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質量為先贏得國優(yōu)大獎——洲頭咀隧道工程

2022-06-20  09:22:26 作者:四航二公司點擊:5374次

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2015年1月28日,洲頭咀這條造福珠江兩岸的幸福隧道、幸福橋建成通車。這條 “幸福通道”是四航人用八年的奮斗搭建而成的,八年時間他們將芳村拉入廣州城市半小時城市圈內,將海珠內環(huán)段與芳村行車距離縮短至2公里、行車時間縮短至2分鐘,帶動海珠兩岸經(jīng)濟發(fā)展。

選擇隧道連通兩岸是深思熟慮后的最優(yōu)解。“洲頭咀地處三江交匯處,是珠江沿線重要景觀節(jié)點,其中的沙面地區(qū)還是近代歷史保護區(qū),如果建特大橋梁,凈高很高,引橋也會很長,經(jīng)過專家論證,為更好地保護沿岸景觀和減少拆遷量,最終選擇建下穿隧道?!?時任廣州市中心區(qū)交通項目辦工程部長宋志國介紹道。但對于工程人員而言,最大的困難和挑戰(zhàn)恰恰都來自于珠江水面之下,但這都難不倒四航二人對品質工程的追求,經(jīng)過2500多天的安全生產(chǎn),項目獲得了全國市政工程建設優(yōu)秀質量管理小組稱號,并被被評為國家全過程質量控制試點項目之一。

攻克“變截面”過江難題

2008年10月20日,公司承建的洲頭咀隧道工程二標段工程正式開工。二標段是整個項目中最晚動工的部分,卻是洲頭咀隧道系統(tǒng)工程最核心標段。二標段工程全長750米,建設內容包括西側芳村岸暗埋段、兼容沉管預制的干塢工程、沉管隧道段及東邊海珠岸暗埋段。采用沉管隧道建設,由四節(jié)鋼筋混凝土管節(jié)組成,平均每節(jié)高9.68米、長85米、重約2.5萬噸,其中最重的一節(jié)將近2.68萬噸,這四節(jié)沉管比之前廣州市生物島隧道工程的沉管重一倍多。

從設計到建設,洲頭咀隧道都以100年使用壽命作為考量基準。其中,許多新技術、新方法、新工藝當時在國內都是首創(chuàng)。如隧道沉管段與岸上段連接處為變截面管段,橫斷面標準寬度31.4米,變寬段最大寬度39.4米,這也是當時亞洲最大的變截面過江沉管隧道,無論是管節(jié)預制模板的制作、管段起浮的干舷控制,管節(jié)浮運和沉放的穩(wěn)定性控制,以及管節(jié)對接后的受力平衡控制,都是一道道難題,而變截面沉管的設計又將這些難題放大了。

同時,這也是公司首次獨立承攬沉管隧道業(yè)務,項目被賦予為后續(xù)工程積累經(jīng)驗的重任。為此,四航局為洲頭咀項目抽調精兵強將,梁杰忠為第一任項目經(jīng)理,羅超飛為第一任項目書記,技術專家余青山為第一任總工程師,并成立“沉管技術梯隊”與中山大學、華南理工大學、武漢理工大學、四航研究院等研究機構合作,在充分熟悉設計圖紙前提下,對管節(jié)預制的重點、難點進行分析、討論,確定了分兩層預制管節(jié)的主方案,沉管預制模板方案、沉管預制施工方案等多個配套方案。洲頭咀這些技術經(jīng)驗不僅為現(xiàn)場施工提供了堅強的技術支撐,并匯編成了兩本厚厚的論文集,為世紀工程港珠澳大橋沉管預制奠定了堅實基礎。

調配百年防水沉管 “秘方”

大體積混凝土施工容易產(chǎn)生裂縫,洲頭咀隧道沉管混凝土結構裂縫寬度要求小于2毫米,抗?jié)B等級要求不小于P10(能抵抗1兆帕靜水壓力而不滲水),2009年時任項目總工程師歐偉山介紹說:“鋼端殼及面板安裝精度要求極高,是做好防水最關鍵的一環(huán),最大橫斷面寬39.36米、高9.68米的沉管,鋼端殼安裝時每延米平整度要小于1毫米,整體小于3毫米。誤差偏差大小會影響到管節(jié)的預制精度,可以說決定了沉管安裝的成敗?!?/span>

