2020年底以來(lái)，由二航局、一公局集團承建的甌江北口大橋南錨碇、北引橋、貓道鋪設完成施工，主纜索股架設相繼展開(kāi)，為大橋2021年底建成通車(chē)打下了基礎。

甌江北口大橋是世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋，大橋由三座主塔提供支點(diǎn)，從提供拉力的南北錨碇連接兩座引橋雙向延伸，宛如甌江口振翅的雙翼。其中，由二航局承建的南錨碇沉井是世界首例在強潮河口深厚淤泥地質(zhì)中建造的大型陸域沉井，其平面尺寸為4410平方米，相當于10個(gè)籃球場(chǎng)大小，高度相當于23層樓高；由一公局集團承建的北引橋全長(cháng)3.22公里，包含單層現澆箱梁、雙層現澆箱梁、單層鋼混組合梁、雙層鋼混組合梁、框架橋五種類(lèi)型，施工難度大，技術(shù)要求高，其鋼梁段的施工尤為復雜，國內罕見(jiàn)。

甌江北口大橋被列為交通運輸部首批“綠色公路”、浙江省交通運輸廳“品質(zhì)工程”和“鋼結構推廣應用”重點(diǎn)示范工程，同時(shí)也是國內首次在項目全生命周期應用BIM技術(shù)建設的橋梁工程。

淤泥層中壓“秤砣”

“懸索橋是目前建設大跨徑橋梁的方式之一，而錨碇則是為橋梁提供荷載拉力不可缺少的結構，就像一個(gè)杠桿，通過(guò)索塔的支點(diǎn)，拉起整個(gè)橋面的荷載?！倍骄殖薪ǖ拇髽蛉龢思夹g(shù)負責人夏崟濠介紹說(shuō)。同樣是重力式錨碇，但南錨碇和北錨碇施工難點(diǎn)卻完全不同。北錨碇基礎為山體開(kāi)挖，而南錨碇基礎為沉井基礎。

沉井基礎的錨碇在橋梁施工中并不鮮見(jiàn)，以往沉井施工大多在沙土中進(jìn)行，而北口大橋所處甌江入?？诘刭|(zhì)卻是深厚淤泥層。淤泥中建造沉井，就像把巨型秤砣沉放在松軟的稀泥中一樣，要在地質(zhì)穩定性差，承載力極小的淤泥中建造沉井，沒(méi)有先例可循。下沉速度、下沉姿態(tài)、精確性控制……一項項挑戰擺在建設者面前。

2018年3月6日，沉井首節開(kāi)始下沉。由于地質(zhì)承載力差，沉井在下沉的過(guò)程中極易傾斜。經(jīng)過(guò)研究，項目部決定給這些淤泥加些“硬料”——采用36米的砂樁加固地表，增大地質(zhì)承載力，保證沉井下沉姿態(tài)的穩定。此外，項目部還利用BIM技術(shù)，在井體安裝了300余個(gè)監控元器件，實(shí)時(shí)監控沉井姿態(tài)及應力情況。經(jīng)多次調整，2018年5月15日，南錨碇沉井在淤泥里站穩腳跟，下沉到地面以下19米的指定位置，并創(chuàng )下超大型沉井在整個(gè)支撐體系轉換階段零裂縫的奇跡。

沉井的第一次成功下沉讓建設者們備受鼓舞，他們立即準備第二次下沉。

然而，施工開(kāi)始后不久就出現意想不到的情況?！霸谑┕で捌?，我們利用BIM技術(shù)對施工方案進(jìn)行模擬，并對沉井姿態(tài)、結構應力等指標進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，但沉井就是不下去?！毕膷曞┗貞浾f(shuō)。

