一座桥的跨越:从梦想到现实
——在港珠澳大桥主体桥梁合龙侧记
引言——
这是一群人和一座桥的故事。
起笔之时,我会试想我将要写下的故事以及故事里的人。
故事里的人,是一群质朴的人。
故事里的事,从2012年那个草长莺飞的6月开始。
广东省长大公路工程有限公司于2012年6月28日成功中标港珠澳大桥桥梁工程CB04标段,合同中标价约17.07亿元,本合同段里程桩号为K22+083~K29+237,全长7154m,处于大桥主体工程桥梁工程的中部位置,包括通航孔桥(江海直达船)及深水区非通航桥两部分。桥面标准宽度33.1m。
从2012年6月至今,在过往四年的建设历程中,波光潋滟的伶仃洋见证了大桥的步步崛起。作为我国继三峡工程、青藏铁路之后又一重大基础设施项目,大桥建设的每一个步伐,都凝聚着建设者们不为人所知的心血与汗水。
这是一个建桥的故事,而故事不仅仅是建设一座桥。
桩基:挣扎与突围
2012年,在亲身参与了虎门大桥、杭州湾跨海大桥的建设过程中,长大二分公司副总经理、项目总工程师陈儒发积累了丰富的特大型桥梁施工经验。然而,建设港珠澳大桥,对于踌躇满志的陈儒发和他的技术团队而言,其艰难程度远远超出了最初的预想。从开始到现在,似乎每一步都是沟沟坎坎。
港珠澳大桥CB04合同段共计442条嵌岩桩。通航孔桥桩基础112条,均为D2.5m/D2.15m钢管复合桩,桩底均嵌入中风化岩深度不小于1.5倍桩径(3.225m),非通航孔桥桩基础330条,其中在等宽段低墩区钢管复合桩桩底嵌入中风化岩石持力层不小于4m,在等宽段高墩区及变宽段钢管复合桩桩底嵌入中风化岩石持力层不小于5m。
内陆和近海在进行灌注桩施工之前,普遍的做法是在施工区域附近先修建栈桥,这样钻机、施工建材等物资便能够轻易的运到指定施工地点,满足施工的需要。与此不同的是,项目部施工区域处于外海,出于成本等考虑,不具备修建栈桥的条件,物资的运转大大受限。另外,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,由于地理位置的特殊性,会形成不规则半日混合潮和超大波长的浪,会使得处于该海域的任何船只都无法处于两个波峰之上,而如浮萍一样摇摆不定,进而导致施工船舶稳定性差。
港珠澳大桥的施工标准远远高于一般规范,CB04标的通航孔桥段的灌注桩,清孔深度普遍超过100米,施工组织设计要求钢护筒垂直度控制在1/250以内,平面偏差控制在100毫米以内,孔底沉渣厚度50毫米以内。这项要求在一般公路工程中尚难以做到,想要在气候如此多变、海况如此恶劣,加之全部灌注桩均在外海无掩护条件下施工,只能使用浮吊、龙门吊等有限设备,在施工精度上与陆地施工相比有着先天上的不足,施工难度之高可想而知。
