工程概况
中交一航局先后参与深中通道S01、S02、S09标建设,其中:
1.S01标为承建西人工岛海中大圆筒制作与安装工程,2017年2月开工、12月完工。
2.S02标包括岛内回填、岛外挤密砂桩施工、岛内软土地基处理、岛体止水(高压旋喷桩)、岛壁结构及防护(临时管袋围堰)、救援码头以及工程建设营地施工等,2017年9月开工、总工期7年。
3.S09标由一航局牵头,与广航局、四航局组成联合体,主要包括:沉管隧道全线的基槽开挖及维护清淤、钢壳沉管E1~E22管节舾装及浮运安装和最终接头的施工以及西人工岛岛上隧道、岛桥结合部非通航孔桥、岛上建筑等施工,总工期为64个月。
岛隧工程是深中通道关键控制性工程之一,沉管隧道总长5035米,标准管节长度165米、排水量约8万吨。岛隧工程能否按期完工,将决定深中通道是否能够按时通车。
工程亮点
1.首次采用十二锤联动的振沉方式,完善了由我国首创的“钢圆筒围堰快速成岛”技术,为成岛技术贡献了成熟的“中国方案”。
2.首次大规模在水工建设中采用DCM深层混凝土搅拌、高压旋喷桩施工工艺,开创了中国水工建设的新纪元,丰富了人工岛建设的工艺工法,引领了新潮流。
3.设计为双向八车道的巨型沉管外部包裹钢壳,是我国首例钢壳包裹的沉管隧道,也是世界最长最宽的钢壳沉管隧道。
4.自主研发世界首艘自航式沉管运输安装一体船,是世界上第一条集沉管浮运安装于一身、具有DP定位和循迹功能的专用船舶,经济与社会效益巨大。
5.世界上首次将北斗卫星定位系统引入海底沉管隧道施工领域,可有效解决信号失锁难题,系统稳定性和安全性更有保障,且成本大为降低。
6.监控全部采用信息化、自动化手段,可全方位收集施工过程中的各项数据参数,为我国岛、隧、桥提供了可靠的新标准参数,正在形成具有中国特色的桥、岛、隧施工标准。
工程难点及解决方案
1.岛上现浇隧道施工:结构体量大,其中仅CW1段钢筋用量就达2000吨;钢端壳安装体量大,宽度46米,高10.7米,焊接精度高,每延米误差不得超过1毫米;大体积混凝土控裂要求高,受混凝土内外温差的影响,控裂难度极大。
岛头钢圆筒拆除施工:钢圆筒内回填砂开挖、块石夯平、导流堤等施工互相干扰,交叉作业严重;钢圆筒直径为28米,拆除重量、体量大;受台风期等恶劣天气影响,安全风险较大。
解决措施:一航局深中通道项目部引入智能化钢筋下料系统,用BIM技术进行钢筋碰撞演示等,提高下料的精准度;创新模板工艺,首次采用墙体与底板一体浇注工艺,研发智能温控系统,对拌和站制冰系统、自动喷水系统进行监控,提升工程建设智能化水平。
2.沉管隧道基础:开挖标准远高于一般疏浚工程,碎石垫层整平精度和管节安装精度要求高;测控精度高难度大,水上测量平台施工控制点受风浪流的影响大,建立准确平面控制基准难度大,长距离跨海高程传递难度大;深水长距离条件的沉管水下定位测控难度大,贯通测量精度要求高。
解决措施:研发建造世界最大、最先进的自升式碎石铺设整平船“一航津平2”,用“大国重器”服务“超级工程”。该船集基准定位、石料输送、高精度铺设整平、质量检测验收功能于一体。在实际作业中,相当于“海底铺路机”,最大作业水深40米,3至4天可完成单个标准管节基床铺设,精度控制在正负40毫米以内,可以解决海底回淤量大的难题,保障沉管快速安装。
3.沉管浮运安装,施工区水文气象条件复杂,作业窗口少;水流和航运条件复杂,航道受限,浮运难度大:一是浮运距离长,达50公里,风险管控难度大;二是地质条件复杂,E1-E2管节、E14-E22管节属于浅水区,水深只有4米,一般船舶无法进入,需定制专用船舶。
解决措施:建造世界首艘具有自航能力的浮运安装一体船。该船集沉管浮运、定位、沉放和安装等功能于一体,是当今世界安装能力最大、沉放精度最高、施工作业最高效、性能最先进的专业沉管施工船舶。可在无需其它船舶协助的情况下,严格按照设定宽度在长距离航道里循迹航行,大大缩短沉管浮运和航道封航时间,减少随行辅助船舶,实现外海沉管快速精准对接。
4.安全管理难度大:DCM船、大型起重船、皮带船、各类驳船等现场施工船舶种类多、数量大,施工水域紧邻航道,过往船舶多;施工过程贯穿多个台风期,综合管控风险大;全水上离岸施工,孤岛作业,风、浪、流对施工影响较大,安全风险高。
解决措施:落实危险作业自动化减人、机械化换人,落实安全“双标”管理,建设现代化培训教育基地、基于BIM的现代化安全信息管理平台和通航安全管理系统。
(文章来源:施工企业管理杂志社2021年2月5日)