“哐……哐……打桩期间,锤击的声音响彻桥址上空,日夜不停。晚上,我们伴着帕德玛河上传来的撞击声入睡,时间久了,就习惯了。如果哪天夜晚很安静,我们反而会心慌,担心是不是打桩设备出了问题。”中铁大桥局帕德玛大桥项目部党工委书记何修圣每次回想起大桥桩基施工的那段日子,冲击锤与钢桩碰撞的巨大声响就开始在脑中回荡。
全球招标
定制打桩“神器”
2014年,中铁大桥局的建设者来到孟加拉,帮助当地人民建造他们心中的“梦想之桥”——帕德玛大桥。这座主桥长6.15 公里的公铁两用双层钢桁梁桥位于帕德玛河下游,桥址处河道宽阔、水流湍急、洪水频发。经常年冲刷,桥址处河床均为淤泥和粉砂,其深度超过150米,极其松软,不易受力。
帕德玛大桥项目部河岸
据中铁大桥局帕德玛大桥项目总工潘军介绍,帕德玛大桥共设有40个水中墩,最初设计每个主墩由6根直径3米、长120米左右、重550吨的超级“巨无霸”钢桩构成,仿佛一把有六只脚的凳子。但项目进场时,建设者通过对主桥的40个水中墩施工地勘发现,有22个主桥墩的地质条件比预想的情况要差,原有的设计不能让六脚凳“坐稳”。针对这一情况,他们将这22个位于“特殊地带”的桥墩,设计变更为“6+1”,即在6个倾斜桩基础上再加1个直桩,并对其中11个墩位钢管桩增设桩外压浆管,进一步增强承载力。
为了能将这些“巨无霸”桩基打入河床下百余米深处,让大桥“站稳脚跟”,2014年,大桥局进行全球招标,寻找能造出打这类桩的“锤子”厂家。中铁大桥局帕德玛大桥项目部常务副经理沈涛介绍,当时世界上只有德国MENCK公司和荷兰IHC公司生产的液压冲击锤最为出名,中国还没有这样的装备。综合技术要求、市场评价等多种因素,项目部最终选择了德国供应商,并专门为帕德玛桥定制了建桥“神器”——MHU2400S液压打桩锤。
这种液压打桩锤主要用于桥梁桩基施工中的直/斜钢桩插打和风电项目基础施工中的钢桩插打。它集机电液和智能化控制于一体,通过液压力和重力加速锤芯下落锤击,实现高能量插打钢桩,液压、机械、控制技术及锻造技术先进,世界一流。
组建团队
插打最长斜桩
2015年7月,中铁大桥局机械化施工分公司组建了一支从事MHU2400S液压冲击锤技术服务的现场工作小组。小组的7名成员平均年龄24岁,被亲切地称为“锤子兄弟”。面对全新的巨型装备,他们一开始心里没有底。“设备操作界面与核心资料全是英文,不懂的东西太多,得不断向德国MENCK厂家学习请教,语言是摆在我们面前的第一道难关。与厂家技术员交流涉及很多专业领域,如技术、标准与方法、法律法规等方面。”技术员陆锦润说。
“锤子兄弟”团队合影
2016年8月17日,在MHU2400S液压打桩锤的击打下,帕德玛大桥主桥P37墩首根钢桩成功插打至设计标高。P37墩钢桩全长125.46米,是当时国际最长的大直径钢斜桩。
潘军说,钢桩施工先由1000吨浮吊起吊底节钢桩放入导向架,通过导向装置将钢桩斜度调整为1/6,缓慢进入河床,然后再起吊MHU2400S液压打桩锤开始插打底节钢桩。经过近7个小时,底节钢桩插打到位后,吊离桩锤。然后采用高压射水吸泥进行桩内取土,花费近50个小时。再起吊顶节钢桩与底节钢桩对接,完成焊接和焊缝探伤检测,这个过程大约需要60个小时。最后经过21小时的连续插打,整节钢桩达到设计标高。
