2020年底以來，由二航局、一公局集團(tuán)承建的甌江北口大橋南錨碇、北引橋、貓道鋪設(shè)完成施工，主纜索股架設(shè)相繼展開，為大橋2021年底建成通車打下了基礎(chǔ)。

甌江北口大橋是世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋，大橋由三座主塔提供支點(diǎn)，從提供拉力的南北錨碇連接兩座引橋雙向延伸，宛如甌江口振翅的雙翼。其中，由二航局承建的南錨碇沉井是世界首例在強(qiáng)潮河口深厚淤泥地質(zhì)中建造的大型陸域沉井，其平面尺寸為4410平方米，相當(dāng)于10個(gè)籃球場(chǎng)大小，高度相當(dāng)于23層樓高；由一公局集團(tuán)承建的北引橋全長(zhǎng)3.22公里，包含單層現(xiàn)澆箱梁、雙層現(xiàn)澆箱梁、單層鋼混組合梁、雙層鋼混組合梁、框架橋五種類型，施工難度大，技術(shù)要求高，其鋼梁段的施工尤為復(fù)雜，國(guó)內(nèi)罕見。

甌江北口大橋被列為交通運(yùn)輸部首批“綠色公路”、浙江省交通運(yùn)輸廳“品質(zhì)工程”和“鋼結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用”重點(diǎn)示范工程，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)首次在項(xiàng)目全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)建設(shè)的橋梁工程。

淤泥層中壓“秤砣”

“懸索橋是目前建設(shè)大跨徑橋梁的方式之一，而錨碇則是為橋梁提供荷載拉力不可缺少的結(jié)構(gòu)，就像一個(gè)杠桿，通過索塔的支點(diǎn)，拉起整個(gè)橋面的荷載。”二航局承建的大橋三標(biāo)技術(shù)負(fù)責(zé)人夏崟濠介紹說。同樣是重力式錨碇，但南錨碇和北錨碇施工難點(diǎn)卻完全不同。北錨碇基礎(chǔ)為山體開挖，而南錨碇基礎(chǔ)為沉井基礎(chǔ)。

沉井基礎(chǔ)的錨碇在橋梁施工中并不鮮見，以往沉井施工大多在沙土中進(jìn)行，而北口大橋所處甌江入?？诘刭|(zhì)卻是深厚淤泥層。淤泥中建造沉井，就像把巨型秤砣沉放在松軟的稀泥中一樣，要在地質(zhì)穩(wěn)定性差，承載力極小的淤泥中建造沉井，沒有先例可循。下沉速度、下沉姿態(tài)、精確性控制……一項(xiàng)項(xiàng)挑戰(zhàn)擺在建設(shè)者面前。

2018年3月6日，沉井首節(jié)開始下沉。由于地質(zhì)承載力差，沉井在下沉的過程中極易傾斜。經(jīng)過研究，項(xiàng)目部決定給這些淤泥加些“硬料”——采用36米的砂樁加固地表，增大地質(zhì)承載力，保證沉井下沉姿態(tài)的穩(wěn)定。此外，項(xiàng)目部還利用BIM技術(shù)，在井體安裝了300余個(gè)監(jiān)控元器件，實(shí)時(shí)監(jiān)控沉井姿態(tài)及應(yīng)力情況。經(jīng)多次調(diào)整，2018年5月15日，南錨碇沉井在淤泥里站穩(wěn)腳跟，下沉到地面以下19米的指定位置，并創(chuàng)下超大型沉井在整個(gè)支撐體系轉(zhuǎn)換階段零裂縫的奇跡。

沉井的第一次成功下沉讓建設(shè)者們備受鼓舞，他們立即準(zhǔn)備第二次下沉。

然而，施工開始后不久就出現(xiàn)意想不到的情況?！霸谑┕で捌?，我們利用BIM技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行模擬，并對(duì)沉井姿態(tài)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，但沉井就是不下去?！毕膷曞┗貞浾f。

技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過對(duì)淤泥層研究發(fā)現(xiàn)，原來第二次下沉遇到的黏土淤泥層粘性較大，附著性較強(qiáng)，導(dǎo)致沉井無法下沉，絞吸機(jī)根本無法有效吸泥?！耙胱尦辆€(wěn)步向下挺進(jìn)，首先必須解決取土設(shè)備的問題?！?夏崟濠說。他帶領(lǐng)技術(shù)人員走訪河南、湖南、湖北等多地廠商，考察了各種設(shè)備，都不能達(dá)到要求?！凹热滑F(xiàn)有設(shè)備無法解決問題，那么就只能自己干！”于是，項(xiàng)目部成立設(shè)備研發(fā)小組，踏上創(chuàng)新之路。

研發(fā)小組從四旋翼無人機(jī)造型中找到了靈感：“無人機(jī)螺旋槳倒立過來，就可以切削泥土了?！毕膷曞ьI(lǐng)技術(shù)人員設(shè)計(jì)研發(fā)出“倒立的無人機(jī)”，將其命名為“水下快速吸泥取土裝置”。此裝置由四個(gè)電機(jī)帶動(dòng)四個(gè)絞吸頭，與無人機(jī)四旋翼朝上的方向相反，它是向下絞吸。經(jīng)過在相同土質(zhì)中不斷測(cè)試和改進(jìn)，項(xiàng)目部自主研發(fā)的20臺(tái)“水下快速取土裝置”終于進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，有效解決了取土難問題。2018年10月25日，大橋南錨碇沉井第二次下沉到地下9.58米處，成功達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2019年2月，隨著第三次下沉推進(jìn)，沉井井孔水位越來越深。但因其電機(jī)密封性不能承受深水水壓，經(jīng)常燒壞電機(jī)，項(xiàng)目部不得不另外尋找更給力的設(shè)備。

經(jīng)多次討論，技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)大膽想法，把專用于樁基施工的大型鉆機(jī)用于取土下沉。為此項(xiàng)目部緊急投入了22臺(tái)鉆機(jī)，配合移動(dòng)臺(tái)車進(jìn)行第三次深水取土。鉆頭開鉆面積較大，按理說取土工效應(yīng)該顯著，但實(shí)際情況卻不樂觀，30米下的淤泥層，就像面團(tuán)一樣，開鉆面積雖大，但只是讓黏土在原地打轉(zhuǎn)，并不能將黏土攪碎，不攪碎就不能吸泥，也無法給沉井“騰出”位置。

“它像面團(tuán)，我們就要造一個(gè)能將它攪碎的‘和面機(jī)’?！表?xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展多次技術(shù)攻關(guān)，在鉆頭上設(shè)計(jì)加裝了一個(gè)“刨絲”鉆齒。投入使用后，“刨絲”鉆齒就像削土豆絲一樣將“面團(tuán)”淤泥攪碎，吸泥管道源源不斷地吐出泥漿，沉井開始穩(wěn)步下沉。

沖破深厚淤泥層一系列困擾后，2020年3月5日，沉井下沉全部到位。3月6日至4月12日，隨著54臺(tái)各類大型設(shè)備的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，大橋順利完成南錨碇沉井約15萬立方米封底及填倉混凝土澆筑的“大會(huì)戰(zhàn)”。至此，南錨碇沉井如磐石一般深嵌在甌江南岸的深厚淤泥層中，它將承載著懸索橋主纜的千鈞拉力，挽住大橋生命線。其施工實(shí)踐更使深厚淤泥層中建造超大型陸域沉井的世界性難題得到解決，為特大型橋梁沉井施工提供了成熟案例。

“變形金剛”高空行走

“一切準(zhǔn)備就緒，可以開始頂推?！彪S著一聲令下，2020年8月23日，一公局集團(tuán)溫州甌江北口大橋北引橋最后一節(jié)鋼梁穩(wěn)穩(wěn)落架，北口大橋品質(zhì)工程建設(shè)中技術(shù)難度最大的工序之一——鋼梁頂推全部完成。

站在大橋北引橋主線上，放眼望去，沿路已架設(shè)的鋼梁猶如一條“巨龍”，在夕陽的映襯下蔚為壯觀，回憶起鋼梁頂推建設(shè)過程，一公局集團(tuán)承建的大橋二標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理王博文感慨萬千：“這就像在豆腐上完成大挪移，實(shí)在是太不容易了?！?/p>