技術(shù)團隊經(jīng)過(guò)對淤泥層研究發(fā)現，原來(lái)第二次下沉遇到的黏土淤泥層粘性較大，附著(zhù)性較強，導致沉井無(wú)法下沉，絞吸機根本無(wú)法有效吸泥?！耙胱尦辆€步向下挺進(jìn)，首先必須解決取土設備的問(wèn)題?！?夏崟濠說(shuō)。他帶領(lǐng)技術(shù)人員走訪(fǎng)河南、湖南、湖北等多地廠(chǎng)商，考察了各種設備，都不能達到要求?！凹热滑F有設備無(wú)法解決問(wèn)題，那么就只能自己干！”于是，項目部成立設備研發(fā)小組，踏上創(chuàng )新之路。

研發(fā)小組從四旋翼無(wú)人機造型中找到了靈感：“無(wú)人機螺旋槳倒立過(guò)來(lái)，就可以切削泥土了?！毕膷曞ьI(lǐng)技術(shù)人員設計研發(fā)出“倒立的無(wú)人機”，將其命名為“水下快速吸泥取土裝置”。此裝置由四個(gè)電機帶動(dòng)四個(gè)絞吸頭，與無(wú)人機四旋翼朝上的方向相反，它是向下絞吸。經(jīng)過(guò)在相同土質(zhì)中不斷測試和改進(jìn)，項目部自主研發(fā)的20臺“水下快速取土裝置”終于進(jìn)入實(shí)際應用，有效解決了取土難問(wèn)題。2018年10月25日，大橋南錨碇沉井第二次下沉到地下9.58米處，成功達到設計標高。

2019年2月，隨著(zhù)第三次下沉推進(jìn)，沉井井孔水位越來(lái)越深。但因其電機密封性不能承受深水水壓，經(jīng)常燒壞電機，項目部不得不另外尋找更給力的設備。

經(jīng)多次討論，技術(shù)團隊提出一個(gè)大膽想法，把專(zhuān)用于樁基施工的大型鉆機用于取土下沉。為此項目部緊急投入了22臺鉆機，配合移動(dòng)臺車(chē)進(jìn)行第三次深水取土。鉆頭開(kāi)鉆面積較大，按理說(shuō)取土工效應該顯著(zhù)，但實(shí)際情況卻不樂(lè )觀(guān)，30米下的淤泥層，就像面團一樣，開(kāi)鉆面積雖大，但只是讓黏土在原地打轉，并不能將黏土攪碎，不攪碎就不能吸泥，也無(wú)法給沉井“騰出”位置。

“它像面團，我們就要造一個(gè)能將它攪碎的‘和面機’?！表椖繄F隊開(kāi)展多次技術(shù)攻關(guān)，在鉆頭上設計加裝了一個(gè)“刨絲”鉆齒。投入使用后，“刨絲”鉆齒就像削土豆絲一樣將“面團”淤泥攪碎，吸泥管道源源不斷地吐出泥漿，沉井開(kāi)始穩步下沉。

沖破深厚淤泥層一系列困擾后，2020年3月5日，沉井下沉全部到位。3月6日至4月12日，隨著(zhù)54臺各類(lèi)大型設備的同時(shí)運轉，大橋順利完成南錨碇沉井約15萬(wàn)立方米封底及填倉混凝土澆筑的“大會(huì )戰”。至此，南錨碇沉井如磐石一般深嵌在甌江南岸的深厚淤泥層中，它將承載著(zhù)懸索橋主纜的千鈞拉力，挽住大橋生命線(xiàn)。其施工實(shí)踐更使深厚淤泥層中建造超大型陸域沉井的世界性難題得到解決，為特大型橋梁沉井施工提供了成熟案例。

“變形金剛”高空行走

“一切準備就緒，可以開(kāi)始頂推?！彪S著(zhù)一聲令下，2020年8月23日，一公局集團溫州甌江北口大橋北引橋最后一節鋼梁穩穩落架，北口大橋品質(zhì)工程建設中技術(shù)難度最大的工序之一——鋼梁頂推全部完成。

站在大橋北引橋主線(xiàn)上，放眼望去，沿路已架設的鋼梁猶如一條“巨龍”，在夕陽(yáng)的映襯下蔚為壯觀(guān)，回憶起鋼梁頂推建設過(guò)程，一公局集團承建的大橋二標項目經(jīng)理王博文感慨萬(wàn)千：“這就像在豆腐上完成大挪移，實(shí)在是太不容易了?！?/p>

