浙江甬舟鐵路建設(shè)者探索跨海工程技術(shù)創(chuàng)新——
修隧架橋 穿山越海(工匠絕活)
浙江寧波至舟山鐵路(以下簡稱“甬舟鐵路”)是目前越海橋隧工程技術(shù)難度最大的鐵路工程之一，新建線路全長70.137公里，建設(shè)工期6年。今年5月，甬舟鐵路海底隧道開始掘進(jìn)。日前，本報(bào)記者走進(jìn)工程現(xiàn)場，探大國重器如何“穿山越海”，看工程團(tuán)隊(duì)有何“絕活”。
——編 者
設(shè) 計(jì)
因地制宜，擬定“一隧三橋”方案
在非山即海之地修鐵路有多難？作為甬舟鐵路總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院工程師程小平最有感觸。
程小平自2011年進(jìn)入勘察設(shè)計(jì)院工作后，參與過很多鐵路工程建設(shè)。他說，甬舟鐵路是他“碰到過的難度最大的項(xiàng)目”。
他向記者列舉了幾個(gè)數(shù)據(jù)——大中橋梁36座，隧道17座，橋隧比超過90%，跨海水域段長達(dá)10余公里……以寧波舟山港最繁忙的運(yùn)輸通道之一金塘水道為例，“如果采用橋梁跨越，會大大降低其通航能力，對既有的海上運(yùn)輸產(chǎn)生很大影響。”程小平說，最終，團(tuán)隊(duì)選擇了修建隧道，但由于地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道上方海運(yùn)繁忙，隧道設(shè)計(jì)面臨“大斷面、高水壓、長掘進(jìn)、強(qiáng)腐蝕”等一系列技術(shù)難題。
設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)因地制宜，決定在西堠門、桃夭門、富翅門水道采用公鐵兩用橋方案“上跨”，在金塘水道采用隧道方案“下穿”，甬舟鐵路最具標(biāo)志性的“一隧三橋”方案由此形成。
程小平說，甬舟鐵路2009年便啟動研究工作，“某個(gè)區(qū)域線路怎么走，選擇修橋還是修隧道，隧道采用多大的洞徑，橋梁采用多大的跨度……要考慮的問題非常多，涉及的部門也很多。”
2018年春節(jié)前夕，項(xiàng)目進(jìn)入關(guān)鍵階段，擺在眼前的難題是能否實(shí)現(xiàn)公鐵合建。那段時(shí)間，程小平帶領(lǐng)大家將舟山、寧波乃至整個(gè)浙江省的通道規(guī)劃都做了梳理?！皬馁Y源調(diào)配、投資規(guī)模等方面綜合研判，我們最終確定了公鐵合建方案?！背绦∑秸f。
終于，2020年12月22日，隨著舟山市冊子島上挖掘機(jī)鏟下第一斗土，甬舟鐵路正式開工。
剛開工時(shí)，程小平每天都守在施工現(xiàn)場?！笆┕し桨冈诂F(xiàn)場確認(rèn)后才能落地執(zhí)行，還會遇到一些突發(fā)情況?！彼f，“從鐵路開工，到最終竣工驗(yàn)收通車，我們?nèi)膛浜?，隨叫隨到?！?/p>
修 隧
分頭作業(yè)，完成高難度盾構(gòu)機(jī)組裝
4月18日，在寧波金塘海底隧道施工現(xiàn)場，隨著一聲令下，一臺起重能力800噸和一臺起重能力400噸的履帶吊同時(shí)啟動，將重達(dá)460噸的“甬舟號”盾構(gòu)機(jī)刀盤緩緩抬離地面。
金塘海底隧道寧波段施工項(xiàng)目青年突擊隊(duì)隊(duì)長、中鐵十四局甬舟鐵路二工區(qū)員工董冰回憶：“最難的就是盾構(gòu)機(jī)下井組裝。井口深達(dá)58米，是目前國內(nèi)最深的大直徑盾構(gòu)始發(fā)工作井，吊裝難度大，耗時(shí)也長?！?/p>
那段時(shí)間，董冰與遠(yuǎn)在湖南長沙協(xié)調(diào)發(fā)貨的盾構(gòu)工區(qū)經(jīng)理趙大彬每天保持通話，前后為寧波發(fā)來了103車次盾構(gòu)部件?！芭_車屬于超寬部件，白天無法上路，我們就在凌晨運(yùn)輸；路面不夠?qū)?，我們就墊鋼板——想盡一切辦法保證盾構(gòu)組裝工期?！?/p>
作為盾構(gòu)機(jī)最大單體部件的刀盤，“甬舟號”盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑14.57米，吊裝下井時(shí)與井壁最近距離不足3米，稍有不慎就有可能撞上井壁。董冰和現(xiàn)場組裝團(tuán)隊(duì)定制吊繩和卷揚(yáng)機(jī)，經(jīng)過7次模擬，分析刀盤吊裝周邊環(huán)境及現(xiàn)場布置等因素，合理設(shè)置履帶吊站位，地面作業(yè)人員和井下40余名作業(yè)人員緊密配合，實(shí)現(xiàn)了刀盤與主驅(qū)動的精準(zhǔn)對接?！捌稹薄胺怼薄奥洹薄罱K，刀盤與盾體精準(zhǔn)合體。幾個(gè)動作就花費(fèi)了團(tuán)隊(duì)一上午的工夫。