创新一直在路上,这是长大建设者始终秉承的理念。难度大并不代表做不到,毕竟办法总是人想出来的。首先将打桩船GPS 定位系统与港珠澳大桥GNSS 连续运行参考站系统(HZMB—CORS)或单基站进行连接,然后将钢管桩参数输入GPS 定位系统,直接显示所有要沉入的钢管桩图形。插打钢管前对输入海上打桩SEA-RTK定位系统中的钢管中心坐标、管顶标高、管径和管长等参数逐一复核,确保数据正确无误。在钢管桩桩顶入替打,抱桩器抱紧桩身后,测量人员进行精确定位,钢管桩打设完毕后,测量人员手持GPS天线,利用爬梯,攀爬至桩顶,将GPS天线摆于桩中心,利用RTK复核钢管桩平面位置及高程,由于RTK测量精度为水平10mm,高程30mm,固需每根桩测量五次,取平均值。利用长大海基打桩船上的SEA-RTK定位系统进行沉桩定位,在海况较好,设备正常,且严格按照上述难题解决办法控制钢管桩的平面位置及垂直度的前提下,桩基护筒偏位可以达到10cm以内,垂直度可达到1:250。
墩台:追赶与冲刺
港珠澳大桥最具创新的设计部分就是采用充气胶囊构建柔性止水帷幕为预制墩台的安装提供无水工作环境。对于跨海桥梁工程所面临的严酷海况来讲,无疑这是一项大胆的设计构想,并无“前车之鉴”。为此,投资方以国家科技支撑计划项目为依托开展了专项试验研究,并结合某施工企业的现场验证,结果并未达到预期的理想效果,结论是方案基本可行,但仍需优化改进。
在这样的大背景之下,由长大公司领导主导,陈儒发项目总工程师领衔的技术团队经详尽的分析研究与论证,探寻了更优的解决方案,最终决定尊重设计者设计意图,采用原创的分离式胶囊构建柔性止水帷幕实现预制墩台的安装。
作为柔性止水帷幕的重要组成部件,充气胶囊必须具有适当的硬度、足够的拉断伸长率和拉伸强度、良好的耐磨性能,由于在国内尚无先例,从材料的制备到工艺试验均得摸着石头过河,技术组联系了多家生产厂商,对方也均开展了大量的相关试验,但迟迟未能传来捷报,于是陈儒发分析甄别了供应商的技术实力后,亲自带领技术团队前往湖南省某生产车间与厂商技术人员一起日夜鏖战,经过反复“折腾”,不久便收获了奇效,成功攻克了技术难题。
一项新鲜的事物从设想到论证再到实施难免经历种种磨难,耗费的是精力与时间,对于工程行业更是如此,无论你千般努力,遇到过多少艰难险阻,工期仍是不可触碰的红线。方案论证可行后,目光随之聚焦到前沿阵地,由于在前期的筹备论证工作占用时间较长,相对其他选用传统高资源消耗方案的单位在进度上明显滞后,所有人都铆足了劲儿,迎头赶上不误工期的信念时时萦绕在每一个参与人的心中。墩台吊装,二年鏖战,在经历了无数个朝阳如画的清晨、烈日灼心的正午、风雨交加的夜晚之后,建设者们见证的是奇迹诞生的全过程,收获的是洋溢在黝黑面部皮肤下的那一弯露齿的笑容。
索塔:瓶颈与突破
白海豚于港珠澳大桥而言具有重要的意义,该桥塔造型象征人类与海洋的和谐相处,是港珠澳大桥的重要标志性建筑之一。三座全钢“海豚塔”由CB02标合同段武船重工制作并运输至施工现场,由CB04标合同段广东长大公司进行吊装。
港珠澳大桥是一个规模空前的宏大工程,钢塔设计施工以“大型化、工厂化、标准化、装配化”的理念为先导,先在工厂采用统一的工艺进行标准化生产,大大减少环境对钢塔质量的影响。同时,由于大桥穿越中华白海豚保护区,在此施工须“温柔对待”。此前,我国桥梁钢塔都是现场一节节吊装“搭积木”。而在白海豚的家园,吊装需一次完毕,显著减少了施工对生态环境的负面影响。
三座钢塔吊装难度有多大?
