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    中国交通报:这锚碇稳了,悬索桥就稳了

    发布时间:2020-04-28来源:中交二航
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    4月12日,随着最后一车混凝土浇筑完成,由温州交通发展集团有限公司投资、中交二航局承建的浙江温州瓯江北口大桥南锚碇沉井完工,大桥建设取得突破性进展。

    温州瓯江北口大桥为世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,其下部结构由中塔、南塔、北塔、南锚碇、北锚碇五大基础组成。其中南锚碇为重力式锚碇,采用沉井基础,是世界首例在深厚淤泥质黏土地层中建造的超大型陆域沉井。施工过程中,大桥建设者秉持试验先行、科学分析、精细化控制的理念,创新工法、装备,攻克诸多难点,实现沉井施工完美收官。

    如何在40米的“淤泥”中稳得住、下得去?

    瓯江北口大桥南锚碇沉井共分四次接高和三次下沉,历时两年完成下沉。

    2018年3月6日,南锚碇沉井启动首次下沉。对于大桥而言,南锚碇如同力压千斤的秤砣,起到拉起整座大桥主缆的作用。因此,南锚碇沉井规模巨大,平面尺寸为70米×63米,首次接高的重量达8.2万吨。为了让沉井在近40米的深厚软弱淤泥质黏土地层中“稳得住,下得去”,项目建设团队采用了置换率为36%的36米超长砂桩地基处理方案,成功实现首节沉井在软弱淤泥质土中顺利组拼接高。

    陆上超大型沉井由于首次接高高度有限,类似于一个薄板结构,首次接高转入沉井下沉施工需要进行支撑体系转换,其过程控制手段复杂,极易出现混凝土开裂现象,是陆域超大型沉井施工的重大难点。

    为解决该问题,项目建设团队在中交二航局的国家级试验室阳逻试验基地内,进行了支撑体系转换模拟试验,提出了“节点支撑+大锅底”的支撑体系转换方案,通过保证关键节点受力,不仅确保了沉井结构安全,又简化施工控制难度,在施工中取得了良好效果。

    传统装备不适用怎么办?

    2018年10月25日,沉井第二次下沉完成。此次采用不排水吸泥下沉,相较排水吸泥下沉,沉井下沉需要在水下吸泥,作业环境难以捉摸,不可控因素较多,施工难度大。

    “第二次下沉所遇到的土质是黏土淤泥层,像橡皮泥一样。”据项目建设团队负责人介绍,黏土淤泥层黏性较大、附着性较强,不易塌陷,与以往在流动性较好的砂性土层中建造的沉井有巨大不同,传统装备在本次施工中无法适用。

    为克服黏土淤泥层施工难题,让沉井稳步向下挺进,项目建设团队大胆创新,成立设备研发小组,研发新型装备。经过不懈努力,项目建设团队最终成功研发出“水下快速取土装置”。在第二次下沉过程中,该设备通过对土体的切削,形成块状土地,再通过空气吸泥泵吸出,有效解决了在黏土淤泥层中的取土难题。

    “水下快速取土装置”虽然解决了黏土淤泥层取土难题,但在面对第三次下沉中的卵石层取土工况就显得力不从心。为一次性解决黏土层及卵石层的取土问题,项目建设团队提出了将专用于钻桩的大型钻机设备运用于沉井下沉取土的方案,并通过现场的不断改进,成功将回旋钻机运用在沉井施工中,一次性解决了黏土层及卵石层的取土问题,为后续超大型沉井基础施工提供了借鉴。

    作业环境复杂,如何敏锐感知?

    瓯江北口大桥南锚碇沉井基础施工,是首次在如此深厚的淤泥质黏土地层中施工,无先例可循,加之淤泥土本身具有高灵敏度的特性,地质参数不稳定,给精准监控带来挑战。

    为此,中交二航局技术中心、中铁大桥科学研究院有限公司和浙江大学强强联合,布设了300多个监控原件,实时掌握沉井状态及受力情况,并结合现场情况及监控数据,在地勘及试验的基础上优化算法,对各项地勘参数进行反复推演、修正,总结出了一套地层参数反演的分析方法,并结合数字模拟仿真计算,达到了对沉井结构内力、下沉量和姿态变化趋势精确预测的目的,取得了良好效果。

    不仅如此,项目建设单位、监理单位、施工单位及监控单位还组成指挥小组,联合出具施工指令,用表单化、图形化的方式简明、形象地将施工指令发放到每个施工班组手中,实现精细化施工,确保工程高效高质量推进。

    作者 | 潘济 夏崟濠 郭孟春视频剪辑 | 李宁

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