沉井还未下沉之前高出地面。中交二航局供图

沉井下沉到位与地面齐平。中交二航局供图

长江日报融媒体11月10日讯武汉桥梁设计建造力量再创纪录:11月10日11时,经过建设者历时近两年的昼夜奋战,连(云港)镇(江)铁路五峰山长江特大桥建设取得重大突破,由中铁大桥勘测设计院有限公司(以下简称中铁大桥院)设计,中交第二航务工程局有限公司(以下简称中交二航局)承建的世界上最大陆地沉井——连镇铁路五峰山长江特大桥北锚碇超大沉井成功下沉到位。接下来,北锚碇施工将由地下转入地面以上锚体施工。

五峰山长江特大桥位于泰州长江大桥和润扬长江大桥之间,其北岸位于镇江市丹徒区高桥镇,南岸位于镇江新区五峰山脚下,是连镇铁路和京沪高速公路南延的关键控制性工程。大桥全长6409米,其中主跨1092米,采用单跨悬吊钢桁梁悬索结构,上层为8车道高速公路,设计速度每小时100公里;下层为4线高速铁路,设计速度每小时250公里。

设计:受力大、地基差,造就世界“巨无霸”

中交二航局副总经理、五峰山长江大桥一标项目经理吴维忠介绍:“这座特大桥是中国第一座公铁两用悬索桥、世界首座高速铁路悬索桥,航道不设桥墩,一跨过江,按照一线铁路载荷相当于6车道高速公路推算,新建的特大桥相当于32车道的高速公路桥,要挑起这一重担,要求沉井有足够大的体量,才能保证整个大桥的稳定和行车安全。”

北锚碇沉井长100.7米、宽72.1米、高56米,面积比足球场还大,建成后的北锚碇重量达133万吨,相当于13艘世界上最大航空母舰满载排水量之和,不论是平面尺寸还是体积,都是名副其实的“世界第一井”。

“按照施工组织安排,五峰山长江特大桥北锚碇沉井分10次浇筑混凝土,分3阶段下沉到位。”吴维忠表示,由于尺寸巨大,在下沉过程中沉井结构的刚度就会变得很小,如同一块“海绵床垫”,下沉施工的难度和风险巨大。

建设五峰山这座世界级大跨度重载高速铁路两用悬索桥,国际上没有现成经验可供借鉴,而超大沉井下沉施工也无先例,项目设计方和施工方利用最新科技成果,结合以往经验,边科研边实践,攻克多项施工难题。

大桥总设计师、中铁大桥院副总工程师徐恭义表示,悬索桥车道多,承载受力需要大体量的锚碇锚固,但建设条件又差,因此造就世界“巨无霸”。为节省桥位资源,节约工程总投资,减少建桥对环境的影响,主桥采用主跨1092米的公铁两用钢桁梁悬索桥方案,考虑到北岸锚碇所处建设条件是类似于沼泽地的水塘鱼池环境,其下的地基都是松软的淤泥河滩沙土,承载能力很差。因此,其设计非常具有挑战性,采用特大平面尺寸的沉井结构,既应对了不利的建桥环境,又解决了不良地基条件下的结构受力安全和工程经济问题。

五峰山长江特大桥效果图。中交二航局供图

施工:三维声呐立体成像在沉井下沉中首次应用

施工单位同样面对挑战。针对地质条件复杂、首次下沉沉井结构刚度弱的特点,二航局经过反复研究和尝试,采取“十字槽开挖下沉法”,通过对刃脚开槽宽度的控制,控制下沉速度;联合多家智囊团队研发了五峰山长江大桥北锚碇信息化施工监测平台,将实景建模和监控数据相融合,指导后续施工,探索出数字化下沉技术;大桥沉井采用空气幕技术,减少下沉阻力,调节下沉偏位,确保了沉井下沉平面误差远远高于设计和规范要求。

沉井下沉首次应用三维声呐探测立体成像技术,是这一技术在沉井下沉中首次成功应用。多种创新技术方案和工艺工法的有效实施,实现了庞然大物安全平稳下沉56米至设计标高,精准到位,成功解决了超大型沉井施工的世界级难题,为我国特大桥梁沉井施工积累了经验。

据了解,在距离沉井136米处,有一座上世纪60年代建设的110千伏跨江高压电塔,180米处是长江大堤,沉井吸泥下沉,极易造成周围地基沉降,后果不堪设想。在沉井下沉过程中,二航局项目部采取实时监测手段,密切关注周围蛛丝马迹的变化,精确控制下沉速度,确保了过江电塔和长江大堤的安全。

连镇铁路是国家快速铁路网的重要组成部分和长三角城市群区域快速铁路的骨干线路,是江苏省连接苏北、苏中、苏南地区的南北纵向主通道,具有京沪高铁辅助通道的重要功能。这条铁路全长304.5公里,设计时速250公里,主要承担区域内南北方向客运任务。预计2020年8月全线建成,通车后将大大缩短江苏城市群间的时空距离。(记者韩玮 通讯员陈嘉伦 王虎)

【编辑李露】

（作者：韩玮)