CCCC第二航务管理局:“新基础设施”为“站稳脚跟”搭建桥梁

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最近，由中国交通第二航务管理局承建的长泰长江大桥5号墩沉箱首次开始取土，这是自2020年疫情爆发以来，第一次定位基床、第一次放置混凝土夹心墙、第一次将其连接到顶部后的第四个主要节点。受疫情影响后，仍可根据建设期节点先完成建设，这与第二航务管理局智能、信息化等“新基础设施”的应用密不可分。

长泰长江大桥横跨长江，连接江苏省的常州和泰兴。该桥主桥为跨度1176米的双层钢桁梁斜拉桥，是世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥；水道桥是一座跨度为388米的钢桁架拱桥，是世界上最大的公共和铁路两用钢桁架拱桥。同时，它也是中国第一座集高速公路、普通公路和城际铁路于一体的跨河桥梁。

长泰长江大桥主塔基础采用沉井基础，其中CCCC第二航务局承建的5号墩沉井为钢沉井结构，平面上为圆头，标高大踏步。它长95米，宽57.8米，横截面积为4774平方米，相当于13个篮球场的面积。完工后，沉井总高度为72米，高24层。建筑用钢总消耗量为18000吨。

对于这样一个巨大的沉井来说，如何使这个巨大的平台横跨湍急的河流并牢固地立在河床上是工程师们要克服的首要问题...

"费霞，你的14号电缆是10厘米."

"孙发明，你把0.3吨水注入9号舱."……

1月21日，农历28日晚上8: 00，在项目指挥室，工程师们盯着大屏幕，密切关注各种数据的变化，发布各种调整指令。随着指令的发布，这个1.8吨重的庞然大物开始在暗流汹涌、潮汐起伏的河底自由移动，并最终在第二天凌晨4点顺利着陆。然而，沉井底部安装了施工智能控制系统和390个监控原件，实现了自由移动、顺利植入和精确到厘米的精度。

“监控元件就像人类的神经末梢。它是整个监控系统中最敏感的部分，将所有接触到的信号传输到大脑。”中国交通第二航务管理局长泰长江大桥项目执行副总工程师吴其和指着系统的大屏幕说:“你以前在沉井的坐标上看到过两个变化值，这是由水流和风等因素造成的。这个地方来回摇摆。”

吴其和口中的“实时数据”由北斗定位监测元件和水平监测元件组成的三维坐标采集。“沉井施工智能控制系统”相当于人的头部，主要负责实时处理监控元件返回的信息。

在信息处理过程中，这些元素相互协调，模拟沉井的下沉姿态。例如，在注水过程中，系统接收到沉井周围水流变化引起的倾斜信息。该系统将收集水流信息和沉井倾斜度的高度差，并模拟三维地图，以可视化方式显示。同时，智能控制系统将计算数据，发出预警，并提出相关建议，供现场技术人员参考。

智能控制手段取代了传统的人工分析数据和发布指令，并将实时数据发送到工程师的手机上，提高了工作效率，保证了沉井的准确植入。据报道，本次沉井植入的平面偏差在10厘米以内，垂直度达到1/3000，定位精度远高于规范和以往类似工程要求的误差范围。

随着工程建设的不断推进，工程师们首创的智能控制系统远不止一个，还有沉土控制系统...

根据施工方案，沉井不仅要立在河床上，还要在河床下50米深的地方生根，这就需要沉土。在覆土方面，尽管中国交通第二航务管理局在覆土方面有着丰富的经验，但这个庞然大物仍然给建设者们带来了许多问题...

首先，要克服土层不均匀、床底高差大、结构复杂的问题。仅河床土就有七种之多。其中，砂质土层含有砂质胶结层，其抗压强度可达5.59兆帕，相当于每平方米559吨压力，但并非所有土层在平面上都达到这一硬度。因此，在土壤采集过程中，很可能会出现不均匀的土壤采集。

然而，面对如此巨大的钢沉井，如果不能均匀地取土，很可能会发生偏斜甚至倾斜。此外，由于沉井分为38个隔间，每个隔间由钻孔内部区域、剪力键盲区和交叉连接区域组成。为了方便取土，提高效率，项目部在仓库上安装了15台龙门吊和4台塔吊，在狭窄的空房间内，同时操作了很多设备，操作人员也是一个试验。

为了解决这些问题，项目部首先根据各土层和各地区的特点，改进了工艺方法，创新了取土设备。在开挖过程中，项目部采用气举取土设备、电动绞刀设备、气水混合冲洗等设备相互配合取土的方式。采用“阶梯式”取土工艺，分层取土、分区取土、车轮取土的顺序同步对称，以保证沉井的顺利下沉和不移位。

其次，经过近半年的研发，智能龙门起重机是专为挖土而制造的，采用智能控制系统对龙门起重机的运动进行集中控制，保证龙门起重机在运行过程中不打架。

当然，智能控制系统的作用远不止于此。它还可以通过北斗定位系统的坐标自动移动并精确控制吸泥点；通过吊机下方吸泥管的长度，可以准确实现单点吸泥取土作业的深度。据报道，这项技术在中国尚属首次。该技术的应用不仅解决了取土的精度问题，而且减少了工人数量，节约了劳动力成本，提高了安全性能。(照片/田文·本·坎)

编者:纪爱玲