香港新六宝典资料

香港新六宝典资料

企业文化

文化故事

企业文化>文化故事

建桥人的“护水”经

发布时间:2022-09-03阅读次数:

立夏后的丹江口,雨水渐丰。又是一日小雨淅沥,氤氲山水间,两座高耸入云的主塔在碧波微澜的水面留下深翠的倒影。


这里是南水北调中线工程源头、国家一级水源保护区——丹江口水库所在地,也是十堰至淅川高速公路重点控制性工程——丹江口水库特大桥的施工现场。自去年底该桥主塔成功封顶后,项目建设进入收官冲刺期,“伸展双臂”的大桥正在水天间划一道“红霞”,在群山间绵亘蜿蜒。三年砥砺,这条承载库区群众多年期盼的“致富路”,终于有望在今年内实现建成通车的愿景。


这期间,有一位高能而低调的“隐士”始终陪伴前行。它伫立于主塔脚下,“环抱”着大桥根基,凭一己之力,将一库清水与施工区域有效隔离,成为项目建设者既修好“致富路”、也当好“守井人”的头号功臣。


“这是天时地利人和的结果。”谈起“隐士”的诞生轨迹,承担大桥建设任务的中交二航局项目部负责人周范武如是说。


轨迹的前奏或许可以追溯到5年前的冬季。


守护这一库清水


2017年12月12日,十淅高速项目建设正式启动。该项目由湖北交投、湖北省交通规划设计院、中交二航局等单位组成的联合体以BOT+EPC模式建设,因而设计、施工同步进场,中交二航局项目部总工于得安便是最早进场的施工方人员之一。


“刚来时,我们就明确要利用好项目建设模式,深度参与前期设计,在设计阶段解决存在的疑难问题,从而减少施工过程中的技术变更,从源头上把控好工程质量。”于得安表示。


因循这一理念,跑步进场后,他便根据工程可行性研究报告提供的线路图,带领项目技术团队在负责施工的标段范围内进行现场初测初勘,为确定项目路线方案提供依据。而他们踏勘的首站正是项目关键控制点——丹江口水库特大桥。


“那时工可报告里给的是一个6跨的连续刚构桥方案,有5个桥墩都立在水里。”为此,于得安找了一位本地人,开船到库区看地形、测水深,“一根50米的测绳还没测到底,又接一根,当时水深就有67米。”


在他看来,如此深的水,大桥桩基至少要达到百米以上,施工风险太大,如果一根桩出现问题,对整个工程都会造成难以估量的影响。再者,桥型布置对库区水体的影响也令他担忧不已,“毕竟有5个桥墩在水里,不仅施工中难以避免对水体产生干扰,后续运营、维护干扰还会持续。”


实际上,最大限度保护库区水体也是业主湖北交投的坚持之一。因此,在踏勘之初他们就要求,在勘察设计全过程落实“安全选线、地质选线、地形选线、生态环保选线”原则,确保工程设计质量满足环水保要求。


于是,当项目技术团队向他们反馈了原桥型在环水保、施工风险、措施费用等方面的弊病,并提议主桥能否一跨过“库”时,他们给予了积极回应,并促使各相关方很快达成共识,汇智聚力解决一跨过“库”的新命题。


于得安清楚地记得,起初项目技术团队配合设计院围绕600米、760米跨径斜拉桥和760米跨径悬索桥的桥型布置方案,均编制了总体施工方案和措施费用,以便进行桥型比选,但针对桥址所在区域岸坡陡峭,大桥边跨空间受限等情况,大家一直在寻求更适配的桥型。


因而,当2018年7月,初审设计提出跨径760米的部分地锚式混合梁斜拉桥方案时,于得安按捺不住激动之情,“这个世界跨径最大的新桥型集斜拉桥和悬索桥特点于一身,既可以保证大桥跨越水库的能力,同时边跨又不用太长,可以减小对山体的扰动,正适合此处峡谷地形。”


