强潮海区的“极限挑战”——温州瓯江北口大桥工程中塔沉井基础顺利封底

2019年11月5日，历时1000多个日夜，温州瓯江北口大桥工程中塔沉井根蒂顺利封底，这标记着全国首例陪伴台风期影响的强潮河口深挚淤泥质黏地盘层超大型沉井施工取得要害性的胜利。

（原文来自久久自媒体）

瓯江北口大桥中塔沉井被喻为大桥的“定海神针”，是施工难度最高、工艺最复杂的要害部门，是我国首次在台风影响区域的强潮河口深挚淤泥质黏地盘层中建筑超大型沉井根蒂，尚无先例可循。经由前期的精心经营、科研攻关、勇敢索求，以及一系列施工工艺与工法的改善，沉井施工过程实现了万吨级下水、千里级浮运、厘米级定位、毫米级接高、高尺度姿态终沉等系列创举，填补典型海区情况超大型水中沉井根蒂施工的空白，为我国跨海通道根蒂扶植储蓄了贵重经验。 （原文来自www.jj00.com）

立异设计软地盘层全钢壳混凝土构造 （原文来自久久自媒体）

温州瓯江北口大桥中塔沉井位于瓯江北汊水域，下覆40余米深挚淤泥及淤泥质黏土。设计阶段，经由大量的钻孔勘探、静力触探、物探等多种勘探手段，探究桥址区土体地质特征。面临高活络度和高触变性的勘探究竟，设计单元单子在充裕调研国内已建和在建水中沉井的根蒂上，武断在软地盘层中采用全钢壳混凝土构造，并首次将Q345品级钢材作为钢壳沉井主体材料，为沉井下沉过程中的姿态掌握和主体构造平安奠基了坚韧根蒂。

沉井下沉过程中，钢壳沉井构造全过程供应了精巧的水中功课..。同时行使在钢壳沉井井壁灌水、抽水的施工工艺，实现了姿态纠偏时的精准配重调整，对沉井下沉过程起到了较好的姿态调控感化。此外，在沉井快速下沉的过程中，沉井主体构造可以完全适应沉井在深挚淤泥质黏地盘层中的下沉特征，构造应力、应变监控数据均较好知足了各项指标的要求。

沉井下沉过程充裕验证了前瞻性设计的合理性，对于构造材质品级的合理提拔，深挚软地盘层的全钢壳混凝土构造设计理念，为后续超大型沉井根蒂设计供应了精巧的借鉴。

跨行借鉴万吨沉井下水浮运新创举

钢壳沉井下水，是沉井施工第一个要害性掌握节点，也是一个“开弓没有回头箭”的过程，对方案实施的成功率要求极高。温州瓯江北口大桥中塔钢壳沉井平面为圆角矩形，长66米，宽55米，圆角半径7米，高度59米，重1.8万吨。首节下水钢壳沉井重量超1万吨，远超此前气囊法、浮吊法钢壳沉井最大下水重量。

施工单元单子经由多次的方案钻研和论证剖析，最终决意借鉴船舶滑道下水手艺，挑战万吨级钢壳下水难题。在完成国内大型船坞普遍调研工作后，最终选择了在江苏南通韩通船坞进行钢壳加工制造，并在船台长进行首节下水钢壳沉井组拼工作。历时73天，在船..成180块单元块组拼后，钢壳沉井高27.5米，重1.06万吨。2017年5月16日凌晨4点30分，北口大桥中塔钢壳沉井沿滑道徐徐滑入长江航道，下水过程历时36秒，沉井下滑平稳水平远超气囊法下水工艺，完成“万吨级”下水创举。

钢壳沉井制造场地位于江苏南通，距离桥址区约600余公里，若何实现万吨级钢壳沉井的远距离浮运，是摆在扶植者眼前的第二道难题。依然是在船舶范畴，大型半潜驳船让难题水到渠成。船主189.60米、型长180米、型宽47米、型深7米、空载吃水3.5米、排水量29000吨的“汉拿山”号轻松承载起万余吨的超大型钢壳沉井，沿近海航路，历时70余小时顺利达到温州圆屿锚地，完成“千里级”浮运创举。

北口大桥中塔钢壳沉井滑道法下水，半潜驳式浮运，不只刷新了沉井下水重量及浮运距离的记载，更为主要的是，进一步鞭策了超大型钢壳沉井工场化制造的历程。经由行使成熟的造船财富工场、滑道下水手艺，和大型运输船舶设备，系统性解决了超大型钢壳沉井加工制造和下水浮运问题，为后续雷同工程的施工储蓄了贵重经验。

精准着床平稳渡台沉井施工新标杆

瓯江北口大桥桥址区距离入海口仅2公里，属正规半日潮河口，日平均潮差4.5米，最大退潮水速2.8米/秒，涨潮水速2.0米/秒。为应对来去流强潮河口定位着床难题，北口大桥中塔沉井采用了“锚墩..+重力锚”定位系统，由上粗俗锚墩、8个900吨重力锚，以及拉缆系统和收缆系统构成。2017年6月21日，在完成正确调索预备的前提下，行使短暂的高平潮期，经由敏捷向沉井井壁隔舱灌水，辅助实时几许姿态监控数据，实现沉井快速精准着床，底口中心偏移量小于5‰，树立精准着床新标杆。

