隨著(zhù)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(kāi)挖作業(yè)正式收官。只見(jiàn)圍堰底部露出一道堅硬的防滲“毯”,整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程始終處于一個(gè)干燥、安全的作業(yè)環(huán)境。為避免橋梁施工對湖北第二大湖梁子湖造成生態(tài)污染,項目打破常規實(shí)施技術(shù)創(chuàng )新,取得了環(huán)保、經(jīng)濟雙重效益。

中南局承建天子山大橋全長(cháng)1812米,是世界最大跨度中承式多連拱橋,位于國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區的核心地帶,環(huán)保要求極高。“我們在大橋承臺基坑施工時(shí),就遇上了生態(tài)保護的難題。”項目經(jīng)理趙玉虎介紹說(shuō)。
傳統的水中承臺施工需要在圍堰施工完成后進(jìn)行水下封底混凝土施工,進(jìn)而阻斷圍堰內外的水流通路,為基坑開(kāi)挖提供安全干燥的施工區域。然而,傳統封底技術(shù)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(kāi)挖、水下混凝土的澆筑過(guò)程中,水泥成分和外加劑等化學(xué)物質(zhì)的擴散,會(huì )加大對湖床深層地質(zhì)的擾動(dòng),并嚴重影響水生物的生存環(huán)境。項目多次推演,發(fā)現傳統的鋼圍堰封底施工技術(shù)在這片敏感的水域難以實(shí)現。

必須盡快找到鋼圍堰封底的解決方案,否則總體施工進(jìn)展將受到巨大影響。今年3月的一次技術(shù)研討會(huì )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(shù)經(jīng)驗,趙玉虎提出一個(gè)創(chuàng )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(kāi)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(huán)保且經(jīng)濟的工藝,在這滲水較小的地質(zhì)環(huán)境中,同樣形成安全干燥的施工環(huán)境呢?”
隨后的兩個(gè)多月里,項目團隊對照地質(zhì)資料反復論證,在通過(guò)巖土滲透試驗和水泥加固試驗后,一個(gè)替代方案產(chǎn)生了:用旋噴加固技術(shù),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(jīng)參建各方和外部專(zhuān)家論證后,這項“鋼圍堰無(wú)封底開(kāi)挖”技術(shù)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(jìn)行旋噴施工,代替封底混凝土。

這項技術(shù)的核心,是通過(guò)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(dòng)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(shù)參數進(jìn)行旋噴作業(yè)。“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(huán)境里施工。
相比傳統工藝,“鋼圍堰無(wú)封底開(kāi)挖”技術(shù)的優(yōu)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(shí)現對生態(tài)的影響降到了最低,施工期水質(zhì)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(kāi)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(kāi)挖,而梁子湖水依舊揣著(zhù)滿(mǎn)眶綠意。通過(guò)精準控制每米樁的水泥用量,既保證了防滲墻的質(zhì)量,又沒(méi)讓材料多糟踐一分,天子山大橋項目“鋼圍堰無(wú)封底開(kāi)挖”的技術(shù)創(chuàng )新,既算出來(lái)一筆明白賬,也給生態(tài)交出良心卷。作者:楊景元 龐楊