施工區域原來(lái)是一片50米至80米的深厚淤泥地，地質(zhì)軟弱，采用常規滿(mǎn)堂支架施工，將投入大量的周轉材料，對履帶吊的動(dòng)力要求也很高，要花費巨大的成本。經(jīng)過(guò)大量的調研和方案比選，項目部決定采用鋼梁頂推工藝，讓萬(wàn)噸鋼梁在高空中自己“挪移”。然而，在“豆腐地質(zhì)”上完成1.9萬(wàn)噸的單、雙層鋼梁頂推，絕非易事。

“北引橋長(cháng)3.22公里，鋼梁頂推施工長(cháng)達1.01公里，510節節段鋼梁含單層、雙層結構，頂推梁段設計有縱橫坡、曲線(xiàn)段、變截面段和變縱坡段等多種樣式，最大頂推長(cháng)度達560米，這在國內鋼梁頂推施工中極為罕見(jiàn)，而首先要解決的難題鋼梁雙層段的頂推施工?！?王博文介紹道。

鋼梁合并段的上層設計在墩頂位置的隱形橫梁為左右幅連體設計，如果采用先左后右逐幅頂推方法，需要在兩幅鋼梁安裝完成后，吊車(chē)在40米的高空跨過(guò)16米寬的鋼梁進(jìn)行連接，難度太大，還十分耗時(shí)，勢必影響整體工期?！拔覀兛梢試L試雙幅連體同步頂推，這樣就避免了二次連接?！表椖靠偣ね鯑|偉大膽提出了新的方案設想。

而雙幅連體同步頂推依舊不是件易事，如果頂推的左右幅鋼梁不同步，極易導致彎折。為此項目部一方面嚴控步履千斤頂的操作同步性，特別是頂推過(guò)程中橫橋向的高差，避免鋼梁局部受力集中，產(chǎn)生扭曲；另一方面運用信息化手段監控和預警，遠程監測梁體內力和變形變化，確保施工安全和精度。幾經(jīng)嘗試，雙幅連體成功同步頂推，在簡(jiǎn)化施工過(guò)程的同時(shí)，節省近3個(gè)月的工期。

一波未平一波又起，曲線(xiàn)段施工讓項目技術(shù)人員絞盡了腦汁。北引橋曲線(xiàn)段鋼梁截面寬度由7米增至14米，頂推過(guò)程中，鋼梁底板每一個(gè)支撐點(diǎn)位置的步履千斤頂要根據寬度變化不斷橫向移動(dòng)，并始終保持在鋼梁腹板的正下方，這在國內無(wú)先例可尋，現有的設備和條件也無(wú)法滿(mǎn)足施工要求。

于是，項目技術(shù)創(chuàng )新工作小組在施工設備改良上動(dòng)起了腦筋?！凹热磺Ы镯敱旧聿荒芤苿?dòng)，我們給他穿上‘鎧甲’，讓‘鎧甲’頂著(zhù)鋼梁移動(dòng)?！?王東偉說(shuō)。經(jīng)過(guò)試驗，技術(shù)創(chuàng )新工作小組在原來(lái)的千斤頂上增設了一個(gè)鋼框架，通過(guò)自主設計制作的一個(gè)小型連接裝置與定型設備進(jìn)行連接，相互作用，讓這套設備的“鎧甲”自己動(dòng)起來(lái)，形成了一種變截面橋梁頂推自橫移步履千斤頂系統。這個(gè)智能裝置系統，通過(guò)設備儀器智能、遠程操控，不僅避免了人員高空作業(yè)風(fēng)險，還大大提高了鋼梁架設精度，加快了施工進(jìn)度，讓近萬(wàn)噸形狀各異的鋼梁如同“變形金剛”，在40米的高空如履平地。這套方案創(chuàng )新和實(shí)踐對國內具有曲線(xiàn)變寬等復雜樣式的超長(cháng)距離頂推施工提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗。