大江東去,奔騰不息。要駕馭長江,在長江里實施整治建築物,難度前所未有。長江南京以下12.5米深水航道一期工程里程約56公里,深水、高灘鋪排、拋石、水下基床整平、大型結構安裝,工藝之複雜、施工難度之大,即使對最優秀的施工團隊而言也是巨大挑戰。22個月時間,數千建設者攻堅克難、拼搏奮鬥,不僅將工期提前14個月,還交出了一份高水平的建設答卷。
  與路橋工程不同,水運建設洲灘整治工程幾乎全部是在水下,建設前“白茫茫一片”,建設後“一片白茫茫”。 長江南京以下12.5米深水航道一期工程自太倉盪茜閘至南通天生港區,主要包括通州沙整治建築物,其中潛堤18000米、8座丁壩;白茆沙整治建築物,其中潛堤16950米、3座丁壩3700米和4座護堤壩;新建閘護岸加固2000米、通州沙和白茆沙航道局部疏浚等。施工河段為感潮河段,既不同於下游的長江口,也不同於長江中游河段,一個全潮長達20多個小時,受到徑流和潮流的疊加影響,因此完全無法套用其它河段的整治思路與經驗。為此,來自交通運輸部和江蘇省有關單位的技術和管理骨幹組成了工程指揮部,全面負責組織工程實施。同時,通過公開招投標,選擇了國內水運行業最優秀的設計、施工、監理單位,一道攻堅克難,不僅將工程順利推進,還創造出一個個技術領域的“第一”,成果斐然。
  長江南京以下深水航道建設一期工程整治建築物包括潛堤、丁壩等,具有總長度長、平面組合佈置多樣、綜合功能強、水流與地形變化複雜等特點,工程施工全部為水上作業。設計單位對太倉—南通段整治建築物堤身結構新型構件進行開發研究,除了採用傳統拋石斜坡堤外,針對不同分區、不同堤段採用不同的更科學合理的結構型式,研究開發了具有抗浪、減流、擋沙固灘及便於施工的新型混合堤上部異形構件,採用齒形構件混合堤、半圓體混合堤等結構型式,從而有效降低了施工風險、緩解大宗石料的供應難度、加快了工程進度、節省了工程投資,而且在滿足一期工程建設需要的同時,還可以進一步推廣應用於今後同類航道整治工程建設。
  施工單位通過對國內外半圓體施工技術的調研,確定了半圓體“立式”預製、翻轉、弔運安裝的技術路線,實現了大型混凝土構件的空中翻轉,為大型混凝土預製構件施工提供了一種先進的施工工法,顯著提高了混凝土構件的外觀和內在質量,在同行業中實現了施工質量最好、速度最快、成本最低,提高了行業施工質量標準,對推動大型混凝土構件施工技術科技進步意義重大。
  軟體排鋪設是施工的重點,這就好比在江底鋪上一幅巨大的地毯,一張軟體排體最長達470米,寬35—39米,比兩個足球場的面積還要大,鋪排位置最深的地方水深超過25米,最淺的地方不過膝蓋。一張排體鋪設下來,往往需要花費二三十個小時的時間,其間還需經受來自浪、流和潮汐的考驗,稍有不慎,就有可能造成排體撕裂及重大工程損失。在這樣一種複雜的施工條件下,要保質保量地順利完成每一張排體鋪設,這對現場施工提出了嚴峻的挑戰。施工技術攻關小組在充分分析工況之後,確定了提高鋪排效率、縮短單張排體鋪設耗時的辦法,提出一種不同於常規的軟體排鋪設設備——桁架式聯鎖片弔安系統,將桁架式起重裝置移植到一條長約80米,寬約30米左右的非自航船上,由四台弔機同時起吊聯鎖片,從而突破了常規兩台克令吊起弔聯鎖片的原有工藝。4個平行排列且獨立控制的移動式桁架門吊裝置,實現4張聯鎖片的同時起吊安裝,由此,單張聯鎖片的安放耗時由15分鐘減少到10分鐘,大幅提升了施工工效。隨著移動桁架式起重設備吊裝砼聯鎖片效率的提高,軟體排鋪設有效規避了施工過程中的風險因素,降低了因天氣、水流等突發情況導致質量問題的風險,保證了施工質量和進度。2012年9月底至2013年8月底,一年時間里,桁架式弔安系統成功鋪排140餘張,累計鋪設面積約100餘萬平方米,成為中交上航局白茆沙I標段鋪排船的攻堅力量。
  軟體排沉放到江底,相互之間必須搭接好,才能形成一個整體,以經受住江流的往複沖刷。中交三航局項目部自主研究開發了一套拉線定位檢測系統,將下沉排體與鋪排船用拉線定位儀連接,測定拉線的空間參數與長度得出定位點的三維坐標,通過計算機軟件計算排體間的搭接寬度,並反映排體在水下的實時情況。由於定位與鋪排的同步,提升了軟體排鋪設的精度和效率,使鋪排搭接損耗和船機租賃費用大大降低,可直接節約成本近800萬元。拉線定位系統的研究與開發,增強了現有國家級軟體排鋪設工法的檢測手段,具有結構簡單、定位精度高、使用成本低等特點,不僅可以應用於各種水下建築物的定位測量,也可運用於陸上常規測量儀器難以測量或企及的隱蔽區域,適用範圍極其廣泛,具有較高的推廣價值。
  為了滿足工程中拋石基床整平的要求,項目部成功研發並應用了無線遙控智能型水下整平機。新研製的智能型水下整平機僅需一名操作人員,就能通過查看操縱控制臺上電腦顯示的數據,準確判斷出整平機在水下的實時三維姿態,水下整平機如同一隻“八爪魚”在水下完成整平的各項動作,不僅能夠在崎嶇不平的水下拋石基床上穩穩站住並前後移動,也可以左右轉動,還可以在幽暗混濁的環境中作業,把拋石後參差嶙峋的水下拋石弄得熨貼平整。同時,它由GPS定位系統、水下雙軸傾斜儀、各類位置傳感器等來指揮定位,精度達釐米級,能夠在35米深的水域替代人工完成拋石基床整平作業,作業質量好,效率高,在施工中發揮了十分重要的作用。目前,智能型水下整平機已經獲得4項國家級專利。
  近年來,海岸工程、河道整治工程中生態護坡、護底的理念在國內已經被逐漸認識。人與自然和諧共生,也是深水航道工程孜孜以求的理念。工程指揮部要求在工程設計和施工中必須將生態環保放在突出位置,並適時啟動“生態航道工程生態環境效應研究”,從現場施工工藝、管理保護措施、新技術和新材料的應用等角度出發,提出保護生態環境的設計方案和工程措施。通州沙高灘上有一塊原生綠地,長著一大片蘆葦。工程實施時,形成了保留綠地、保護生態的鋪設生態排的設計方案,並開展生態軟體排結構與施工方法優化研究,實施中不僅實現生態保護、生態修複,還兼顧到潮汐河段的特點,圓滿完成洲灘護底工程施工,而且還進行了生態種植試驗區的蘆葦種植,工程完成後不到半年,新生長蘆葦即與排體結合在一起,洲灘上洋溢著盎然生機。
  善建才能行遠。圍繞十餘項重大課題的聯合攻關和科技創新,長江南京以下12.5米深水航道一期工程建設者奮戰在江天之間,用最專業的精神,最活躍的創新,最執著的態度,書寫出深水航道建設最美華章!
  (原標題:創新助圓深水夢)
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