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“兄弟栈桥”斗“洪魔”
近日,随着2号索塔第13节段钢梁吊装完成,由中交二航局承建的泸州市榕山长江大桥2号索塔钢梁吊装过半,为2024年全桥合龙奠定坚实基础。
项目负责人王鹏感叹道:“大桥的顺利推进,离不开临时栈桥两年多来始终如一的抗压抗洪能力,顶住一波又一波洪水和漂浮物来袭,我们的栈桥都可以当一座真正的桥用了。”
榕山长江大桥位于四川省合江县境内,总长1505米,桥宽24.5米,其中主桥长1055米,为高低塔双索面叠合梁斜拉桥。作为国家《长江经济带综合立体交通走廊规划》重大基础设施项目,也是四川“渡改桥”项目之一。大桥建成后,当地将撤消榕山、莲石滩2座渡口,彻底消除渡运安全隐患,破解群众出行难题。
2020年底,项目进场初期就遇到大难题,大桥2号主墩位于接近江心的位置,距离南岸岸边约280米。要建设主墩,就必须搭设钢栈桥作为岸上到主墩的施工通道,否则大型设备物资就无法到达现场。
在枯水期,2号主墩与3号辅助墩之间有一小岛露出江面,将长江分出一汊河流,小岛南侧的汊河河床地质多为裸岩,强度普遍超过70兆帕,北侧2号主墩处多为深厚砂卵石覆盖层,最大覆盖层厚度超10米。
这里水势凶猛,仅在枯水期水流速度就达3米每秒,汛期则能达到6米每秒。枯水期和汛期水位差超17米,如此大流速大落差施工水情在国内极为少见。江面还会出现众多漂浮物堆积,在汛期将对栈桥形成巨大安全风险。
“如何在枯水期加快推进栈桥的施工,迫在眉睫。”王鹏说,“但是常规栈桥一般是采用板凳桩支承于河床表面,在这种裸岩地质,超大流速、高水位差工况下很难扛得住汛期洪水,很有可能被冲垮。”
一时间,项目团队陷入焦灼。“必须想法把钢管桩深扎到岩石中,然后还要尽量减少水中钢管桩的数量,以利于漂浮物通过。”项目技术负责人唐栋梁说。为此,项目部经过深入研究,对比栈桥类型,设计出一种新型锚桩大跨结构栈桥,设置了锚桩将钢管锚入河床。
“要想把锚桩嵌入岩石,直接插打钢管很难进入岩层,必须进行引孔,就是先用设备将地面挖开一定深度的孔洞,然后再进行打桩。”唐栋梁介绍说。
然而,用机械设备引孔也需要一个平台,同时这个平台要以最短时间建成,并能兼顾作为2号墩基础施工的临时通道,否则要等锚桩栈桥施工完成,再启动2号墩基础施工,将大大影响项目整体施工进度。
2021年1月,经反复勘查,项目部首次提出采用矮栈桥(板凳桩结构)搭设高栈桥(锚固桩结构)锚桩的施工方法。即利用枯水期水位低的空隙,采用常规板凳桩形式临时支承于河床,无需锚固和引孔,利用其施工速度快的特点,先修建矮栈桥。矮栈桥可作为高栈桥施工平台和2号主墩基础施工临时通道,待高栈桥形成后、洪水来临前再对矮栈桥予以拆除,起到“一石二鸟”的效果。
就这样,专为汛期洪水定制的高矮“兄弟栈桥”方案应运而生。
战晴天、斗雨天,王鹏带领着众多建设者与江水赛跑,历经15天日夜鏖战,终于完成145米高矮栈桥的搭设,为2号主墩桩基施工开辟了新通道。可关键难点是高栈桥的搭设,桥区河床存在大量孤石、凸石,在倾斜岩面及孤凸石条件下搭设钻孔钢平台本身自稳性差,加之沟槽中砂卵石在钻孔过程中存在塌孔风险,极易导致平台倾覆以及桥位区汛期度汛风险大的问题。
滚滚长江如万马奔腾,令人胆战心惊。技术人员通过旋挖钻引孔,在引孔内灌注水下混凝土并插入钢管桩,将钢管桩锚入河床一定深度以提供抗拔力,管内灌注混凝土填芯形成刚度极大的钢管混凝土桩,极大降低了栈桥钢管根部应力。340米长的高栈桥每两组钢管桩之间设置为15米的大间距,解决了在大流速、高水位及大悬臂状态下,江面漂浮物多、钢栈桥结构极易失稳问题。
方案有了,可正真干起来一点也不容易。现场协调会上,班组长唐波抱怨道:“冬季施工这儿经常下起濛濛细雨,江面上风又大,加上地质条件较差,钢管桩引孔施工时,极易坍塌,引孔也难以到达岩层。”
王鹏鼓励大家:“我们不可能主体工程都还没干就被一座栈桥吓住,就是一点点啃也要把栈桥啃出来!”
为加快施工,建设者们采用一种底部带有截齿,可随旋挖钻及时跟进、接长及拔除的护套管,将其安装在旋挖钻上,施工非常方便,能够较好防止钻孔中卵石层坍塌。
2021年5月初,项目部终于完成高栈桥关键结构施工,化部分江上施工为半陆地施工,化高空作业为地面作业,大大降低了安全风险。而矮栈桥也完成使命,于当年5月底汛期来临前拆除。
从2021年5月到2023年11月,高栈桥历经3个洪水期,经受住凶猛无比的长江水的考验。项目同事们打趣地说:“矮栈桥就像哥哥,甘当登云梯,辅助弟弟高栈桥完成搭设后就功成身退了。”
近年来,长江及其支流四川段桥梁施工栈桥被洪水冲垮事件时有发生,多由于栈桥设计时其基础不牢抗洪能力不足造成。唐栋梁说:“榕山长江大桥栈桥设计施工方法,能很好解决山区河流在大流速、高水头及大悬臂下的度洪安全问题,具有较好应用和推广前景。”(张青龙、唐栋梁)