另一頭，在吊裝司索隊(duì)長、中鐵十一局甬舟鐵路三工區(qū)員工黃奎的指揮下，現(xiàn)場36名作業(yè)人員相互配合，800噸履帶吊與400噸履帶吊默契協(xié)作，使位于舟山的“定海號”盾構(gòu)機(jī)刀盤成功下井，與井下的盾構(gòu)機(jī)主機(jī)精準(zhǔn)合體。
經(jīng)過調(diào)試，5月16日，“甬舟號”和“定海號”分別從寧波和舟山兩側(cè)始發(fā)，它們將穿越金塘海底水域，最終會合。
架 橋
創(chuàng)新技術(shù)，爭分奪秒解決施工難題
3月2日凌晨3點(diǎn)30分，在1艘主拖船和5艘輔拖船共同拖帶下，歷時(shí)19個(gè)小時(shí)，作為甬舟鐵路4號主塔建設(shè)基礎(chǔ)的設(shè)置沉井，最終到達(dá)西堠門公鐵大橋4號墩墩位處，這個(gè)重達(dá)萬噸的龐然大物，順利走完了它的海上航程。
沉井施工是大橋施工中的一項(xiàng)工藝，技術(shù)人員把像井一樣的巨大空心裝置放入水中后，灌注水泥，依靠自重成為橋墩基礎(chǔ)。
經(jīng)過45天緊張纜繩錨定和6次注水下沉，4月16日，鋼沉井順利著床，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。在工程現(xiàn)場，該項(xiàng)目技術(shù)員、中鐵四局甬舟鐵路四工區(qū)員工楊嘉毅懸著的心總算落了地。“只要鋼沉井沉放就位了，后續(xù)4號主塔承臺與墩身的建設(shè)進(jìn)度就能加快了。”楊嘉毅滿懷期待。
楊嘉毅介紹，西堠門公鐵兩用大橋采用的設(shè)置沉井比較特殊，“預(yù)先通過水下爆破，開挖形成基槽，再將船塢內(nèi)預(yù)制好的沉井浮運(yùn)到位、下沉安放至基槽內(nèi)，具有整體剛度大、海上作業(yè)時(shí)間短、施工效率高等優(yōu)勢。”
其中最大的挑戰(zhàn)，是把船塢內(nèi)制造好的鋼沉井順利浮運(yùn)到位、精準(zhǔn)下沉?！拔覀兎治龊Ｑ蟓h(huán)境、航行控制點(diǎn)、吃水深度等因素，采用圓形沉井截面，這種嵌入式設(shè)置沉井技術(shù)，在海上拖拉浮運(yùn)這么大噸位、這么長距離的鋼沉井，還是全球首次……”楊嘉毅說。
沿西堠門公鐵兩用大橋所跨越的航道向上游走，繞過冊子島，桃夭門公鐵兩用大橋項(xiàng)目施工現(xiàn)場也建設(shè)正忙……該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、中鐵大橋工程局集團(tuán)甬舟鐵路五工區(qū)員工朱林達(dá)剛從5號墩位查看完地形，就趕忙回到項(xiàng)目駐地。
“在常規(guī)海域，鋼管樁直接插到覆蓋層中就能滿足承載力要求，但桃夭門水道海床無覆蓋層，是深水傾斜裸巖?！敝炝诌_(dá)說，要在巖石上快速建立可抵抗臺風(fēng)的作業(yè)平臺，對鉆孔平臺搭設(shè)工藝和抗臺風(fēng)措施的要求更高。他幾乎每天都在現(xiàn)場緊盯施工情況，準(zhǔn)備了各種應(yīng)對突發(fā)情況的預(yù)案。最終，僅用時(shí)85天，團(tuán)隊(duì)就完成了5600平方米的平臺搭設(shè)，節(jié)省了兩個(gè)月的工期。
眼下，甬舟鐵路全線“一隧三橋”四大重點(diǎn)工程全部進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)施工階段，而這群大國工匠的“絕活”還在繼續(xù)上演……
延伸閱讀
“一隧三橋”建設(shè)創(chuàng)造多項(xiàng)紀(jì)錄
連接浙江寧波至舟山的甬舟鐵路是國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中的重大項(xiàng)目，新建線路全長70.137公里，建設(shè)工期6年，中途跨越東海海域。
該項(xiàng)目以“一隧三橋”為全線重點(diǎn)工程和最大亮點(diǎn)，即在西堠門水道、桃夭門水道、富翅門水道采用公鐵兩用大橋方案上跨，在金塘水道采用隧道方案下穿，創(chuàng)下多個(gè)“全國第一”“全球第一”，展現(xiàn)出高超的盾構(gòu)技術(shù)、造橋技術(shù)和裝備水平。
其中，金塘海底隧道建成后將成為世界上最長的海底高鐵隧道，西堠門大橋是在建的世界最大跨度公鐵合建橋梁和世界最寬跨海大橋。(人民日報(bào) 記者 竇瀚洋)