烟波浩渺,海天一色。在厦门岛东部海域,一项与大海较量的超级工程——厦金大桥正如火如荼地建设。海风揉碎粼粼波光,将整片海域染成流动的蓝绸缎,中国交建参建的厦金大桥(厦门段)项目施工现场如同多彩积木点缀其上,尤为惹人注目。

厦金大桥建设取得里程碑进展,世界纪录彰显中国基建实力(图1)

厦金大桥(厦门段)是落实“深化两岸融合发展、夯实和平统一基础”的国家重大战略工程,项目全线建成通车后将与厦门翔安国际机场、厦金航线共同构建起对台海陆空立体交通新格局。厦金大桥(厦门段)项目起于厦门环岛东路与会展北路交叉口,以隧道形式沿环岛路向北延伸至观音山,往东以桥梁形式跨越本岛东部海域,终点设互通接入厦门翔安国际机场。项目主线采用高速公路标准建设,全长17.34公里。其中,跨海段占比超80%,长约14.2公里。二航局、一公局集团建设的关键控制性工程刘五店航道桥全长1948米,主塔高178.1米,主跨长928米,是福建省内最大跨径桥梁,也是世界首例采用分体式沉井基础的离岸悬索桥。12月1日,刘五店航道桥东、西主塔均已完成封顶,标志着大桥建设取得里程碑式重大进展,从“立塔成型”转入“悬索成桥”的关键施工阶段,为后续主缆架设、钢箱梁吊装奠定前提条件。自此,两座“门”式主塔如同巨人般矗立在海峡之上,正一步步向“空中对接”的目标迈进。

海上全离岸施工、水文气象海域环境复杂、海上交通组织难度大、施工技术要求高等诸多难题,如重重山峦横亘在前,考验着建设者们的决心与毅力。星夜奋战的建设者们以初心研墨,持匠心挥毫,立志要在这片广袤的大海绘就一幅乘风破浪、勇往直前的建设宏图。

36小时刷新世界纪录

刘五店航道桥规划了2个锚碇、2个主塔,分别位于航道桥的东、西两侧,每个锚碇均采用2个独立分体的钢壳沉井作为基础,全桥共有4个沉井。一公局集团承建的东锚碇、东主塔位于刘五店航道和厦金航道之间,需进行海上全离岸施工。锚碇由沉井基础和锚体组成,前后沉井采用系梁连接,单个沉井长66米,宽48米,重量达1.45万吨,面积相当于8个篮球场大小,是目前国内跨海桥梁中最大的分离式沉井基础。

沉井浮运、定位、下放是整个项目的关键控制工序,其进展直接决定项目的整体进度与安全质量。沉井海上浮运堪称一场与风、浪、流博弈的“海上冒险”。“每月只有2次浮运窗口期,每次仅4天,风大一点、浪高一点都可能功亏一篑。”项目副经理许涛盯着海洋气象预报图,眉头紧锁。为抓住这转瞬即逝的窗口期,项目党员突击队扛旗争先,在沉井出坞前的准备阶段,他们日夜驻守泉州制造基地的码头,在工棚角落拼几把简易椅子、铺一张硬纸板,便是临时“床铺”。“沉井的水密性检测、助浮板安装,每一项都得盯着,多抢1小时,后续浮运就多一分把握。”许涛说。

厦金大桥建设取得里程碑进展,世界纪录彰显中国基建实力(图2)

更棘手的是,85海里的沉井浮运距离,在国内尚无现成经验可借鉴。“没有先例,我们就自己闯!”项目负责人张利带领团队开启“摸着石头过河”的攻关之路,他们“走出去”,奔赴舟山类似施工项目取经,虚心学习成功经验;“请进来”,聘用相关专家长期驻场指导,提供专业技术支持。同时,团队联合高校合作开展“波浪流水动力模型试验”,反复研讨论证沉井出坞、拖轮编队方案,并创新采用栓接式助浮板,如同给沉井装上可拆卸的“救生圈”,到达现场后能实现快速拆卸。