施工區(qū)域原來是一片50米至80米的深厚淤泥地，地質(zhì)軟弱，采用常規(guī)滿堂支架施工，將投入大量的周轉(zhuǎn)材料，對(duì)履帶吊的動(dòng)力要求也很高，要花費(fèi)巨大的成本。經(jīng)過大量的調(diào)研和方案比選，項(xiàng)目部決定采用鋼梁頂推工藝，讓萬噸鋼梁在高空中自己“挪移”。然而，在“豆腐地質(zhì)”上完成1.9萬噸的單、雙層鋼梁頂推，絕非易事。

“北引橋長(zhǎng)3.22公里，鋼梁頂推施工長(zhǎng)達(dá)1.01公里，510節(jié)節(jié)段鋼梁含單層、雙層結(jié)構(gòu)，頂推梁段設(shè)計(jì)有縱橫坡、曲線段、變截面段和變縱坡段等多種樣式，最大頂推長(zhǎng)度達(dá)560米，這在國(guó)內(nèi)鋼梁頂推施工中極為罕見，而首先要解決的難題鋼梁雙層段的頂推施工。” 王博文介紹道。

鋼梁合并段的上層設(shè)計(jì)在墩頂位置的隱形橫梁為左右幅連體設(shè)計(jì)，如果采用先左后右逐幅頂推方法，需要在兩幅鋼梁安裝完成后，吊車在40米的高空跨過16米寬的鋼梁進(jìn)行連接，難度太大，還十分耗時(shí)，勢(shì)必影響整體工期。“我們可以嘗試雙幅連體同步頂推，這樣就避免了二次連接?！表?xiàng)目總工王東偉大膽提出了新的方案設(shè)想。

而雙幅連體同步頂推依舊不是件易事，如果頂推的左右幅鋼梁不同步，極易導(dǎo)致彎折。為此項(xiàng)目部一方面嚴(yán)控步履千斤頂?shù)牟僮魍叫?，特別是頂推過程中橫橋向的高差，避免鋼梁局部受力集中，產(chǎn)生扭曲；另一方面運(yùn)用信息化手段監(jiān)控和預(yù)警，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)梁體內(nèi)力和變形變化，確保施工安全和精度。幾經(jīng)嘗試，雙幅連體成功同步頂推，在簡(jiǎn)化施工過程的同時(shí)，節(jié)省近3個(gè)月的工期。

一波未平一波又起，曲線段施工讓項(xiàng)目技術(shù)人員絞盡了腦汁。北引橋曲線段鋼梁截面寬度由7米增至14米，頂推過程中，鋼梁底板每一個(gè)支撐點(diǎn)位置的步履千斤頂要根據(jù)寬度變化不斷橫向移動(dòng)，并始終保持在鋼梁腹板的正下方，這在國(guó)內(nèi)無先例可尋，現(xiàn)有的設(shè)備和條件也無法滿足施工要求。

于是，項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新工作小組在施工設(shè)備改良上動(dòng)起了腦筋?！凹热磺Ы镯敱旧聿荒芤苿?dòng)，我們給他穿上‘鎧甲’，讓‘鎧甲’頂著鋼梁移動(dòng)?！?王東偉說。經(jīng)過試驗(yàn)，技術(shù)創(chuàng)新工作小組在原來的千斤頂上增設(shè)了一個(gè)鋼框架，通過自主設(shè)計(jì)制作的一個(gè)小型連接裝置與定型設(shè)備進(jìn)行連接，相互作用，讓這套設(shè)備的“鎧甲”自己動(dòng)起來，形成了一種變截面橋梁頂推自橫移步履千斤頂系統(tǒng)。這個(gè)智能裝置系統(tǒng)，通過設(shè)備儀器智能、遠(yuǎn)程操控，不僅避免了人員高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，還大大提高了鋼梁架設(shè)精度，加快了施工進(jìn)度，讓近萬噸形狀各異的鋼梁如同“變形金剛”，在40米的高空如履平地。這套方案創(chuàng)新和實(shí)踐對(duì)國(guó)內(nèi)具有曲線變寬等復(fù)雜樣式的超長(zhǎng)距離頂推施工提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。