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世界首例在深厚淤泥层中建造的超大型陆域沉井获得成功
2020-04-15 来源:中国水运报 

  4月12日晚,随着最后一车填仓混凝土的浇筑,中交二航局承建的温州瓯江北口大桥南锚碇沉井宣告施工完成,大桥建设取得突破性进展,这也是世界首例在深厚淤泥层中建造的超大型陆域沉井。

  温州瓯江北口大桥是世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,其中大桥南锚碇沉井是世界首次在深厚淤泥层中建造的超大型陆域沉井。南锚碇如同力压千金的秤砣,将起到拉起整座大桥的作用,而沉井则是锚碇的重要基础。南锚碇沉井平面尺寸为70米×63米,相当于10个标准篮球场大小,共浇筑混凝土约23万立方米,混凝土用量可建造3座世界著名的上海深坑洲际酒店;沉井总重量达20万吨,相当于3到4艘大型航母重量之和。

  沉井共分四次接高和三次下沉,历时两年下沉完成:2018年3月6启动首次下沉,2018年5月15日下沉到位;2018年10月25日第二次下沉到位;2020年3月5日第三次下沉到位;随后完成清基封底,并于2020年4月12日完成封底和填仓混凝土的浇筑。沉井前后三次一共沉入地下61.5米,四角高差和平面偏位精准控制在设计误差范围内。三次下沉后,沉井开始浇筑近16万余立方米的封底和填仓混凝土,历时35天完成。

  在沉井施工过程中,项目团队面临诸多难题。面对40多米厚的淤泥层地质条件,如何让重量巨大的沉井在软如奶油的淤泥中“稳得住”是第一个难题。项目部研究多种地基处理方式,最后决定采用国内最长36米砂桩置换的方式改变地质结构,增强地基承载力。为保证沉井“下得去”,项目团队将砂桩置换率确定为36%,防止承载力过大而导致下沉困难。

  由于沉井尺寸较大,相当于薄板容易因挠度过大而开裂,且地基承载力不均很易导致沉井倾斜。对此,项目团队第一次下沉创新性采用“十字拉槽加全断面小锅底开挖”工法,同时安装大量监控元器件,结合信息化手段,实时监控沉井姿态应力情况。

  第二次下沉采用不排水下沉,遇到了黏土淤泥层,就像“橡皮糖”,粘性大,附着性强。项目部大胆创新,自主研发了“水下快速取土装置”,共计采用20台该设备辅以18台龙门吊配合调整,有效解决了黏土淤泥层中取土难的问题。

  随着第三次下沉推进,“水下快速吸泥取土装置”显得力不从心。项目部开创性地将专用于桩基施工的大型钻机转用于沉井下沉取土,扛住了一切深水水压。项目部共投入22台钻机配合移动台车进行深水取土,并改进钻头改造,有效解决了取土难题。随着排泥管道源源不断吐出泥土,沉井顺利终沉到位,并且创下超大型沉井零裂缝的纪录。

  3月6日,随着40多辆混凝土搅拌车陆续进场,大桥正式启动南锚碇沉井封底及填仓混凝土的浇筑施工。3月24日晚,6万余立方米封底施工比原计划提前6天完成。4月12日晚,9万余立方米填仓混凝土浇筑完成。封底和填仓施工工序,让沉井在深厚淤泥层中扎稳脚跟,为南锚碇后续施工奠定坚实基础。

  南锚沉井的终沉,为世界深厚淤泥层中建造超大型陆域沉井开创了先河,为类似工程施工提供了成熟案例。温州瓯江北口大桥是宁波至东莞国家高速公路和国道G228线两大项目共线跨越瓯江的控制性工程,其建设对提高我国东部沿海公路运输大通道通行能力,推进温台产业带和温州瓯江口产业集聚区发展,缓解甬台温高速压力具有重要意义。



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