桥址区位于浙江东南沿海，是台风严重影响区域，年平均受台风影响2.5次。沉井着床后便进入台风期，采用何种办法应对最大风力或者达到17级以上台风的影响，是中塔沉井施工面临的第三道难题。经由出水坝、挂板桩、抓力锚、孔内挂桩、抛石防护等多种方案的频频研究和比选，最终选择了在沉井四周20米局限内进行抛石防护的方案。抛石防护方案，前期为沉井抗击台风影响供应了有效保障，后期有效约束了沉井下沉姿态，必然水平上辅助了下沉通道的形成。

在面临强潮河口复杂的水文地质情况下，中塔的钢壳沉井接高工作展示了水中精准施工的新高度。水中钢壳沉井接高工作，每个36块构成的节段，被在工场分成三大块，由1200吨浮吊在现场整体安装。59米钢壳沉井接高完成，长边误差-16毫米，宽边误差-14毫米，对接边误差-18毫米，成功实现“毫米级”接高工作。

科学研究开发下沉剖析新肌理

沉井下沉施工，在每一种分歧的地质工况中，均会示意出分歧的下沉特征。对于超大型沉井根蒂在深挚淤泥及淤泥质黏地盘层中的下沉特征，在项目实施之前，一切都是未知数。面临高活络度和高触变性的软地盘层，扶植团队对最晦气下沉工况进行了一遍遍的演算和剖析。当2017年11月26日、12月1日、12月6日沉井一连显现三次快速下沉现象，单侧最大沉降量达到8米以上时，扶植团队起头慢慢熟悉到这类地层，沉井所特有的下沉特征，然则行使现有的经验公式，只能对静态均衡进行剖析，不克用于下沉过程的动态剖析。同时，沉井下沉之后处于必然的倾斜状况，刃脚周圈也存在着较大的高程差，是以必需采用加倍精美化、精准化的较量体式和剖析手段，研究沉井淤泥质黏地盘层下沉机理。

扶植团队引入了“刃脚应力比值法”的较量剖析模型，考虑叠加沉井倾斜状况下，附加弯矩影响下的刃脚踏面局部应力分布情形，反演应力分布与下沉启动、完结间相关关系；针对淤泥及淤泥质黏土的触变特征，，提出“侧阻失效”理论，动态考虑侧摩阻力对于沉井下沉的影响；竖立“沉井-土层”耦合仿真较量模型，反演土体根基参数，用较量机反演剖析沉井周边土体转变。经由一系列的剖析研究，对于深挚淤泥及淤泥质黏地盘层超大型沉井根蒂下沉机理有了加倍深刻的认知，填补了行业对于该类地层沉井下沉机理剖析理论的空白。

多管齐下攻坚高效取土及封底新工艺

淤泥及淤泥质黏土，作为沉井施工的特别地质工况，给取土施工带来了极大的挑战，传统的吸泥手段在这种深挚淤泥层中取土效率甚低。面临黏性大，取土难等问题，项目部在分歧土层前提立异了分歧取土施工方案，在前期下沉阶段，项目部接纳抓斗抓泥的体式有效取除了浅层淤泥；跟着深度的增加，项目部自立研发了全新的绞吸机设备，用以取除-20米～-30米处淤泥质黏土；跟着深度的进一步增加，项目部引入了正反轮回钻机，合营分歧的钻头改善办法，霸占了“黏钻”“胡钻”等难题，取除了更深标高处的淤泥质黏土、粉砂质黏土等。

沉井终沉标高位于卵石层以下2米，在卵石层的取土施工过程中，项目部经由改善钻机设备型号、增加钻头和钻杆直径、研发超大直径吸泥管等一系列办法，霸占了卵石堵管、局部卵石胶结等施工难点，对沉井底部的卵石进行了有效取除。

取土过程中，项目部还进行了大量设备的微立异和微革新，如合营革新的“T”形横向高压射水装备，消弭了取土施工盲区的影响，行使前期井壁预埋的射水管进行了踏面取土施工，行使在钻杆上增设钢丝绳的方式消灭井壁土体等。

此外，为了明确取土结果，测量井孔锅底形态，项目部络续改善深水测量手艺，经由对8种分歧水下测量体式的频频试验，实现了60米深水工况的三维可视化测量。经由对工艺工法的络续立异和改善，并合营精准的测量手艺，最终形成了一套“钻、吸、扫、射”组合式取土工艺，战胜了各种取土难题，顺利完成终沉施工。

在封底过程中，封底厚度达14米，有近4万方混凝土灌入水下60多米深的沉井底部，两艘拌和船需一连高效供给混凝土跨越240小时。强潮海区功课情况、封底水位深、混凝土方量大、持续灌注时间长等特点，均给施工功课带来极大的挑战。经由优化封底施工方案，采用构造垫层封堵隔离的方案，顺利实现25个井孔自力高品质的一连灌注，比规划工期提前20天完成沉井超大体积混凝土封底施工，取得要害性节点的胜利。

本文刊载/《桥梁》杂志

2019年第6期总第92期

作者/潘济

作者单元单子/温州瓯江口大桥有限公司

编纂/裴小吟

美编/赵雯

责编/陈晨

审校/盛超廖玲