沉管防水主要依靠管段結構自防水和管段接頭防水。為保證沉管結構的自防水性能,滿足沉管的抗?jié)B性能,減少大體積混凝土的裂縫,洲頭咀隧道工程對沉管混凝土配合比進行了長達8個月研究,分別對水泥、骨料、外加劑等83組配合比進行比選,試驗測試。針對混凝土的強度、抗?jié)B、水化熱、和易性、收縮值、重度等比較和論證,并設置物理模型進行驗證,采用“雙摻”技術,以滿足沉管預制施工工藝要求。為保證管段接頭防水性能,工程還采用先進的接頭止水帶——GINA止水帶,材料的抗?jié)B性能、耐久性能、使用壽命均超出普通橡膠材料。 另一方面,沉管在接頭時還使用鋼索連系,由鋼索連系固定的隧道整體可以隨著水流變化時微調角度、高低。

最終,項目部確定了分兩層預制管節(jié)的主方案,沉管預制模板方案、沉管預制施工方案等多個配套方案,通過優(yōu)化混凝土配合比、控制高支模制安質量和嚴控混凝土澆筑過程工序等三方面來確保預制管節(jié)混凝土的抗?jié)B、抗裂性能。

為了實現(xiàn)毫米級的質量控制,施工計劃被分解至每一天,甚至以每10厘米設計預制方案,利用三維管節(jié)圖定位交底,現(xiàn)場每車原材料必須分毫不差。正如2013年時任項目經(jīng)理曾尚松所言:“只有深化做好每一個細節(jié)才能做好每一道工序,每一節(jié)管節(jié)?!?/span>

精準對接凝結建設智慧

洲頭咀位于海珠島西端三江交匯之地,這里有著廣州市區(qū)里最為浩瀚的江景。即便如此,江面距離也不過三百余米。高峰時,江面上施工船只能滿足15艘的運作,起重船、安裝駁船、炸礁船在江面上停得滿滿當當。如何將2.5萬噸的沉管在350米水域中完成一系列動作實現(xiàn)精準對接、安放在挖好的基槽內考驗著建設者的智慧。

項目部打破常規(guī)思維,借鑒水利筑壩工藝。采用模袋砂圍堰施工,相對于傳統(tǒng)的吹填,模袋砂圍堰施工投入設備少,提高了安全系數(shù),能節(jié)省3個月工期。不過,一般膜袋沙結構圍堰只有7至8米,洲頭咀首次就達到14米,而二次圍堰超過200米,歐偉山說:“要做成這樣的圍堰,很不容易?!表椖坎粩鄡?yōu)化提升安全性,一年時間三次優(yōu)化打磨著每一個人的抗壓能力。其中對E4沉管安裝、芳村二次圍堰增加包括塢口增設擋水墻、旋噴樁止水等一系列的施工設計變更和施工措施,大伙仍需要保持小心謹慎,控制一切設想范圍內的變量,細致到施工基礎清理,清潔度不達標會造成平移,環(huán)環(huán)相扣愈加不可控。 

沉管制好后,圍堰緩緩打開,將干塢內放滿水,沉管在水的浮力下,開始由牽引船助力拖放,浮運到江中規(guī)劃線位后再進行沉放安裝。沉管的浮運安放要盡可能做到穩(wěn)、準、快,而沉管對接安裝精度卻是以毫米計算。

“科技+人工”結合,將首段沉管安放軸線偏差控制到8毫米。沉管對接采用2個行程為1米的1500千牛拉合千斤頂及配套設施進行,沉管拖運沉放及驗收采用無線傳輸?shù)摹叭S實施檢測系統(tǒng)”,并配以全站儀岸上測量控制和GPS定位測量兩種相結合的測量定位方案,同時,采用潛水員水下探摸的輔助手段,以保證管段安裝符合設計和規(guī)范要求三維實施測量將把它變成三維立體顯示,保證了高精度完成對接。

八年磨礪鑄就精品工程,四航二人用實際行動踐行“讓世界更暢通,讓城市更宜居,讓生活更美好”的企業(yè)愿景,兌現(xiàn)了向廣州市民交一份滿意答卷的千金諾言。