难度一:整体段吊装高度达105m,相当于35层楼;吊装总重量约3100吨,是奥迪Q7汽车重量的1400倍。类似大型钢塔吊装在国内外尚属首次,没有成熟经验可以借鉴。
难度二:受主塔结构制约,为适应主塔吊装的各种姿态要求,吊具结构设计复杂,吊具与钢塔吊装钻孔匹配的精度要求高;受高空作业环境和海况影响,吊具安装和拆除难度大。
难度三:钢塔吊装和吊具拆除所需船舶众多,船舶组织和协作要求高。在钢塔吊装的过程中,两艘起重船舶必须保持高度的一致性。
难度四:对天气、海况等自然因素要求高,施工风险大,安全管理面临巨大压力。
科学是第一生产力,创新是发展的源泉。在施工领域,大胆的设想,努力的创新,探索中寻求的新突破带来的回报往往要比想象中的多。针对钢塔吊装,项目部展开了一次次声势浩大的技术攻关会议,但最终集大家之长,找到了最优的方案。
自2015年8月23日江海直达船航道桥140钢塔成功就吊装就位,标志着历时近2年的钢塔安装方案最终得到验证并顺利实施。时隔近半年,2016年1月16日,从凌晨3点钟开始历时9个小时左右,139钢塔在长大公司领导的亲自指挥下顺利安装到位,广大员工欢欣鼓舞。为了保证最后一个钢塔的吊装顺利,公司领导要求项目部认真总结前面两个钢塔吊装的成功经验并对存在的不足和需要改进的地方进行优化。2016年6月2日,伶仃洋海面,最后一只巨型“白海豚”凌空跃起,与其他两只白海豚遥相辉映,在蔚蓝的海天间尤显动感。这灵巧的“一跃”,意味着江海直达船航道桥三座钢塔全部顺利吊装完成。
钢箱梁:危情与博弈
“台上一分钟,台下十年功”。2014年4月16日,在克服了恶劣多变的海况天气、严谨繁重的作业工序后,港珠澳大桥桥梁工程CB04标首片钢箱梁成功吊装。此次吊装总重量达到3700吨,创当时港珠澳大桥海上吊装吨位重量之最。
钢箱梁边跨大节段吊装也是一项艰难的挑战。大节段钢箱梁自重约3600T,加上吊具重量,两台浮吊总起重量达到4200多吨。海上吊装作业受风、浪、涌等众多不利因素影响显著,且边跨大节段钢箱梁吊装重量大,为了保证钢箱梁的吊装安全,项目部采用“长大海升”3200T浮吊和“正力2200”2200T浮吊进行抬吊作业,加上钢箱梁的运输驳船,就有三艘大型船舶同时进行现场施工作业。为加强船舶的锚泊能力,保证吊装安全、顺利进行,抬吊过程中,由测控人员采用GPS仪器辅助船舶进行布锚工作,在实际吊装过程中严格按照方案进行布锚。为了保证边跨大节段钢箱梁吊装顺利完成,测控室编制了“江海直达船航道桥边跨大节段吊装施工监控专项方案”,在实际吊装过程中采用多台全站仪对两浮吊纵向、横向相对距离及钢箱梁姿态进行全程监控,吊装过程中严格控制两浮吊的纵向、横向相对位移小于1m,钢箱梁垂直度在1度以内。实践证明,项目部采取的诸多措施非常有效,大节段钢箱梁于2016年4月11日顺利完成,安全、质量可控。
合龙段施工也是钢箱梁小节段施工中最为重要的环节,需要精确匹配,合龙梁段两端匹配精度<2cm,它关系到全桥结构体系的转换,对全桥成桥线性的影响巨大。项目部合龙段H节段为E类梁段,共2个,梁长8.6m,吊装重量约189t,采用桥面吊机进行安装。
