攻克多项世界级难题,在汉央企在平陆运河上造“水上电梯”

攻克多项世界级难题,在汉央企在平陆运河上造“水上电梯”

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9月16日,新中国首条通江达海人工运河——平陆运河正式通航。通航现场,5000吨级货轮依次驶入马道枢纽双线船闸,随着闸室水位平稳起落,近30米的水位高差被温柔消解,货轮宛如搭乘“水上电梯”,从容升降过闸,奔赴北部湾海域。

眼前所见,令平陆运河马道枢纽承建方、在汉央企中交二航局项目负责人黄海波心潮激荡。他说:“看似顺畅的通航瞬间,都是我们啃下一个个‘硬骨头’换来的。”

9月16日上午,长江日报记者电话连线项目现场时,黄海波说,作为平陆运河第一梯级枢纽,马道枢纽承担着全线最核心、最复杂的通航任务,也是整条运河技术难度最高、创新成果最多的“超级节点”。

336万立方米混凝土浇筑量、世界最大内河省水船闸、188米超高边坡……每一个成果背后,都是建设者们向世界级难题发起的冲锋。

9月16日,平陆运河马道枢纽正式通航。

排空积水、包扎“伤口”

驯服188米超高边坡“悬崖天险”

马道枢纽Ⅱ号边坡依山而立、绿植铺满坡面,整体稳固恢宏,很难想象,这里曾是阻碍通行的山峦沟壑。

作为平陆运河沿线最高边坡、国内在建最高航道边坡,188米的垂直高度相当于60多层高楼,坡体陡峭、地质脆弱,是项目首个亟待攻克的世界级关卡。

“这片山体看着坚固,实则外强中干,泥岩遇水极易软化滑坡,还有一条横穿坡体的断层破碎带,堪称山体‘伤口’,施工风险极大。”黄海波向记者详解施工难点,每年雨季来临前的施工窗口期极短,常规边坡施工,效率低、风险高,无法适配超高、超陡、超复杂的施工场景,极易引发山体坍塌。

马道枢纽挑战188米超高边坡施工。

难题面前,团队大胆创新、跨界破局。

黄海波介绍,建设者创新性将隧道施工工法移植到高边坡治理,打破传统平面施工模式,搭建三维立体作业方式,“我们把70多台大型设备、350多名工人科学排布在立体空间中,在3个不同的断面分层开挖、同步防护、流水作业,以空间换时间,抢抓施工黄金期”。

黄海波告诉记者,边坡施工期间,塌孔、喷水、卡钻是常态。为稳固山体、治理断层,团队创新先打泄水孔排空山体积水,再精准微调钻孔角度,单个孔位最多反复施工8次,只为保障毫米级施工精度。历经8个月日夜鏖战,他们完成392根锚索布设,注入324吨水泥浆,彻底封堵、加固断层破碎带,成功驯服这座超高边坡。

一天浇筑8个标准游泳池混凝土

创下世界纪录

马道枢纽作为世界最大内河省水船闸,混凝土总浇筑量高达336万立方米,相当于57座上海中心大厦的混凝土用量。如此超大体量混凝土浇筑成为另一项世界级难题。

黄海波难忘,2024年11月30日的攻坚时刻。为抢抓旱季施工黄金窗口,项目开启了24小时不间断极限浇筑攻坚。

黄海波(中)在边坡施工中现场指挥。

当日,施工现场全线铺开、灯火通明,300台大型设备有序运转,185台混凝土运输车昼夜穿梭、无缝衔接,26套布料设备同步作业,2500余名建设者两班轮岗、通宵奋战,整个工地如同一台精密运转的巨型机器,环环相扣、高效运转。

“为了这场攻坚,我们提前三个月推演施工方案,确保每一个环节都不‘掉链子’。”现场调度员李俊在电话中向记者回忆,当天,团队创新采用大型强制搅拌机、履带式布料机等设备协同施工,布下了26条浇筑线路,将每小时浇筑量稳定提升至700立方米。

从晨光熹微,到星斗漫天,建设者们不眠不休、坚守岗位。

次日凌晨,最后一车混凝土顺利入仓,单日预冷混凝土浇筑总量定格在1.64万立方米,相当于8个标准游泳池的容积,刷新同类单体工程世界纪录。“那一刻所有人都松了一口气,所有的辛苦都值得。”李俊说道。

造“水上电梯”

世界首创省水设计每年节水70个西湖

作为世界首个内河航道省水枢纽,“省水”,是这个工程最闪亮的关键词。

为什么要省水?中交二航局平陆运河项目技术主管颜荣耿解释,平陆运河是人工开挖运河,维持运行所需的水主要从西江“借”来。如果三大枢纽都采用普通船闸设计,那每次过闸,满满一闸室的水就会直接排到下游去,白白流走,这对于水资源并不丰裕的西江,无疑是浪费。

马道枢纽混凝土总浇筑量高达336万立方米。

平陆运河全线天然水位落差达65米,作为运河第一梯级枢纽,马道枢纽承担近30米水位落差消解任务。如何让船闸适配这个超大落差,还不会造成大量水资源浪费?这无疑又是道世界级难题。

项目技术负责人颜荣耿向记者介绍,为此团队经过反复研究推敲,大胆突破传统设计,推出世界首创的三级叠合式省水船闸,为大型货轮量身打造安全、高效、节水的“水上电梯”。

颜荣耿解释,三级叠合式省水船闸,可以形象地理解为在船闸两边,各设置三个“大水缸”,也就是蓄水池,将调节水位的江水暂存。

然而,船闸横向空间狭促,三个“大水缸”只能采取纵向排布,这对设计、建造难度都很大。为此,项目精确设计蓄水池方位,呈叠合式布局,充分利用纵向有限空间,三层“大水缸”共用1302根混凝土立柱稳固支撑,消解它们相互叠合的巨大压力。

颜荣耿解释了通航原理:当船“下楼”时,驶入闸室后,上游闸门关闭,闸室放水。这时,水不是直接排走,而是部分流进旁边的“大水缸”里存着。等船要“上楼”时,“大水缸”里的水就会被“召唤”回来,流进闸室,不够的水再通过上游补充。“整套系统节水率超60%,每年可节约水资源超10亿立方米,相当于70个西湖的蓄水量。”

“平整得像面镜子”

亳米级精度攻克大体积混凝土开裂难题

大体积混凝土温控防裂,是全球水工工程的共性难题。记者了解到,马道枢纽船闸体量大、结构复杂,一次性浇筑极易出现内外温差过大、收缩不均产生裂缝的问题。哪怕是最细小的裂痕,都会影响船闸百年使用寿命。

“用温度守住精度,就是守住工程寿命。”黄海波表示,聚焦这一世界级难题,团队创新采用骨料风冷、片冰拌合的双重预冷工艺,将混凝土出机温度控制在16℃以下。同时,在数万平米的混凝土结构内部,埋下数千根冷却水管,装上智能温控系统24小时实时监测、动态调温,精准将混凝土核心温度控制在48℃以内,彻底杜绝温差开裂隐患。

2024年11月30日,项目单日预冷混凝土浇筑总量达1.64万立方米,刷新同类单体工程世界纪录。

去年6月,平陆运河马道枢纽输水廊道及上下闸首混凝土结构全部封顶,比计划提前18天。验收人员俯身检查,平整度仪稳稳显示5毫米,远超行业10毫米的标准。

“混凝土表面平得像一面镜子,几乎看不到褶皱。”黄海波说。这得益于团队提出的“五步法”:振动密实、填补缺料、反复搓压、抹平收面、人工收光。每一层混凝土,都经历多次打磨。

正是这种把精度刻进骨子里的劲头,让这支队伍在今年4月荣获“全国工人先锋号”。

“世纪工程容不得半点马虎,每一项技术突破、每一次工艺优化,都是团队反复试验、全力攻坚的结果。”黄海波说,坚守初心、敢闯敢拼,是施工团队攻克所有难题的底气。

(长江日报记者宋磊 通讯员周璇 赵振宇 本组图片由中交二航局供图)