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淤泥層中壓“秤砣”

發布時間:2020-04-30來源:中交二航
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4月12日,溫州甌江北口大橋南錨碇沉井宣告完成,世界首例在深厚淤泥層中建造的超大型陸域沉井取得成功。

“沉井施工就像是把一個巨型秤砣下沉到61.5米的地層中,一邊接高沉井高度,一邊抽取地層中的泥土,再依靠沉井自重緩緩下沉。”二航局北口大橋三標常務副總工夏崟濠說,這三次下沉分別遇到“奶油層”、“橡皮泥”和“夾心米糕”,施工過程充滿艱辛。

在首次下沉中,如何讓沉井在40米厚軟如奶油的淤泥中“穩得住”是首要難題。項目團隊采用國內最長36米砂樁加固地表換填的方式改變地質結構,并把砂樁置換率確定在36%,有效防止了承載力過大,同時安裝300多個監控元器件實時監控,讓沉井平穩下沉。

第二次下沉在水下吸泥,不可控因素較多。項目部采用BIM手段對施工方案模擬,然而沒多久就遇到“下不去”的困境。眼看著工期一天一天拖延,夏崟濠皺起了眉頭。

不同于“奶油”,此次下沉遇到的黏土淤泥層就像“橡皮糖”,粘性大,取土難。項目團隊走訪全國多家廠商,考察各種設備,均不能達到要求。

“無人機的四旋翼是不是挺鋒利的?把無人機倒懸過來,那么四個‘翅膀’就能發揮研碎黏土的作用,何不用在沉井上呢?”一次研討會上,項目技術攻關人員突然冒出這個想法。

于是,項目部迅速自主研發20臺由四個電機帶動四個絞吸頭的“水下快速取土裝置”,終于解決黏土淤泥層中取土難問題,并于2018年10月25日圓滿完成第二次下沉。

2019年2月,隨著第三次下沉推進,井孔水位越來越深。因電機密封性不能承受深水水壓,極易造成電機燒壞,且第三次下沉遇到的土質是黏土加卵石層,就像“夾心米糕”,“水下快速取土裝置”已力不從心。項目部不得不另外探索更給力的設備。

“要說什么最能撐,鉆機是最不怕深水壓力的?”在一次研討中,大家的目光瞄準了專用于樁基施工的鉆機。“對!鉆機開鉆面積較大,理論上取土工效應該顯著!”把鉆機搬到沉井上,行動!然而,實際效果是從取土管道排出的泥漿很稀,沉井仍然“下不去”。

“這是什么原因呢?”原來,在黏土中鉆機就像“和面機”一樣,只是讓黏土在原地打轉,并不能將黏土攪碎,不能攪碎就不能取土,直接導致沉井“下不去”。這讓大家空歡喜了一場,投入大量資金配備的22臺鉆機剛剛“轉型”就遭受一次重創。

“鉆機不能就這樣白白搭上了!”那段時間,夏崟濠把辦公室當成了家,和二航局技術專家多次通電話,技術專家們前赴后繼到項目部開展技術攻關。“是放棄鉆機,尋找其他方法,還是鉆機加其他輔助設備?”一時間,大家提出了多種解決方案。到底可不可行?大家對每種方案進行論證、桌面推演。

如果說鉆機就是“和面機”的話,那么給鉆機鉆頭加上“刨絲器”,讓鉆機在鉆動的過程中能像“刀削面”一樣把黏土削碎,是不是就可以吸取出來了?這個方案得到大家的初步認同。項目馬上展開試驗,還給“和面機”設計了多組“刨絲”鉆齒,讓鉆機變成一個鉆頭自帶“刨絲器”的“超級機甲”。如此,鉆頭在攪拌過程中可快速將黏土削碎,破碎的泥土也很快被吸取上來。經過改造的鉆機,迅猛向下鉆進,沉井穩步下沉,于今年3月5日終沉到位。

恰逢其時,夏崟濠的女兒降生,他也成了一名超級奶爸。“從2018年3月啟動首次下沉至今,沉井的節節勝利就像一個孩子的茁壯成長,我迎來了人生的兩大喜!”夏崟濠激動地說。

3月6日,項目啟動南錨碇沉井封底及填倉混凝土澆筑。24日,6萬余方封底混凝土澆筑完成。4月12日晚,9萬余方填倉混凝土澆筑完成,比原計劃提前10天完成。(郭孟春)

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