飞跃天堑

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飞跃天堑

—写在嘉绍大桥通车之际

发布日期：2014-07-03来源：本站编辑：靳明伟

[摘要]波涛汹涌的钱塘江上，又一座世界级的大桥横空出世，这就是目前世界上最长最宽的多塔斜拉桥嘉绍跨江大桥。

嘉绍大桥　

　　“八月十八潮，壮观天下无。”这是北宋大诗人苏东坡对钱塘秋潮的咏赞。钱江大潮以其排山倒海之气势、万马奔腾之雄壮，征服了古今亿万看客，被世人誉为“天下奇观”，不愧是大自然的杰作。如今，人们在惊叹之余放眼钱塘江面，一座座大桥似长虹卧波，又如巨龙腾空飞跃，它们是人类的巨制，彰显了人类的智慧和勇气。

　　一桥飞架南北，天堑变通途。今年7月19日，波涛汹涌的钱塘江上，又一座世界级的大桥横空出世，这就是目前世界上最长最宽的多塔斜拉桥嘉绍跨江大桥，世界桥梁史再添“二航创造”。

　　挑战前所未有

　　2008年5月1日，当时世界最长跨海大桥杭州湾大桥建成通车，中交第二航务工程局有限公司副总经理兼该项目经理吴维忠带领他的团队，实现了二航局建桥由江河向海洋的跨越。

　　时隔不到一年，2009年3月25日，公司中标嘉绍大桥，吴维忠和他的团队带着建成杭州湾大桥的自信，再次奉命出征，向世界斜拉桥纪录发起新的挑战。

　　嘉绍跨江公路通道是《国家高速公路网规划》中沈阳至海口国家高速公路的主要路段，也是继杭州湾跨海大桥之后，穿越杭州湾的第二个通道。它北起嘉兴海宁，南接绍兴上虞，全长69.5公里，总投资139.8亿元。工程分为南、北接线和嘉绍大桥三个部分，其中嘉绍大桥长10.1公里，主桥全长2680 米，宽55.6米，设计为5跨428米的六塔斜拉桥，其结构为国内首创。项目全线采用双向八车道高速公路标准建设，两岸接线设计时速120公里，大桥设计时速100公里，大桥通航等级为3000吨级。

　　我公司承担了嘉绍大桥三个标段的施工任务，分别是Ⅱ标南岸水中区引桥和规划大堤引桥、Ⅲ标南侧主航道桥、Ⅻ—4-1标南侧桥墩防撞设施制作安装，合同总额约8.3亿元，为全桥技术最复杂、施工难度最大的关键性工程。

　　“与36公里长的杭州湾跨海大桥相比，嘉绍大桥的跨江距离要短很多，但由于其所处位置独特，施工难度远远超过我们的想象，比杭州湾大桥还难建。”谈起嘉绍大桥建设，吴维忠如此感叹。

　　在钱塘江上造桥，嘉绍大桥并不是第一座。但在“钱江大潮”上造桥，嘉绍大桥却是第一座。钱塘江被列为世界三大强潮区之一，嘉绍大桥就建在钱塘江流域的强潮区尖山河段，是迄今为止世界强潮区开建的唯一一座桥。

　　强潮区究竟带来怎样的难?透过一份详实的《水文、地质报告》，我们读到了令人发颤的凶险：河床宽浅，潮强流急，涌潮汹涌。最高潮差可达9米，最大流速每秒达7.5米以上，这样的流速比山洪暴发还要厉害。由于涌潮变幻无穷，导致河床变化无穷。而且，地处强潮区，台风、潮汛、洪水，同样变幻莫测。

　　如此恶劣的建桥环境，绝非国内其它桥梁所能比，这注定将是世界建桥史上的一次突破，一次挑战。曾参建杭州湾大桥的建设者，无不感慨“嘉绍大桥实在太难造了”，二航人遭遇的是前所未有的挑战。

　　打下“定海神针”

　　2009年4月5日，南岸水中区引桥主墩平台桩开始沉放，从而拉开了嘉绍大桥施工的序幕。

　　为保护钱塘江独特的自然景观，南岸水中区引桥采用了大直径超长钻孔桩的单桩独柱结构，桩基直径3.8米，最长桩基130米，取消承台设计，直接实现桩柱无过渡连接，单桩混凝土方量超过1300立方米，为目前世界上最大直径钻孔灌注桩。