帕德玛大桥的超长、大直径钢斜桩插打在国际上尚属首次,无经验可循,很多方案、工艺需要创新。自进场以来,技术团队反复研读该桥采用的欧美规范,加强与AECOM设计公司及监理团队的沟通,仔细研讨荷载试验桩施工工艺和直径3米钢桩工艺桩施工工艺。在长达18个月的荷载试桩和工艺试桩施工的基础上,建设者解决了在全粉细砂层成桩、桩底压浆工艺复杂、直径3米钢桩荷载值达14000吨等技术难题,得到了业主、设计单位、监理团队和专家服务团队的一致认可。
保养“神器”
攻克“疑难杂症”
对“锤子兄弟”而言,最具挑战的工作可能不是日常打桩作业,而是MHU2400S液压锤的定期大保养。每次大保养需要将重达390吨的锤体在驳船上现场解体,逐步拆解蓄能器装置、液压控制单元、悬挂单元、活塞杆装置、重达120吨的锤心、超大型减震环装置……最终还得现场组装复原。这套拆解与组装程序在工厂内实施都很困难,更何况在现场的驳船上。每次大保养的间隔时间需根据锤击累计次数、总的锤击能量、设备稳定性而定,随着设备零部件的加速磨损,后期设备大保养的间隔时间明显缩短。
保养“神器”
在团队负责人贺尚宏、杨乐、王效知等的带领下,“锤子兄弟”顶住压力,累计完成10次设备大型保养工作,单次耗时从最初的30天逐步缩减至11天,不断创造新的纪录。面对设备出现的各种“疑难杂症”,他们在实践中找到有效的诊断与解决方法,逐步摆脱对国外技术的依赖。
一日凌晨,因设备电路短路,MHU2400S控制系统元器件严重损坏,由于没有配备件储备,钢桩插打工作被迫中断。“德国进口配件配送速度太慢了,远水解不了近渴,时间上无法满足现场需要。”黄会奇无奈地说。在这种被动的局面下,贺尚宏带领全体成员通过近7个小时的分析、判断与试验,终于找到解决方法。
“现场工作情况千变万化,我们不能一直指望德国技术人员给答案、送配件。很多实际应用问题,都得我们自己拿方案。我们必须强化配件的‘国产化’,用中国标准解决问题。”贺尚宏说。最终,团队根据现场不同工况,在实践中总结经验,编写了一套属于自己的技术方案——《MHU2400S液压冲击锤大型保养作业方案》。
驾驭“神器”
钢桩施工告捷
在帕德玛大桥P2、P35号主墩钢桩插打期间,中铁大桥局“锤子兄弟”团队与德国MENCK公司组建的MHU3500、MHU1900服务团队进行了两次现场PK,比赛均以“锤子兄弟”获胜而告终。在主桥超长钢斜桩作业中,中国团队共完成160根钢桩的插打,占主桥钢桩总数的60%以上。在电塔基础的36根钢桩作业中,德国团队仅完成10根钢桩插打后,就全部撤离了现场,剩下的26根钢桩交由“锤子兄弟”团队独立完成。
2020年1月初,团队负责人贺尚宏接到通知后,带着他的“老搭档”袁锦文、黄会奇、白云等再次奔赴帕德玛大桥施工现场。就在他们抵达项目部20天后,新冠肺炎疫情在武汉爆发。
2020年3月26日,为防止疫情进一步扩散与恶化,孟加拉政府采取“封城、宵禁、部分工厂停工”等严厉的防控手段。“锤子兄弟”根据项目部总体防疫要求,采取了严格的自我防控措施。而就在疫情严峻的时刻,他们还遇到了较大的施工难题。
由于地质条件原因,电塔基础部分顶节钢桩插打极其艰难,钢桩反弹严重,高能量的冲击反弹导致设备悬挂单元螺栓频繁断裂,每一次螺栓断裂都意味着设备要进行现场解体与养护。面对恶劣工况和疫情,“锤子兄弟”独立完成了两次MHU2400S冲击锤的解体与大型养护。2020年6月2日,他们完成7座400KV高压电塔基础巨型钢桩的插打任务,帕德玛大桥钢桩插打全部完成。
文字| 丁傲岸
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