一库清水“逼”出了世界级桥型构想,也让“描绘”这幅图景的建设者有了新课题。


“我们主要是配合设计院进行定测详勘,以明确新桥型的桥位布置和大桥形式。”于得安表示,“在这个过程中,我们又发现了大桥承台位置与形状的调整空间。”


原来,大桥基础为临岸设计,此处坡度陡峭,尤其南岸坡面更是由宽到窄斜插入水里,如果根据设计院提供的初步轴线来定位主墩承台,这个设计长度达56米的哑铃型“大块头”可能有大部分“身体”都位于涉水区,尤其“哑铃”两头的水位更深达20米。


在于得安看来,受地形所限,大桥基础施工半岸半水在所难免,但调整承台位置与形状可以减少涉水范围,是值得一试的护水路径。


可是对设计院而言,作出调整决定并不容易。“全线设计和大桥设计分属设计院不同科室,承台位置变化可能影响整条线路安排,他们内部也需要协调。”令于得安欣慰的是,“他们最终决定将线路扭转1度,保证承台位置相对好一些。”


同样,设计院还根据项目技术团队采集的地形、水位数据,将承台形状优化为长48米、宽26米的八边形结构,“虽说如此一来,原本不设下横梁的H型主塔,因为承台缩减了长度,下塔肢需要调整为向内倾斜,还要加设下横梁平衡受力,但承台涉水深度因此减少了近10米,他们也同意了变更。”


瞅准时机辟蹊径


从初步设计到施工图设计,深度参与前期设计的项目技术团队,一直在为库区建桥“不沾水”竭尽全力。然而,当施工方唱主角的总体施工组织设计、专项施工方案编制阶段来临,这群“护水使者”却遇到难题。


2018年11月,在业主组织召开的项目临时工程方案评审会上,各标段施工方针对项目临时工程建设、施工组织设计编制等工作进展进行了汇报。“当时,我们汇报的主墩围堰专项施工方案还是双臂钢围堰设计。”时任项目技术主管罗毅回忆道。


当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时,采用钢围堰防水、围水是常规设计。丹江口水库水位呈季节性变化,正常蓄水位为168.23米,大桥主墩桩顶标高设计为160米,常态水位下桥梁基础需涉水施工,因而项目技术团队制定了“钻孔平台+双臂钢围堰”的基础施工方案。


但该方案并非无懈可击。受施工区域岸坡陡峭影响,具有整体性特征的钢围堰不仅在临岸处无法闭合,底部高差也使其沉放封底艰难。“我们也调研过,根据地形制作异型钢围堰并非没有先例,但像这样陡的坡面,需要克服更多技术难题。”罗毅坦言。


这期间,每日关注库区水位的于得安,敏锐地觉察到一个不寻常的变化趋势。


丹江口水库位于汉江中上游,入库水源来自汉江上游及其支流丹江,出库水量则是北上输送至京津冀,同时对汉江中下游地区进行生态补水。由于汉江属雨源型河流,径流主要来源于降雨,因而水库水位呈现季节性变化,在雨量充沛的5月至10月为涨水期,11月至次年4月为退水期,尤其秋汛期间,库区涨水最为明显。


然而,2018年的秋季,丹江口水库显得异常平静。


秋汛未至,水库水位持续走低,进入11月退水期,水位已由年内最高165米降至159米,低于承台底面标高160米。而项目技术团队通过对水库历史水位进行研究分析,对气象和水位持续监测,以及从管理丹江口水利枢纽的汉江集团获知出库水量情况,综合预判水位将在2019年4月至5月间降至水库大坝加高后的历史最低点,逼近水库控制的死水位148.23米,届时主墩围堰施工区域的岸坡基岩将全部露出水面,于得安感到“这是个好机会,可以先把围堰做起来”。


问题是,在此条件下,有没有比钢围堰更适合的设计?