　　如此超长超大桩基，平地施工尚有难度，更何况是在条件极其恶劣的强潮区?放眼世界，也无成功经验可循。当时国内适用于该桥的钻机不到10台，有专家坦言，嘉绍大桥超长超大直径的钻孔灌注桩成孔、成桩施工工艺复杂，精度要求高，需要解决的难题非常多。

　　采用单桩独柱结构，就意味着桩位的唯一性，所有桩里面只要有一根桩出现闪失，整个大桥设计就要做重新调整，压力可想而知。

　　一切都在摸索中开始，施工中第一道难题就是钢护筒的沉放问题。钢护筒的沉放质量对钻孔桩施工是否顺利至关重要，而长45米、直径4.1米、重达 130吨的钢护筒在涌潮迭起的钱塘江中央沉放，误差精度控制在毫米范围内，稳定性和精确度是最大的难题。为此，项目部反复模拟护筒工艺，仔细研究沉放护筒的每一个环节，通过设置可移动双层定位导向框，对钢护筒进行定位，大大提高了定位精度。如此大件的重物在起吊过程中要由水平状态转为空中垂直状态，起吊安全风险极大，项目部提出将45米钢护筒分成22米、23米两节沉放的施工方案，单节最大起重量75吨，用一台200吨履带吊和一台50吨汽车吊配合，成功将钢护筒在空中翻身。

　　在3.8米桩的施工过程中，项目部自我加压，提出“每根桩都是第一根桩”的施工理念。通过开展技术攻关，解决了主筋的位置固定、钢筋笼空间定位的关键性问题。为保证桩基施工质量，浇筑时采用温控、连续浇筑等一整套施工体系。

　　大方量水下混凝土灌注是一个庞大的、复杂的系统工程，一旦某个环节出了问题，将会酿成严重后果。因此，在首根桩灌注前，项目部先后对配合比、拌合生产能力等进行了层层试验，直至程序、方案等完全成熟再进行灌桩施工。

　　通过技术创新和加大设备投入，嘉绍二航人于2009年11月27日提前51天完成了标段内20根3.8米桩基施工，取得了3.8米超大直径超长钻孔桩施工的突破，创下了成孔一根桩不超过15天，沉放直径4.1米、重130吨的钢护筒不超过24小时，安装110米长的钢筋笼不超过20小时，灌注 1300立方米混凝土不超过12小时等一连串佳绩，受到了指挥部的表彰。经检测，我公司施工的20根3.8米桩全部为Ⅰ类桩。

　　浙江省公路学会、嘉绍大桥指挥部先后就3.8米超大直径钻孔桩施工、工程质量控制、标准化工地建设在我公司项目部召开现场会，将二航人的施工经验全面推广。

　　“3.8米桩基施工工法已经超出了交通运输部颁布的国家标准，是嘉绍大桥对我国桥梁桩基施工技术的创新。”2010年7月，交通运输部总工程师周海涛等专家在嘉绍大桥第二次专家组会议上，对3.8米桩施工工艺给出了高度评价，并表示将来要将这项技术创新成果申报国家科技进步奖。

　　如今，这些超长超大直径桩基，犹如一根根定海神针，牢牢固定于钱塘江的千年沉积层中，支撑起嘉绍大桥这道靓丽的彩虹。

　　征服“巨无霸”

　　嘉绍大桥钢围堰外壁直径43米，壁体高度26米，重约800吨，堪称“巨无霸”。

　　钢围堰一次性沉放水平误差不能超过5厘米，垂直误差不能超过5%。而目前，国内尚没有在如此复杂的涌潮环境下沉放如此巨大钢围堰的先例，巨无霸想安然准确入水入泥，谈何容易?

