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隨著最后一方土被精準地裝入吊斗,天子山大橋湖中承臺基坑開挖作業正式收官。只見圍堰底部露出一道堅硬的防滲“毯”,整個開挖過程始終處于一個干燥、安全的作業環境。為避免橋梁施工對湖北第二大湖梁子湖造成生態污染,項目打破常規實施技術創新,取得了環保、經濟雙重效益。
中南局承建天子山大橋全長1812米,是世界最大跨度中承式多連拱橋,位于國家級水產種質資源保護區的核心地帶,環保要求極高。“我們在大橋承臺基坑施工時,就遇上了生態保護的難題。”項目經理趙玉虎介紹說。
傳統的水中承臺施工需要在圍堰施工完成后進行水下封底混凝土施工,進而阻斷圍堰內外的水流通路,為基坑開挖提供安全干燥的施工區域。然而,傳統封底技術需在抽水前就將土挖出,土和水混合在一起,只能采用抽砂清淤的方式排放到湖里或者拉走,再加上大體積土方開挖、水下混凝土的澆筑過程中,水泥成分和外加劑等化學物質的擴散,會加大對湖床深層地質的擾動,并嚴重影響水生物的生存環境。項目多次推演,發現傳統的鋼圍堰封底施工技術在這片敏感的水域難以實現。
必須盡快找到鋼圍堰封底的解決方案,否則總體施工進展將受到巨大影響。今年3月的一次技術研討會上,最新鉆探數據讓團隊看到了突破口——大橋北岸基底是滲水很慢的粘土層,南岸基底更是幾乎不透水的堅硬巖層,憑借20多年的施工技術經驗,趙玉虎提出一個創新設想:“鋼圍堰水下封底混凝土原設計厚達兩米,為避免大體積的土方開挖和混凝土澆筑對水體的污染,是否可以將水下封底混凝土替換成一種環保且經濟的工藝,在這滲水較小的地質環境中,同樣形成安全干燥的施工環境呢?”
隨后的兩個多月里,項目團隊對照地質資料反復論證,在通過巖土滲透試驗和水泥加固試驗后,一個替代方案產生了:用旋噴加固技術,在湖底“編織”一道堅固的防滲“毯”,代替傳統的封底混凝土。最終,經參建各方和外部專家論證后,這項“鋼圍堰無封底開挖”技術方案正式成立。建設團隊在鋼圍堰插打完成后,用特制浮船平臺承載旋噴鉆機在圍堰內進行旋噴施工,代替封底混凝土。
這項技術的核心,是通過旋噴加固在鋼圍堰底部形成連續的防滲屏障。將鋼板樁振動沉入湖底形成圍堰,再用高壓旋噴鉆機在浮船上按設定的技術參數進行旋噴作業。“這些旋噴樁按方案要求的梅花形布置,相鄰樁相互重疊,從承臺底一直打到巖層,形成密閉的防滲屏障。”待旋噴樁強度夠了,把圍堰里的水抽干,就能在干燥環境里施工。
相比傳統工藝,“鋼圍堰無封底開挖”技術的優勢很快顯現。旋噴樁在圍堰內施工避免了水體污染,穩定的氣壓控制讓漿液均勻擴散。實現對生態的影響降到了最低,施工期水質監測顯示,圍堰周邊水體懸浮物濃度始終控制在標準內,并且省去了傳統封底需要的抽砂、清淤、混凝土澆筑等繁瑣步驟,工期直接壓縮了近三成,土方開挖和外運量也砍了大半。
目前,天子山大橋主橋六座承臺基坑已順利開挖,而梁子湖水依舊揣著滿眶綠意。通過精準控制每米樁的水泥用量,既保證了防滲墻的質量,又沒讓材料多糟踐一分,天子山大橋項目“鋼圍堰無封底開挖”的技術創新,既算出來一筆明白賬,也給生態交出良心卷。作者:楊景元 龐楊
責任編輯:李景鑫
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