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巧解“穿刺”顽疾

本报通讯员 陈振强

“咣”的声响,正在进行插桩测试的“一航津平2”整平船发生颠簸,连同顶楼甲板都跟着晃动起来。半分钟后,船体才渐渐恢复平稳。惊恐未定之际,一航局深中通道项目整平作业负责人魏红波急忙走到数字显示屏前,原来是东北侧的桩腿穿破水下混凝土搅拌桩层,造成桩腿下陷,导致船体站立不稳引起倾斜,业内俗称“穿刺”。“每一节沉管成功铺设的背后,都有整平船不可埋没的功劳。可穿刺问题是个‘拦路虎’。”魏红波说。就在半年前,建设者们还在为整平船出现的“穿刺”情况而烦恼。

深中通道是世界首例双向八车道钢壳海底沉管隧道,其海底隧道由32节巨型沉管组成,建设规模为世界第一。这其中离不开一航局为深中通道量身打造的海底整平“神器”——世界最大最先进的沉管基床碎石整平船“一航津平2”,由它负责沉管基床整平工作,为沉管安稳入海、实现水下毫米级对接,建造平整密实的基床。

“一航津平2”形似海上钻井平台,依托四个桩腿支撑将整个船体抬出水面开展作业。“为了使沉管基床稳固,在一体船出场前,我们已对海底岩土进行搅拌,并注入混凝土固化地基。但是受水下混凝土搅拌桩的分布、强度及承载能力影响,整平船通过‘四条腿’抬出水面作业后,搅拌桩体易发生破环,导致‘穿刺’发生,给作业带来极大安全风险。”魏红波介绍。仅在前两节沉管E1、E2基床整平期间,就发生了大大小小多次“穿刺”,如不尽快解决,后续施工就会像空中走钢丝,存在安全隐患。

经过初步讨论,项目团队筛选出多个候选方案。但试验发现,不管是增加桩腿底部受力面积,还是在桩腿处抛填碎石,不是实施难度大,就是治标不治本,都不可取,大家把最后的希望放在了国内尚无先例的半漂浮工艺上。“半漂浮即整平船桩腿插桩到预先设计的作用力后,在船体不完全抬出水面情况下完成碎石基床整平作业。”测量负责人陶振杰介绍道。通过半漂浮作业方式,利用船体浮力减少对地基的压力,达到防止“穿刺”的效果。

“锚缆定位,桩腿打入2000吨压载水,下放至船体吃水1.5米……”伶仃洋上,“一航津平2”半漂浮试验正有序进行。与此同时,一张安全监测网也全面铺开。“除了选择风浪较小的作业窗口外,通过专业仪器对整平船运动姿态、船体和桩腿相对位移、桩腿倾斜及应力等监测情况进行集成显示,为指挥人员提供判断依据。”项目工程副部长郑秀磊说。在近17个小时的焦急等待后,监测结果终于浮出水面,数据显示,半漂浮方案可行,现场人员心中的大石头总算落了一半。

E3管节正式作业前夕,台风“海高斯”突然转变路径从珠海登陆,窗口期被迫延后,加之首次挺进深水区铺设基床无经验,项目部面临的施工环境变得更加复杂。如洗的碧空下,海流卷成一个个漩涡,经过多方讨论,为保险起见,E3基床4个船位中的3个采取半漂浮作业,所有人都屏气凝神,通过操作间的大屏幕,实时观察作业时船体位置的一举一动。最终,整平船半漂浮实战成功,不但有效化解了‘穿刺’顽疾,而且基床精度满足正负40毫米的要求,工效也有所提升,填补了该领域的技术空白。”

1月22日,深中通道第7节沉管顺利安装,海底隧道已建成段落突破千米。“整平是前提,见证一节节沉管安稳入海、精确对接,我们今年还要大干一场!”项目副经理宁进进激动地说。

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