谁持彩练当空舞
2010年8月16日4时30分,由中国铁建十一局集团一公司承建的国内最大跨度连续刚构铁路特大桥——(武)汉宜(昌)铁路沉湖汉江特大桥安全顺利合龙,这标志着汉宜铁路的建设取得了突破性进展。
汉宜高速铁路是我国“四纵四横”铁路主干网络中沪汉蓉高速客运专线的一部分,设计时速200公里,预留250公里。2011年汉宜铁路实现全线通车后,汉江天堑变通途,湖北仙桃、汉川的百姓将不再绕行数十公里便可以通过汉江,旅客坐火车不到2个小时便可从武汉到达宜昌。江汉平原腹地无干线铁路、无客运火车的历史将被彻底改写。
超深基坑新型钢板桩围堰封底“滴水不漏”
汉宜高速铁路全长293.1公里,三跨汉江。沉湖汉江特大桥是汉宜铁路全线跨越汉江施工的三大重点控制性工程之一,位于湖北省汉川市和仙桃市境内,全长7.94公里,其主墩位于汉江河道中,施工时水深达10米,最深桩长达111米,为典型的深水基础施工,也是中国铁建十一局集团公司建桥历史上的“第一”深长桩。其主跨连续梁为168米钢构连续梁,是目前国内在建铁路客运专线同类桥梁中的最大跨度。
沉湖汉江特大桥主要工程有:桥梁桩基2462根126464.5延长米,墩台身233个。其中,主跨95号、96号主墩承台底设计标高在水面以下13米,实测水面标高为24.5米,主墩墩桩基础均为20根直径为2.2米的摩擦桩,桩长分别为111米和106米。承台设计为双层结构:下层为26.9米×21.1米的矩形结构,高5.0米;上层为18.4米×13.5米矩形结构,高2.5米。承台底距水面的高度为13米,加上封底,基坑实际开挖深度超过15.6米。墩位处河床地质依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂、中细砂、砂砾。地质条件差,基坑开挖时,粉细砂地质易形成管涌。
汉江一年四季有水,水深超过10米,非汛期的汉江,江面看似波澜不惊,江底却水流湍急。而每年的汉江都要有两次汛期,分别是3月的桃花汛和7、8月份的秋汛。汛期的汉江,江水裹着泥沙,如万马奔腾,汹涌而下,令人望而生畏。
而大桥主墩地处汉江主航道,桩基、承台施工必须要在2009年春季江水汛期来临前完成,否则,将严重影响整个大桥的施工工期。中国铁建十一局集团一公司汉宜项目部针对汉江特殊的地域情况和复杂的地质状况自2008年10月11日开工建设以来,便认真收集水文地质资料。为能全面准确地掌握第一手信息,公司聘请科研单位的有关专家参与重大施工方案的制订和评审;同时成立科技小组全面开展科技攻关,并广泛采用“栈桥平台施工技术”、“钢板桩围堰技术”、“大口径石油钻井技术”等新工艺、新技术和新设备,攻克超长桩基施工、深水基础施工等技术难关。
像所有的铁路建设工程一样,施工组织方案设计和成本预算始终是第一位的。而在这一点上,汉宜高铁沉湖汉江特大桥似乎更难些。施工初期,项目部领导班子和工程技术人员对双壁钢围堰和钢板桩围堰两种方案施工,从工程工期、成本控制和施工安全、质量等方面进行了认真论证和比较。原设计采用双壁钢围堰施工,两个钢围堰用钢量预计达到1488吨,且钢围堰施工需配合使用大型驳船、大型浮吊等大型机械设备,不仅成本开支大,施工周期也较钢板桩围堰周期长。而钢板桩围堰施工仅满足墩位处施工的地质条件,施工过程中只需配置小型吊车和振动锤就可以满足施工要求,而且钢板桩调运灵活、施工周期短、安全可靠。汉江河道沉湖段为III级航道,钢板桩围堰拔除后不会对航道造成隐患,如采用双壁钢围堰方案,围堰采取水下切割拆除,则会因为拆除不彻底对航道造成一定的安全隐患。
经过科学论证和比较,项目部决定优化采用钢板桩围堰方案。最后根据计算数据,选用20米长的拉森VI型钢板桩进行水上深基坑围堰的施工。
在最初进场施工前,公司总经理卞圣洲便确定“干就干最好,争就争第一”的奋斗目标。有了领导的鼓励和支持,面对重重困难,公司项目部领导班子变压力为动力。施工过程中,项目部领导班子以“超前谋划抢先机,重点突破赢信誉”为目标,超前谋划,精心组织,实行节点工期目标奖惩兑现制度。项目部首先倒排工期,从责任环节“挤”效率,将节点工期目标任务量化到工作日,责任明确到现场负责人和技术负责人直至施工作业班组,逐级签订节点工期、安全、质量包保责任状,奖罚及时兑现,使沉湖汉江特大桥这一重点控制性工程施工进展顺利。
