缩短至30分钟,“深莞惠”与“珠中江”两大城市群也由此实现了跨海直连。

深中通道建成通车,重庆建设者功不可没。在渝央企——中交二航局二公司,曾经参与建设港珠澳大桥岛隧工程(海底隧道)、创造沉管隧道,也是深中通道关键控制性工程之一的深中大桥重要参建者。这让深中大桥具有更多的“重庆元素”。

大桥创下多项“世界之最”

建设者七成以上来自重庆

深中通道最大亮点之一就是横跨伶仃洋的深中大桥。

从高空俯瞰,深中大桥犹如海上一条巨龙横空出世。270米高、相当于90层高的桥塔上横梁上,高高地挂着“深中大桥”四个大字。

▲深中大桥。受访者供图

大桥主跨1666米、主塔高270米,通航净空高度为76.5米,创下五项“世界之最”:全离岸海中钢箱梁跨径最大、通航净空最高、海中锚碇体量最大、主缆钢丝强度最高、颤振检验风速最高等5项世界纪录。

这座创下五项“世界之最”的大桥,可谓密密麻麻地写着“重庆元素”。

中交二航局二公司负责深中大桥东主塔、东锚碇施工,上游侧主缆架设,钢箱梁安装等作业。

来自重庆建设者——中交二航局深中通道项目总工程师肖文福介绍,这片海域水并不深,枯水期只有5到6米,8月台风期到来最深的水位也才8到9米,但这并不代表这座桥梁就会比港珠澳大桥的“中国结”容易。

1968年出生的肖文福,毕业于重庆交通大学(前身为重庆交通学院),曾参与了港珠澳大桥前期桥梁下部结构关键技术的研究。2017年,深中大桥上马,他主动挑战。

自2018年深中大桥第一根主墩桩基开钻以来,来自重庆的400多名建设者就投入建设中。经过2000多个日夜的奋战,他们交出了一份令重庆乃至全球瞩目的骄人成绩:完成了深中大桥两个超大海中锚碇和两座主塔的建造、398根主缆索股的精准架设以及213片钢箱梁吊装。

肖文福称,深中大桥建设高峰期,600多名建设者中,其中70%以上的管理人员和一线工人属于重庆籍,他们见证了深中大桥建设的全过程,也高质量完成了大桥建设任务。

项目团队相继在离岸海中超大跨径悬索桥建设关键技术、宽阔海域大型海中锚碇快速筑岛技术、混凝土桥塔钢筋部品及智能筑塔施工等领域取得了重大突破,填补了行业空白,高品质、高精度、高工效推进了工程高质量建设。

难度有多大?

好比在巨无霸“果冻”上建大桥

在伶仃洋海域建设大桥,难度几乎无法想象。

“这里的地质条件非常糟糕。”肖文福说,海床下面是厚度达到十几米的淤泥,淤泥下面又覆盖了沙层。在这样的条件下建桥,好比是把大桥压在一块巨型果冻上,如果不能处理好桥梁的下部结构,一切都是徒劳。这其中的关键,就是两个巨无霸“秤砣”——锚碇。

秤砣虽小,可压万吨。说它“大”,每一个秤砣的底座有17个篮球场那么大;说它“重”,一个秤砣就将近100万吨。

大桥的主缆就系在这俩“秤砣”身上。锚碇的作用就是承受拉力,稳定大桥。大桥的自重加上每天通过的桥面车辆,总重量超过10万吨,靠的就是这两个“秤砣”。

▲深中大桥。受访者供图

但这两个“秤砣”,海中基础施工面积达17000平方米,如何高质量完成?

“这就相当于提前做了一个小型的人工岛。不同的是,这座岛要深埋海底50到60米。”现场负责人表示。

为又快又好地完成锚碇基础施工,项目团队进行了创新。

按照设计要求,由于水深较浅,国际上最普遍的做法是围堰合龙后先吹填,在吹填基础上直接做搅拌桩和砂桩。

肖文福结合现场实际发现,海上和陆地不同,这样的深层搅拌桩一根20米,总共要做1万多延米,目前国内只有两台水上深层搅拌船能够完成该项任务,而且面对淤泥地质,成桩的质量还无法保障。

他算了一笔账,一台水上深层搅拌船售价大概在5000万元到6000万元,目前世界上仅有的两台船一台在香港机场,一台在大连跨海通道,并且都在使用高峰期。“造一条新船的周期大概在一年,我们等不及!”

现在锚碇基础的淤泥,就像一块吸了水的海绵,如果贸然在上面进行下部结构施工,很有可能出现滑移的风险。

根据多年的大桥施工经验,项目团队决定先处理软基,在海底做沙被,然后插打排水板进行排水。这相当于“类似于给海绵加上“压舱石”,不断在上部增加重量,把海绵里面的水挤干,让淤泥变成黏土,大大提升基础的稳定性。

但是,大部分软基处理工艺都在路域进行。在海上进行软基处理世界范围内也没有先例,深中通道还是第一次。

在交通部组织的专家评审会上,肖文福一提出方案,就遭到了部分专家的强烈反对。他们的异议主要集中在两点:第一,水上软基处理工艺世界范围内都没有先例,这样的工艺是否成熟?第二,即便能够运用,经过排水的淤泥强度能否达到桩基施工要求?

经过多次商讨,相关专家决定试行该方案。

就这样,17000平方米的锚碇基础,整整回填了12米高,用了接近20.4万立方米的沙料,相当于一座“鸟巢”体育馆。

而深埋在基础中的仪器显示,整个淤泥的固结度达到了惊人的90%,甚至远远高于设计要求的80%。这不仅解决了深中大桥的难题,也解决了困扰业界已久的海中软基处理难题。

采用智能化装备

大大提高施工效率

一座高达270米的超高大桥凌空而起,一桥飞架长虹卧波。

深中大桥钢箱梁,单片梁全宽49.7米,最大重量约400吨,全桥由总重约5.7万吨的钢箱梁拼积而成。若采用传统工艺,将无法高标准高效率制造出数量如此庞大的钢箱梁,也将巨无霸钢箱梁吊至离海面91米高的空中。

▲深中大桥。受访者供图

智能制造成为重庆建设团队的首选。

中交二航局二公司建设者们将进入桥梁领域30多年来积累的经验和技术,打造了国内首条大型钢结构智能制造生产线,实现自动化激光切割、全自动焊接及涂装机器人等智能化设备。这让板单元制造生产效率提高了30%以上,智能喷砂效率相比于传统手工喷砂效率提升5倍。

为将钢箱梁稳稳地吊至90多米的高空,该团队研发了850吨级智能化缆载吊机,并实时监控及调整吊装数据,创下最高单日吊装6片梁段的纪录。

针对全离岸海上施工环境建设270米高塔面临的恶劣天气、高空作业等风险挑战,该团队研发了钢筋部品制作、整体吊装新工艺,研发建造一体化智能筑塔机,使塔柱达到每天1.2米的爬升速度,相比传统工艺提高1.5倍,减少作业工人40%,提升了工效,减少了高空作业风险。

由于深中大桥每年6级以上的台风超过200天,台风强台风更是频发。这给桥梁抗风设计带来极大挑战。建设团队通过三年多、上千组模型试验,研发了新型组合气动控制技术,将大跨整体钢箱梁悬索桥颤振的临界风速提高到88米/秒,相当于能抵御17级台风,达到了世界领先水平。特别是桥身上的传感器,可以对台风进行跟踪捕捉。

编辑: 蔡杨   主编:曾立      审核: 吴刚
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