　　“稍有闪失，巨无霸照样被涌潮冲得晕头转向!”项目部常务副经理何承海一说起钢围堰沉放，一脸的凝重，“嘉绍大桥钢围堰沉放是国内桥梁施工技术上一次真正的考验，必须做到万无一失。”

　　何承海告诉记者，钢围堰沉放过程中，时机选择非常关键。国家气象局、海事局等相关部门对我国沿海港口的潮汐变化有一个标准测绘，用以指导航行、建设等。但是惟独没有嘉绍大桥施工区域的潮汐变化测绘。“不是没有测绘过，而是这里的潮汐变化实在太复杂，无法准确测绘。”有关专家无奈地说，这片区域的潮汐变化只能通过周边区域的潮汐变化来推算，推算的精准度谁也无法保证。

　　何承海至今仍清楚地记得第一个钢围堰沉放的情形。那是2010年3月的一天，Z8号墩钢围堰下沉过程中遭遇回头潮，钢围堰发生倾斜，这个巨无霸给项目部带来了巨大的考验。

　　困难面前不低头。二航人展开强涌潮水域超大直径双壁钢围堰下沉施工关键技术研究，最终花了两个多月时间纠偏成功，经第三方检测，完全满足规范要求。

　　在此后钢围堰施工中，项目部吸取经验，采取三项措施，确保钢围堰顺利下沉到位。一是改进导向装置，通过插打导向桩，使钢围堰下沉偏位不超过5毫米;二是创造性地变常规“锅底式”吸泥为“倒锅底式”吸泥工艺，大大提高了吸泥功效，缩短了钢围堰下沉时间;三是及时加配重，增加钢围堰自重，从而快速、稳定地完成钢围堰下放。

　　此外，通过采取全过程计算机控制下沉技术，随时调整围堰姿态，精确控制下沉状态，以及人员、设备的大投入，施工过程的精耕细作，从而使这些“巨无霸”在人类历史上第一次战胜了汹涌的钱塘潮，挺立潮头岿然不动，为世界强潮区的桥梁建设积累了宝贵经验，助推中国建桥技术再次登顶“珠穆朗玛”。

　　在征服巨无霸过程中，嘉绍二航人凭借过人的智慧，先后发明了钢围堰沉放控制装置、钢围堰下沉导向装置、钢围堰纠偏的水下顶推装置，铲除了一个又一个“拦路虎”，获得一个又一个国家专利。

　　“挖坑栽树”

　　在南岸跨规划大堤引桥施工中，前期采用常规方法沉放钢护筒。令人不解的是，钢护筒底口却出现了卷边、变形，钢护筒发生了偏位，下沉不到指定深度……

　　经勘察方知，相关围垦单位在进行规划大堤围垦施工时，采用了抛填石块等方法，大量石块淤积在桩位上，淤积厚度达2米，造成钢护筒沉放困难。

　　为清理抛石区的石块，项目部采用了长臂挖机、抓斗吊等设备配合人工清理。但由于抛石区石块堆积较厚、面积大，石块清理难度大、功效低。钢护筒沉放施工一度停滞，大桥建设再度受阻，嘉绍二航人焦急万分。

　　关键时刻，“浙江省能工巧匠”、工长崔红伟站了出来，他经过深思熟虑后提出“挖坑栽树法”这一钢护筒沉放新工艺。即通过振沉自主研发的桩尖加强装置，穿透石层后拔出该装置，然利用已形成的“树坑”下放钢护筒。此举大大加快了钢护筒的沉放速度，也不需要清理抛石区已有的石块，节约了施工成本。同时，采用加强的整体可移动式双层定位导向框进行定位，大大提高了抛石区钢护筒的定位精度，不容易造成偏位。该工艺简便易行，所有钢护筒顺利沉放到位，施工进度全线遥遥领先，为今后类似施工积累了宝贵经验。

　　目前，嘉绍二航人自主研发的钢护筒沉放的施工新装置已获国家发明专利。

　　与潮水争分夺秒

　　公司承建的第Ⅲ合同段共有3个主塔，钢箱梁188片，其中无索区钢箱梁42片，最大吊装重量为262吨。由于大桥所处河道宽浅、潮急流快、涌潮强烈、潮差较大，无法采用常规的大型起重船进行无索区钢箱梁安装工艺，怎么办?