由于该桥95号墩位处基本无河滩地,且位于堤角;96号墩距堤边较远,堤外有较宽的河滩。项目部拟定了桩基施工的两套方案。在综合工期及成本等各种因素,经过反复比较,项目部选定95号、96号两墩均采用栈桥、平台这一先桩后堰的施工方案。同时,承台施工也拟定了两套施工方案,经过反复论证,最终确定钢板桩围堰施工方案。仅此一项,为项目部节约成本1500万元。
沉湖汉江特大桥95号主墩钢板桩围堰于2009年2月21开始施工,于3月17日围堰抽水完成,历时24天;96号主墩钢板桩围堰于2009年1月21日开始施工,于2月20日围堰抽水完成,历时27天,每个围堰的平均施工周期为25天,比采用双壁钢围堰方案节约一半的施工时间。
继2009年1~2月顺利完成96号、95号墩主墩全部40根桩基础之后,中国铁建十一局集团一公司广大建设者又相继在当年3~4月顺利完成两个主墩承台、墩身的的施工。终于抢在雨季来临之前,攻克这一深水桥施工中的“拦路虎”。并在汉宜铁路全线率先完成第1个深水桩基础开钻、第一个开展和完成深水基础施工。
钢板桩围堰封底抽水后,密封性好,真正做到了“滴水不漏”,不仅在技术上达到先进水平,同时为下一步的墩身施工创造了条件,为主跨连续梁施工顺利合龙赢得了宝贵的时间。
2009年1月12日,沪汉蓉铁路湖北有限公司在该公司施工现场召开汉宜铁路全线标准化工地观摩推进会,在汉宜铁路全线推广一公司的施工经验和先进做法。这些业绩是一公司项目部智慧和汗水的结晶。
攻克线型控制难关顺利实现全国最大跨度的刚构连续梁铁路桥合龙
沉湖汉江特大桥主跨桥式为一联(102+168+102)米双线铁路预应力钢筋混凝土刚构连续箱梁。除0号块施工外,有21个悬臂段、3个合龙段、现浇直线段长达17.8米。
作为一公司乃至中国铁建十一局集团公司施工的主跨168米的大跨度铁路刚构连续梁,在没有同类型大跨度梁施工经验可资借鉴的情况下,项目经理洪成林、原项目总工陈家勇、项目总工罗仕强,带领工程技术人员认真查阅相关技术资料,不断论证,经过多次方案比较,确定了悬灌连续梁及支架施工方案。
公司总经理卞圣洲、副总经理兼总工程师周晗带领公司的桥梁技术专家到现场指导,进行施工方案的审核和优化工作。在方案优化的同时,项目经理洪成林积极组织施工队伍、机具及材料进场,通过自行设计和加工悬臂挂篮设备,克服诸多困难,仅用60天时间,以最快的速度完成832立方0号块的施工。
刚构连续梁0号块截面高,内部结构复杂,砼施工方量大,长13米、高12米、顶板宽12.2米、中间设两横隔板,砼方量达832立方米,设纵横竖三向预应力体系,纵向预埋波纹管数量达133根,这在中国铁建十一局集团公司连续梁施工史上还是头一次。
在公司内部专家的指导帮助下,项目部从上到下积极行动起来。寒冬腊月,滴水成冰。在大桥施工现场,即使穿着厚厚的棉衣,时间久了,也让人瑟瑟发抖。项目总工程师、大桥技术主管罗仕强依然带领技术人员随施工队一起,坚持跟班作业。针对0号块砼方量大问题,项目经理洪成林组织项目试验室对各种物资材料进行试验,优化施工配合比,对砼各指标进行试验和分析,选定最佳的、合理的施工配比。并根据现场施工条件,制订砼施工的顺序、振捣和养护措施。同时,对所有操作人员进行专业技术培训和技术交底,项目部成立以项目总工为主的连续梁技术质量施工小组,实行分工负责制,技术干部全过程监控,确保砼的施工质量,有效地杜绝混凝土表面的裂纹,保证大桥连续梁砼的内实外美。
在连续梁悬灌施工过程中,广大工程技术人员大胆假设,小心求证,不断通过科技创新,战胜了一个个施工难题。在线型控制上,他们采取对施工的各个工况进行测量,对所测数据进行反馈、分析和调整,对每一节段砼浇筑前、浇筑后、张拉前、张拉后、挂篮到位后等每道工序进行高程与坐标实测。对每道工序间数据实行模拟、分析和调整后,再进行模板调整。模板调整时,为保证精确无误,技术人员在挂篮移到位后先进行初步调整,在砼浇筑前再实行精确调整,保证每一节段都复测无误,把施工误差降到最低,从而确保成桥后的线型美观和各项要求。同时运用QC方法,避免大跨度梁线型不顺及应力监控难问题。
2010年8月16日凌晨4时30分,随着最后一方砼施工完毕,汉宜铁路沉湖汉江特大桥(102+168+102)米刚构连续梁成功顺利合龙,在汉宜铁路全线3座跨汉江的深水大跨度连续刚构施工中,率先完成箱梁施工任务,比业主计划工期提前33天。实现安全零事故、质量零缺陷的目标。
大桥顺利合龙后,经检测,各项指标均满足设计及规范要求,为汉宜铁路全线2011年底实现顺利通车奠定坚实的基础。
谁持彩练当空舞,中国铁建十一局一公司汉宜项目部的全体员工,用智慧和汗水、以昂扬的奋斗精神谱写一曲动人的篇章。(高仕红文并摄)