为确保合龙顺利,项目部提前2—3天选择温差较小、相对稳定的时段多次(每小时1次)精确测量钢箱梁合龙段两侧梁段之间的距离并换算至设计合龙温度15—25度时长度,根据该长度,现场技术员将配切意见反馈给CB02标,对H梁段两侧进行二次下料切割。6月26日晚九点半,中跨两侧桥面吊机前移就位,准备吊装合龙段。只见桥面吊机吊架缓缓下放,起吊合龙段。安装过程中由于精度较高,现场技术员实时调整合龙梁段姿态,避免发生碰撞,经过五个小时的努力,合龙段就位并进行精确调整后,现场工人迅速进行马板焊接,在环境温度上升前完成了所有马板焊接。第一个合龙段安装及调位工作的顺利完成,为第二个合龙段施工创造了有利条件。2016年6月29日凌晨一点半,最后一个中跨合龙段吊装完成,至此港珠澳大桥CB04标实现了全桥合龙。在与台风的赛跑中,项目部通过投入最大精力,在最短时间内,在这场与时间赛跑的战役中,取得胜利。
责任:书写故事的人们
在艰难中坚守,在坚守中奋进。所有的困难与突破,所有的荣誉与收获,都离不开全体参建人员的团结奋战。
项目经理余立志是2016年3月才调来CB04标的。可以说,最后节点冲刺时期的每一个前行的步伐都有各种坎坷与困难相互叠加,每一个阶段性成果都倾注着他的心血与付出。为了推进工程进度、协调外部关系,本身酒量有限的余立志经理却不得不硬撑着坚持,很多次晚上回来,都是被同事抬上床。然而正是在这样的付出后,项目外部关系逐步得以捋顺,为现场施工创造了良好的外部环境。
作为一名经验丰富的项目书记,罗锦鸿充当了项目部的“大管家”。除了抓好党务工作外,他每天奔走于施工现场,带头解决一些关键工序的难点和施工协调的重点工作。“虽然作为书记,但我觉得服务好施工生产也是基层党务工作的一项重要工作。”为了让大家吃好,罗锦鸿把改善后勤工作作为重点来抓,推出“六菜一汤”,并要求厨师尽量变化花样。说起平台伙食,大家都赞不绝口,“本来咱身材就有点胖,前几天量体重,最近这几个月在平台上又胖了10斤”,徐浩涛笑着说。罗锦鸿觉得,只有让大家吃好,才能让大家把工作做好。
通航孔工区负责人唐维大学毕业后,先后参建了赣州大桥、深圳沿江高速。2012年来到了港珠澳大桥,天天奔波在工地上,忙碌的时候灰头土脸,常常不能按时吃饭,甚至好几次半个月都没有从海上回来过。虽然他老婆就在岸上主营地上班,繁重的工作压力,让小两口很少能见面。大桥合龙之际,他这样说:“现在想想当初认为的苦,都不值一提,因为工作性质使然。这项工程承载了我们太多人的希望,看着它一点点成型,就觉得所有的辛苦都是值得的。”
项目部后勤厨师梁容体是珠海本地人,从他家就能看到港珠澳大桥。他说,项目刚开工的时候,大海上空空荡荡。现在在看大海,一个又一个桥墩满目林立,非常气派。他感慨地说,“虽然自己没有发挥多少作用,但是看到大桥一天天的变化,依然从内心里面感到自豪,我们项目在我的家乡,为家乡的交通建设作出了很大贡献。”
项目副总工荣国城是项目部的“突击队长”,经常需要岸上、海上来回跑。项目后期外部关系捋顺之后,他调到海上主抓施工生产。面对着滞后的工期,他和他的管理团队承受着巨大的施工压力,为了抢进度,他带领着几个技术员坚守在施工现场,经常半夜才回到宿舍和衣躺下。“大节段钢箱梁吊装是重点”,他说,“技术员的经验还不是很丰富,必须要多指导、多沟通才能放心”。正是凭借这样执着的付出,他们在短短3个月内完成了最后一座钢塔吊装施工、通航孔桥和龙等节点工程,为后续的桥面铺装奠定了坚实基础。
潮起潮落,千帆竞过。
四年多的坚守,只为一座桥。
也许,不久之后,港珠澳大桥将以壮观的姿态呈现在人们面前,这里将变成另一番车水马龙的繁忙景象,而建设者们也将挥手告别这片他们曾经奋战过的热土。但是,大桥还在建设,故事还未结束,坚守还在继续,滔滔伶仃洋之上,依然还在奏响着激扬的奋进乐章!
(广东省长大公路工程有限公司供稿)