预制厂里沉管生产线
最后一节沉管于去年底生产完成
“超级工程”港珠澳大桥催生“超级工厂”——世界最大的沉管预制厂
14个月荒岛变大厂 6年产超200万吨沉管
65年前,解放万山群岛的战斗,在珠海的桂山牛头岛打响。时隔超过一个甲子后,这座外海孤岛再次被广泛提及,是因为港珠澳大桥岛隧工程的巨型沉管在此预制。
2010年12月,岛隧工程桂山预制厂开建。在边勘察、边设计、边施工的“三边”紧急状况下,预制厂14个月内成功建成,厂房面积达56万平方米。随后的6年,33节平均达8万吨的沉管,相继从图纸走向工厂,由钢筋水泥变身“超级航母”。
这些构成沉管隧道基石的庞然大物,有着多个“最长”“唯一”“深海”等关键词,这也在过去几年一度成为“珠穆朗玛峰”级的工程难题。而中国建设者,以创造性的各式解决方案,攻克了这些世界性难点。中交港珠澳大桥岛隧工程总经理、总工程师林鸣表示:“这个拥有64项创新的工程,填补了多项技术空白。”
更难能可贵的是,港珠澳大桥岛隧项目创下一个工程佳话——截至目前,港珠澳大桥沉管隧道滴水不漏。在实现为港珠澳两岸三地“牵线搭桥”的同时,为海底隧道实现120年安全运营奠定坚实基础。
文/记者 马化展李国辉(除署名外) 图/记者 林桂炎
沉管预制经验几乎为零
与港珠澳大桥主体桥梁工程钢箱梁生产相似,岛隧工程的沉管也采用工厂法预制。在港珠澳大桥开建之前,世界上唯一一次使用过工厂法预制沉管并已建成大桥的,是在厄勒海峡隧道工程。但相比之下,港珠澳大桥沉管断面尺寸大,存在部分曲线管节,且是深埋式的,难度不可同日而语。
要建设33个标准管节平均长180米、宽37.95米、高11.4米、重约8万吨的沉管谈何容易?根据测算,每节沉管的排水量已超过“辽宁”号航母满载时的排水量,每个管节要消耗的钢筋(约7200吨)相当于搭建一座埃菲尔铁塔所需用钢量。
在工程筹备阶段,林鸣曾带队到正在建设巨加跨海大桥的韩国釜山,考察沉管基础施工专用设备,但施工单位只让他们在三四百米以外的海上匆匆看了一眼。
2010年,当得知要负责港珠澳大桥桂山沉管预制厂的设计任务时,中国交建集团的设计团队手头更是只有一本介绍性的英文参考文献,其中关于预制工厂的介绍不到30页。
但采用工厂法预制沉管是早就敲定下来的。港珠澳大桥120年的寿命要求,以及工厂法24小时可以连续生产,有限工期能够保证等优势,都注定它具备比干坞法预制更具可行性。
14个月荒岛变现代大厂
桂山预制厂,成了这一难题破解的最大见证者。
在此之前,沉管预制厂计划建在广州南沙,但如果选择南沙,每次运输沉管需要封航两天,而从珠海桂山牛头岛出发,可将浮运时间缩短至10个小时左右,至少能为珠江口往来船舶最繁忙的伶仃主航道“让路”一天。
桂山牛头岛是一个“四无荒岛”,无水、无电、无路、无通讯信号覆盖。选址调整使得沉管预制厂建设的工期变得更为紧张。沉管预制团队以焦虑的心情,边勘察、边设计、边施工。
“那是最艰苦的阶段,劳心劳力。”回忆起预制厂建设时期,港珠澳大桥岛隧项目Ⅲ工区二分区常务副经理陈伟彬感慨道,“有时设计刚出来,我们马上就得执行。”不过,这也恰恰是该项目的优势:设计和施工能无缝对接,工作得以紧锣密鼓推进。这也是国内在公路桥梁交通领域首次采用设计施工总承包管理模式。
最终,在这种既恶劣又紧急的环境下,1000多名建设者硬是用14个月的时间,于2012年2月建成了占地56万平方米的现代化沉管预制厂。这个世界级的超级工程,总爆破开挖量约200万立方米,混凝土浇筑量约为13万立方米,钢结构安装量达3000吨左右。
建成的沉管预制厂,拥有两条300多米长的流水生产线,集成了钢筋加工、钢筋笼绑扎和顶推、混凝土浇筑和养护、管节一次舾装、深浅坞蓄排水及管节起浮横移等全部工序。
用坏4台机器研制混凝土配方
过去一年,羊城晚报记者多次到桂山预制厂参观与采访。这里的沉管生产工艺已然非常成熟——平均每8天完成一道工序、每两个半月产出一节沉管,这是后期的标准生产节奏。
然而,2012年预制第一节沉管时,却用了7个月时间。和后期两个半月的生产时长比,这种变化并不是“熟能生巧”所能完整概括的。
以混凝土浇筑为例。早在沉管预制厂投产之前,沉管预制厂中心试验室就已率先启动,它承担为沉管找寻混凝土调配最佳配比的使命。不过,这项被沉管预制厂中心试验室主任张宝兰比喻为“寻找最佳口感米饭”的任务,并非一蹴而就的,因为要配置出最合适的混凝土,强度、耐久性、施工性、抗裂性各项指标都要全部符合需求。
张宝兰带领30余人的试验团队,通过将近一年的试验,反复验证各种配比,生产了100多吨混凝土,用坏了4个搅拌机,才研制出基础配方。随后又经过累计上百次调整、优化,“最佳口感的米饭”才算是做成了。
到了浇筑阶段,为实现从骨料堆放到混凝土入模的全程温度控制,多种温控技术被综合采用;为使3400立方米混凝土在30多个小时内一次性浇筑,300个关节支撑、100多楔形千斤顶的状况需经反复核查——这也是沉管预制工程高超技术水平和精湛管理水准的最佳注解。