2024年7月5日,东锚碇沉井由泉州制造基地出发,历经24小时浮运抵达桥址,成功完成“海上大挪移”,创下目前世界上沉井海上最长距离拖带浮运记录。

沉井定位挂缆施工,是一场与潮汐赛跑的精细活。厦门地区是典型的半日潮,为确保沉井安全及定位精度,项目团队要在12小时的潮水周期内,将8根220米长、直径104毫米的钢缆连接到35吨的抓力锚,并精确送达高差14米的沉井上,单个卸扣重达130多公斤,如此繁重的工作,只能采用人工连接。为了这12个小时,项目团队来回开展桌面演练11次、日间实操演练4次、夜间实操演练2次。在一次次演练中,全体作业人员逐渐熟练掌握操作流程,如同训练有素的战士,等待着实战的考验。

沉井水上定位精度控制难度大、安全风险高,是全线施工难度最大、工艺最复杂的关键工序之一。要将这个长66米、宽48米的“钢铁巨兽”精准下放,误差需小于5厘米,传统人工测量方法在数据采集上存在实时性差、完整性不足的局限。一公局集团项目团队提前预判潜在风险,联动一公局集团数智中心、设计总院等单位研发出海上沉井施工智能监控决策系统,如同“智慧天眼”对沉井海上浮运、定位、下放等工序进行全天候、全方位、全过程的精准实时监测及预警,有效控制下放过程中风、浪、流作用的耦合影响。

实现沉井精准定位后,就开始下放入海。入海过程中,由于沉井截面为突变结构,如果各隔仓注水量不平衡就发生倾斜,会导致最终位置出现偏差。为此,项目团队组成9人注水小队,根据“智慧天眼”的检测结果对沉井35个隔仓分阶段注水调平。沉井抵达海底后,数名潜水员下潜32米深,对沉井底部进行支垫作业,保证沉井着床后的姿态稳定。

最终,首个沉井定位下放历时72小时,第二个沉井仅用36小时,创下世界沉井定位下放最快纪录,再次诠释了令人瞩目的“中交速度”。

在42米深海绣“云锦”

东西侧锚碇基础地质呈现“东硬西软”状态,这导致西锚碇基坑开挖深度和开挖量剧增,泥面到基坑底深度超25余米,相当于近10层楼高,从海平面至基坑底的水深达42米,基坑清理的面积达到14万平方米,相当于334个标准篮球场大小。

复杂地质、潮汐变化、海底洋流,为基坑开挖的精准度和安全性带来极大挑战。二航局厦金大桥项目团队需在无围堰状态下在海底先开挖出一块“倒四棱台形”区域,再换填混凝土,最后将钢沉井放下,让西锚碇基础扎根海底。施工前期,团队先后召开70余次专题会议和6次专家评审会,从方案可行性到合理性层层把关,最终聚焦两大难题:如何提高超大方量开挖效率,以及如何确保基坑平整度并达到钢沉井所需的承载力。

2024年2月27日,西锚碇基坑开挖正式启动,项目部协调广航局全球最大挖泥船“金广”轮投入作业,该船一斗抓出的泥土量达200立方米,同时项目还配备20余艘抓斗船、耙吸船和专业泥驳船协同清淤。针对不同地质差异性,项目部制定出一套针对性的分段、分条、分层作业方案。针对上层软弱覆盖层,采用抓斗船直接开挖;对下层硬质岩层将凿岩棒与抓斗相结合,先启用凿岩棒将坚硬岩石破碎,随后抓斗船迅速跟进清渣,整个过程就像做一场外科手术。