　　项目部技术人员通过深入研究和自主创新，大胆提出“采用变幅式桥面吊机进行无索区钢箱梁安装”的方案。

　　“变幅式桥面吊机一次就位便可完成无索区10片分幅式钢箱梁安装，而且还可以减小桥面吊机移位和拼装次数，降低了施工风险，这样的技术在国内还是第一次实现。”项目部总工程师唐衡这样评价工程的难度，“由于特殊的水文条件，所有的变幅式桥面吊机全部通过散拼上桥，技术难度大，安全管控风险高，工期压力更大，这是其它桥梁所未曾遇到的难题。”

　　对于变幅式桥面吊机高空散拼，是“卧拼”还是“立拼”，唐衡组织相关人员召开了多次专题会，对设备性能、拼装条件、安全管控进行了深入分析和比选，最终采用“立拼”的方式，减小了“卧拼”所需要的大面积拼装平台。

　　挑战无处不在。解决了无索区钢箱梁安装难题，接下来有索区钢箱梁施工还要攻坚。由于桥位所处的钱塘江水域仅有高平潮50分钟适宜运输船驻位，也就是说，包括人员上、下船，以及船舶定位、钢箱梁连接、起吊等数十道工序都必须在50分钟内完成。否则遇上退潮，船就有可能搁浅，甚至有倾覆的危险。

　　为了在短时间内实现钢箱梁起吊，项目部自主研发了钢箱梁快速接头，变传统刚性销轴连接方式为柔性连接，单片钢箱梁连接时间由35分钟缩短至5分钟以内，大大缩短了船舶驻位时间，30分钟即可实现钢箱梁起吊离船，钢丝绳软连接装置还获得国家专利。

　　“在钢箱梁吊装过程中，我们创造了1天吊装8片梁的世界纪录。”提起钢箱梁吊装，何承海颇有些得意。

　　攻坚“X”托架

　　走近嘉绍大桥，6座高耸入云的主塔巍然挺立，它如同一把把“宝剑”直插钱塘江中，甚是雄伟。每个索塔下端，都有一个巨大的“X”型托架紧紧地抱着索塔。

　　项目副经理孙士辉介绍说，“嘉绍大桥在国内首创索塔‘X’型托架，该托架作为‘宝剑’的重要组成部分，其构造复杂，在国内外无先例可循，施工难度相当大、风险高。”

　　项目部针对“X”型托架开展了专门研究，塔柱施工同时，将托架锚固钢筋及预应力管道进行预埋，使“X”型托架与索塔异步施工，有效减小“X”型托架对关键线路的影响，极大地提高了索塔的施工效率，与索塔同步施工相比，工期提前2个月。

　　“X”型托架悬臂长、荷载大，项目部采取将托架分层分段浇筑的方法，降低了施工风险，提高了施工工效，节约了施工成本。而且分层分段浇筑，有效加强了混凝土质量控制，提高了托架的整体施工质量。

　　支架设计是整个托架施工的关键所在，托架自身悬臂长、临空高、体量大、受力复杂，对支架承载要求高，风荷载对支架稳定性影响也较大，部分立柱为倾斜钢管桩，单根桩长达40米左右，需分段进行安装，加上受桥位区四季风力影响，管桩空中定位难度大，焊缝连接质量要求高。

　　为此，项目部多次对钢管桩支架设计进行优化。为更好地模拟实际施工荷载进行支架预压，支架搭设完成后，项目部按照浇筑情况分段分层进行了堆载预压，使现场预压情况与设计更为接近，取得了有效的预压数据。

　　为加强现场施工管理，项目部编制了详尽的施工方案，并多次召开方案讨论会，不断优化技术方案。对作业人员进行了详细的技术和安全交底的同时，也对协作队伍的作业人员数量及工序衔接作了严格要求，严格监控高空作业安全，严格施工过程质量控制。尤其是索塔和托架异步施工交界面的钢筋接头处理、长束预应力钢筋波纹管分段预埋，均得到监理称赞。由于预控得力，措施到位，2011年11月14日，项目部提前完成3个主塔的“X”型托架施工。

　　第一的背后

　　在大桥建设的四年时间里，嘉绍二航人连续三年在业主立功竞赛考评中勇夺第一名，成功浇筑世界上最大直径钻孔灌注桩，成功安装世界建桥首创刚性铰装置，先后取得科技成果6项、工法6项，申报国家专利13项(其中7项已获授权)。他们还赢得了在全线第一个打下平台桩、第一个沉放钢护筒、第一个浇筑钻孔桩、第一个沉放钢围堰、第一个浇筑主墩承台、第一个浇筑 “X”型托架、第一个实现主塔封顶、安装全桥主跨第一片钢箱梁等20多项第一，成为嘉绍大桥建设的“引路人”和“领跑者”。

　　二航人何以取得如此佳绩?

