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穿云跨海,在伶仃洋上智造海中最高大橋

貓道鐵網鏤空,塔下白浪翻騰,海風呼嘯,站在上面,不禁讓人膽戰心驚。在最高點距海面約270米的貓道上,深中通道伶仃洋大橋正在進行主纜架設。作為超級工程深中通道的控制性工程,伶仃洋大橋主跨1666米,主塔高270米,向世界最高海中大橋、世界最大跨徑海中鋼箱梁懸索橋、世界最大海中錨碇等多個業界新紀錄發起沖鋒。


作為粵港澳大灣區又一重要交通大動脈,深中通道是繼港珠澳大橋之后,集“隧、島、橋、水下互通”四位一體的又一世界級跨海通道集群工程。它正以新的“高度”詮釋著中國正在從“橋梁大國”邁向“橋梁強國”的跨越。每個“第一”,都是一次超級跨越。而支撐中國超級工程創下多項世界之最的,除了一線建設者的堅守奉獻,更離不開在科技創新引領下的智能建造技術與裝備。

 

為世界海中最高貓道與自然作戰

伶仃洋上,兩條懸空“生命線”將大橋東西兩岸主塔相連。高空貓道是為架設大橋主纜而鋪設的空中施工通道,將貫穿整個懸索橋上部結構施工過程。

在架設貓道時,作業人員首先要在地面將貓道面層的各種材料如防滑木條、面層網等按設計綁扎好,再用塔吊將貓道面層吊至貓道承重繩上面鋪設,最后安裝欄桿扶手及側網形成貓道。此次工程面網總計鋪設約3000多米,側網鋪設約6000多米,需建設者近1個月持續在高空作業。

一旦遇到大風天氣,風力、風向改變,施工策略隨之改變。為了找出最佳的施工方案,整個施工團隊要根據現場環境摸索吊裝窗口期。為了抓住半小時或者1小時的吊裝窗口期,建橋人會整夜值守。

伶仃洋大橋貓道是海中最高貓道。在貓道上進行主纜架設,一旦遭遇大風、大雨等惡劣天氣,施工就要暫停。由于大橋建設面臨全海上施工等因素,建設期還有多輪臺風襲擊,項目部在貓道設計階段就反復論證可行性,并有針對性地開展了風洞試驗,最終實現方案優化迭代升級和牽引拽拉系統合理布置。

 

為世界最大海中錨碇安裝“子母鍋”

伶仃洋大橋的錨碇成槽深度66.8米,混凝土用量40萬立方米,總重100萬噸。

項目團隊在初步設計階段,就對施工方案反復論證,歷經半年,提出“水中筑島+地連墻支護”的技術方案,直面寬闊海域超大型錨碇建設難題。

為了給東錨碇基礎施工創造作業面,項目人員集思廣益,并最終確定采取圍堰筑島的方式,將海上施工改為“陸地”施工。這就如同在海上架個“子母鍋”,圍堰就是外圈的“母鍋”。

不僅如此,項目團隊還提出了先施工塑料排水板、再分區打設鎖扣鋼管樁圍堰方式,依次分層內外回填防護,先外后內的總體工藝,以及合理的鎖扣連接構造、圍箍結構形式等,通過信息化監測與反演分析手段,實現施工全過程可控。

如何實現鋼管樁圍堰的精準合龍是一項重大挑戰。項目團隊創新研發了液壓夾鉗騎跨式導向架,通過液壓夾鉗夾緊定位樁完成導向架定位,最終歷時兩個月將150米直徑鋼圍堰精準合龍,實現在海洋深厚淤泥層進行錨碇圍堰筑島施工的突破。

“母鍋”架設好后,便是“子鍋”的制作,即“8”字形地連墻的建設。這相當于在子鍋里的豆腐上挖個坑,還不能讓鍋外的“湯”灌進來。

面對這樣一個高難度任務,地連墻巖層成槽的速度是關鍵。在第一幅地連墻施工時,項目團隊就啃到了“硬骨頭”。由于巖層強度過大,僅采用傳統銑槽機施工需要10天才能完成1幅地連墻成槽,效率低且風險大。項目團隊最終采用“旋挖鉆引孔+銑槽機銑槽”的“雙引擎”工藝,只需4到5天即可完成1幅地連墻成槽且安全性高。

項目團隊還通過調整優化施工順序,實現多機械多槽段同時施工,從原來的搭建一幅地連墻需要4到5天變為現在的平均一幅2.1天,施工效率大幅提高。在歷時167個日夜,東錨碇地連墻79個槽段施工順利完成。地連墻施工完成后,為了確保止水萬無一失,建設者們還在地連墻和內襯墻中加設了防水隔離層。地連墻、隔離層、內襯墻這一整套“8”字形“子鍋”建設完成后共同構成銅墻鐵壁,成功地阻擋“火鍋湯”灌進來。

如今,這個“子母鍋”被掩埋至水下,水上部分錨體將牢牢牽引著主纜。

 

為世界最高海中橋塔搭“積木”

大橋270米的索塔相當于90層的大樓,這在海中建設還是首例。在參考“筑樓機”高效集成的設計理念后,一體化智能筑塔機的概念被提出,它相當于一個智能化筑塔平臺,整合了鋼筋部榀調位和混凝土澆筑等橋塔工業化建造的成套技術,做到隨塔身澆筑進度同步爬升作業。

筑塔機在袁航駐島的第49天順利上崗。隨著液壓設備將筑塔機一厘米一厘米的順八面體塔柱向上推,一系列工序將智能化進行。它的筑塔速度是傳統方式的1.5倍,不僅同一時段施工人數減少40%,而且混凝土澆筑完成后養護時間也縮短了3.5倍。

相比于這些數據上的提升,筑塔機最重要的性能是工人的所有操作都可以通過遙控進行,很大程度改善工作體驗感,且自帶的安全逃生通道也極大地提升了施工安全。在施工中筑塔機可根據塔柱直徑尺寸的改變自動伸縮、自主爬升、自動布料,由于使用了全智能控制和混凝土熱敷養護裝置,與傳統索塔相比,現今索塔的外觀和品質發生了質的改變和飛躍,大橋索塔一度成為深中通道工程中全線為數不多的免檢產品。

在高新技術和創新意識的共同發力下,智能建造技術、設備加快發展,中國基建正逐步從“中國建造”邁向“中國智造”。

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