项目团队通过多波束扫测技术对海底探测发现,施工区域存在大量大体积孤石。“如果孤石顶部标高高于沉井底部设计标高,会导致沉井无法下放到位,甚至造成沉井底部变形。”二航局项目负责人郭万中解释道。为此,团队实时调整抓斗船横纵角度,精准抓取每块孤石,对无法抓起的孤石,则使用凿岩棒破碎后再清理,有力保障基坑平整度。历经7个月奋战,建设者们如“愚公移山”般一点点挖开海底基坑,创下海域沉井基坑无围堰状态下开挖深度、开挖面积、开挖方量3项国内之最。


基坑开挖完成后,如何有效提升地基承载力、增强稳定性并减少沉降,成为后续钢沉井下放的关键。经过反复试验,项目部决定采用搅拌船和浮吊船等设备协同作业,实时调整布料管长度,消除潮汐风浪对施工的影响。随着混凝土缓缓注入导管,施工人员争分夺秒按一个个浇筑点开展换填作业,防止洋流回淤。

厦金大桥建设取得里程碑进展,世界纪录彰显中国基建实力(图3)

2024年11月11日,西锚碇2个沉井基坑完成全部混凝土换填,共浇筑28排224个点位。建设者如同绣娘一般,在每个点位上精细绣制海底“云锦”,一针一针将点位绣密实、绣平整,实现精准浇筑且密实度达标,同时创造国内无围堰条件下海底基坑换填混凝土的方量之最。

夯基垒台向云端

今年5月31日,“厦金大桥长个儿了”的话题在国内外社交媒体上持续升温,控制性工程刘五店航道桥东、西主塔建设速度同时按下快进键,刷新着两岸人民的期待。“九层之台,起于累土。”如今高耸入云的主塔,既离不开水下坚实的基础,更凝聚着建设者们日夜兼程的汗水与智慧。

刘五店航道桥东主塔共设30个节段,将以“搭积木”的方式层层向上叠加安装,整体呈“门”字造型,寓意“一桥连两门,厦金一家亲”,为将这美好的愿景变为现实,一公局集团项目团队克服了一个又一个技术难题。

在主塔施工中,作为桥梁永久防撞设施的双壁钢套箱,是技术突破的核心。“这个‘海上巨无霸’形状呈哑铃型,总长105.8米、总宽为47米、高度为11.3米,平面面积相当于7个篮球场大小,总重达4225吨,相当于2100辆家用小汽车。”卢春明介绍道。其面积与重量均超过港珠澳大桥防撞钢套箱,是目前国内最大、最重的跨海大桥永久双壁防撞钢套箱。

厦金大桥建设取得里程碑进展,世界纪录彰显中国基建实力(图4)

双壁钢套箱如同敖丙身上的“万龙甲”,能够实现“金刚护体”,一方面能有效缓冲船舶等水上交通工具对桥墩的意外撞击,另一方面可防止海水对承台的侵蚀,大幅提高桥梁的使用耐久性。在施工过程中,项目团队将“万龙甲”底部与海中桩基连接固定,随后浇筑封底混凝土,形成一个小型“人工岛”,实现海上施工“陆域化”,为后续承台施工提供了干燥、安全的作业环境,

“万龙甲”的下放安装,对施工精度与安全提出了极高要求。为确保钢套箱安装过程中平面位置、顶面高差、垂直度和下沉各点准确同步,项目团队以技术方案为纲领,科学组织、统筹推进施工,引用中交核心装备——国内最大双臂架变幅式起重船“二航卓越”进行钢套箱整体吊装,该船配备的智能辅助决策系统可实时感知风、浪、流等环境条件,有力保障吊装过程作业安全。施工采用四角布缆,借助定位锚、缆绳等定位系统,对套箱安装姿态进行实时监测调整。同时,通过设置120个传感器,运用信息化手段对施工过程全程智能控制,全面监控套箱下沉作业中套箱水准、水位、应变、倾斜等情况,“手眼并用”将整体施工误差精准到毫米级,单个套箱成功安装仅用3小时。

【编辑: 任 燕】