　　项目副经理王力告诉记者，自2009年工程开工以来，项目部以“打造百年精品”为目标，对质量管理“零容忍”，健全质量管理体系，严格过程控制，全面执行“工程首件制”，广泛开展质量创优活动，全力把好原材料质量关，所施工的178根桩基全部为Ⅰ类桩，多个单项工程被业主评为样板工程，项目部被指挥部授予“嘉绍建桥标杆”。

　　“嘉绍大桥施工环境复杂，项目部共投入24副挂篮、12台桥面吊机、6万余吨临时措施用钢，安全生产形势严峻，我们对待安全工作始终是战战兢兢、如履薄冰，对安全管理‘严’字当头。通过贯彻落实安全管理体系，强化安全宣传教育，严格现场管控，加强安全专项整治、安全隐患排查、安全评估检查、安全奖罚力度，提升了安全管理水平，确保了生产安全。项目部还被授予‘浙江省公路水运工程平安工地建设示范工地’称号。”分管安全的项目部副经理周新华如是说。

　　在抓好安全和质量的同时，项目部高度重视标准化工地建设，做到了设施建设标准化、施工操作规范化、工程质量优质化、建设生产安全化，从100多家施工单位中脱颖而出，连续两年荣获浙江省高速公路建设工程标准化工地建设优秀项目部。

　　何承海坦言，项目在最困难时刻，党组织发挥了重要作用。提起项目党建，项目书记周桥的体会是，必须融入生产、服务生产、促进生产。据介绍，项目党支部先后开展了“高扬党旗，建功嘉绍”、“齐心协力共建嘉绍大桥，创先争优塑造精品工程”等主题活动，深入开展了“六个一”学习活动、“每周两小时学习”活动，创建了“党员示范岗”，树立了“一名党员就是一面旗帜”，确保了“党员身边无事故”，达到了“建设精品工程，创建平安工程，深化党建工程，落实人才工程”的目标。工长吉友明说，2012年6月，项目副经理王力的妻子住院手术，当时正赶上安装桥面吊机，关键时刻，身为党员的王力毅然选择了坚守工作岗位，直至其妻子出院，他也没顾得上回去探望。

　　倡导人性化管理，项目党支部从生活小事做起，从满足员工心理需求做起，在有限的条件下，着力提高员工的幸福指数，构建温暖、和谐、幸福的家园。通过开展立功竞赛活动，比质量、比安全、比进度、比科技创新、比文明施工、比廉洁，充分调动了全员施工生产热情，破解了一个又一个难题，施工生产捷报频传。

　　在业主主办的一期报纸上，记者看到了王力写的《心中有彩虹》一文，其中这样写道：“经过杭州湾大桥的锻炼，经过金塘大桥的洗礼，我本以为，曾经沧海，何惧之有。然而，事与愿违，嘉绍大桥有着太多的迷惑，难以预料。江水滔滔，泥沙翻滚，今日这儿聚成沙丘，明日那儿露出浅滩，水流无踪，沙聚无形，苍茫天地，变化无穷。自然的力量，排山倒海，非人力所能比，‘天行健，君子以自强不息’。众志成城，就能聚成撼天的能量。”

　　的确，四年来，嘉绍二航人无时不在闯关。一关接着一关，一关险于一关，是其它项目难以相比的。周桥说：“无论水上施工还是水下施工，都隐含着无法预料的风险。”令人引以为豪的是，嘉绍二航人战胜了前进道路上的道道难关，化解了施工过程中的道道风险，他们飞跃天堑，迎来彩虹飞架，打破了在强涌潮地区不能造桥的历史。他们用实际行动，向国人再次证实了二航局是中国桥梁建设当之无愧的领跑者。