在多次内部讨论会的智慧碰撞中,水库大坝和路基挡土墙的形式为技术团队带来了灵光。“这种混凝土挡墙结构一般适用于无覆盖层的岩面,主要特点是底宽小、抗冲防渗性能好,可作为永久性结构物的一部分留存,正好适应库区陡坡裸岩地形地质条件,也符合我们尽量避免涉水施工的初衷。”负责围堰图纸设计的罗毅表示。而为了兼顾围堰的稳定性与灵活性,技术团队还创造性地提出“下部挡墙+上部钢围堰”的组合围堰形式,将挡墙设计标高与承台底面标高持平,上部再根据库区水位变化适时拼接单臂钢围堰,从而将大桥桩基、承台施工区域紧密“包裹”起来,避免与一库清水产生交集。


大桥建设的变与不变


“隐士”构想初现。


然而这个提议起初并不受人待见。业主、设计方、外部专家都对方案的可靠性与可行性心存疑虑。


可靠性质疑主要针对围堰设计。“因为常规的围堰都是闭合结构,但这边岸上位置很高,不需要做围堰,所以我们这个围堰相当于只做了四分之三,是个开口结构,又在斜坡上,因此要特别考虑它的稳定性和止水能力。”罗毅解释道。


为消除各方疑虑,项目技术团队迅速开展技术攻关,针对围堰与山体连接处的止水问题,采取开槽设计,让围堰嵌入山体,并浇筑混凝土止水,使两者浑然一体;针对上部钢围堰与下部挡墙间的止水处理,设计预埋件连接,同样浇筑混凝土止水,保证两种材料无缝对接。


在围堰稳定性方面,地基承载力和挡墙的抗滑、抗倾覆能力则是必不可少的验证指标。


于是,项目技术团队边设计围堰边开展地基承载力试验,在施工最困难的一段挡墙处,他们发现了问题。


原来,下部挡墙原本采用的是上窄下宽的衡重式挡墙设计,但这段长约30米的挡墙位于临水区,基岩出露宽度不够,为避免涉水施工,便改为上下同宽3米的竖直挡墙设计。然而,竖直挡墙的稳定性本就略逊一筹,此处还是围堰施工最低点,挡墙设计高达11米,这更加大了它的失稳风险,加之底部基岩因长期浸泡在水里,岩体破碎,难以满足如此高挡墙的承载力需求,如何保证这段挡墙的稳定性成为当务之急。


“我们采用的方法是加设7根抗滑桩,就像钉钉子一样,穿过挡墙钉入岩层以下14米,这既能为挡墙提供竖向支撑力,又能固定住挡墙,防止它发生倾覆、位移。”罗毅通过验算证明了方法的合理性。


围堰设计问题得以解决,但方案能否落地,却似乎只能“听天由命”。


“这个设计的前提就是围堰施工区域的基岩要全部露出水面。”罗毅很清楚,这也是各方质疑方案可行性的核心原因,“如果不像我们预测的那样全部露出来,就要想其他办法,这样施工挡墙的难度可能也不低。”


但罗毅也相信,历史性机遇只眷顾有准备的人。


为此,项目技术团队做好了两手准备。一方面针对水位下降趋势,完善组合围堰施工的技术储备,保证自然条件符合施工工况时,能立马组织实施;一方面做好水位与预测不符,需回归原方案的心理准备和相关方案的完善。


幸运的是,库区水位变化完全印证了项目技术团队的预测,在2019年一路走低,到五一前夕已降至149米,围堰施工的窗口期正式来临。


5月4日,在丹江口水库特大桥主墩围堰专项施工方案审查会上,各方对项目技术团队制定的组合围堰施工方案给出了“内容完整,可用于指导后续工作”的总体评价,表达了肯定之意。


5月10日,赶在水位出现拐点前,项目团队正式拉开构建“砼”墙铁壁的序幕。


8月26日,丹江口水库特大桥南岸主墩桩基首钻,标志着项目实质性开工建设。机械轰鸣间,露出水面1米的“隐士”,正默默履行护水使命。


“这个围堰做起来发挥了很好的环保效应,它将整个施工区域封闭,将‘涉水施工’变为‘干施工’,避免了施工过程中产生的废水废渣对库区水体造成污染,还节省了大量成本、工期。”于得安表示。


大桥建设现场一切都在变,一库清水没有变。(张延涵)

二航网群Network group