中交二航局在平陆运河的第一梯级枢纽,一座世界上在建规模最大的内河省水船闸——马道枢纽正火热建设中。作为运河体量最大、人员投入最多的控制节点,该枢纽打通郁江与钦汇流域的分水岭,通过双线船闸实现水位平稳过渡,是全线水运调度的“咽喉”。
二航局项目管理团队大力发展新质生产力,创新研发大体积混凝土管冷智能循环控制系统、超高边坡防护成套机械化施工关键技术、“空天地”一体化监测系统等先进技术,攻克船闸大体积混凝土浇筑、高陡软岩边坡开挖等难题,确保高标准、高质量、高效率推进项目建设。截至目前,马道枢纽已完成200万立方米混凝土浇筑,相当于填满约800个国际标准游泳池。
混凝土“退烧术” 2023年11月14日,马道枢纽船闸主体结构首仓13号闸室右边墩浇筑现场笼罩在细雨中。二航局项目工区长张瑶蹲在浇筑完的混凝土平面上,手指划过测温仪屏幕,眉峰越蹙越紧——此处属于应力集中区,核心温度已飙升至45摄氏度,远超设计阈值,传统的控温措施根本无法满足温控需求。
马道枢纽船闸的体量是普通船闸的10倍,涉及混凝土浇筑方量达336万立方米。“马道枢纽船闸工程通航建筑物设计为双线船闸,长度为300米、宽度为34米、水深为8米,调节高差为29.6米。通航建筑物、泄水建筑物及两岸连接坝按1级建筑物设计,次要建筑物按3级设计,可通行5000吨级船舶。”项目负责人黄海波介绍说,“我们最高峰一天要浇筑1.6万立方米混凝土,已经是个世界纪录了。如何确保这个‘大家伙’顺利浇筑不开裂,前期我们做了不少工作。”
针对大体积混凝土水化热导致的开裂风险,项目团队研发了数字孪生智能温控系统。项目总工程师张帆介绍:“我们通过预埋6000多个温度传感器和铺设总量约130万米的冷却水管,可以实时监测混凝土内部温度场变化,并自动调节通水流量和水温。”自适应通水温控系统是马道枢纽为防止大体积混凝土浇筑出现开裂的一个保障措施,其利用“水换热”原理,通过在浇筑仓面里铺设水管,让流动水带走混凝土内部的热量,达到降温效果。
在后续浇筑施工中,项目管理团队使用自适应通水温控系统,有效解决了大体积混凝土温控保障问题,该系统将混凝土内外温差控制在20摄氏度以下,裂缝发生率降低至0.1%以下,完全符合工程质量要求。
边坡施工“新秘术” 2023年2月,随着边坡上的最后一根高压线被拆除,黄海波独自在山坡上坐了一下午,凝视着对面高达188米的2号边坡。马道枢纽2号边坡是国内在建运河最高航道边坡,开挖土石方量超过770万立方米,地质多以炭质泥岩为主,具有一定的脆弱性和易吸水性。如何在雨季到来之前完成2号边坡施工,是项目团队面临的巨大挑战。
“时间紧任务重。采用传统施工方式,是无法赶在雨季到来之前完工的。雨季一来,边坡施工的风险就太大了。”技术会上,黄海波眉头紧锁。
传统的边坡施工方式来不及,那就想别的办法。经过多番论证,隧道施工的方法给了黄海波灵感。他提出借鉴隧道施工组织方式,打破传统的平面施工布置,实施多断面同步施工作业。
现场70多台机械设备、施工车辆和350多名作业人员被有序安排在一个“3D格子空间”中,每名施工人员按照设计好的合理步距,自主有序地移动到目标格进行作业。一套超高边坡防护机械化整套施工体系就此形成。
“这种施工组织方式的最大优势在于,它能够在X、Y、T轴上形成断面同步施工作业、不同工序流水作业和小班组24小时循环作业的立体施工状态,实现‘以空间换时间’的目的。”黄海波振奋地说。
2023年3月,马道枢纽边坡施工完工,项目团队全面打开5000吨级内河航道作业面,比预计提前95天。
边坡“美颜术” 4月,千竿滴翠掩映着“拔节生长”的马道枢纽。项目的建设者通过“剥离-修复-再生”三位一体生态治理体系,为188米高的边坡披上智慧“绿装”。
“这里就像是一所土方银行,每一捧表土都是生态修复的战略资源。”站在分级错落的边坡前,黄海波笑着比喻。项目管理团队创新实施“应剥尽剥”资源化存储,将175万立方米富含有机质的优质表土纳入智能调配系统。如今将近12万立方米的表土已精准回覆在42.9万平方米航道边坡上,部分表土回覆至堆存场顶面,通过抬填造地形成了342亩新增耕地,并与当地政府共建糖料蔗示范基地。
高耸的2号边坡到处都是绿色智慧:在智能注浆机的调控下,锚杆内的注浆量、注浆压力精准可控,植入边坡的锚杆如同生态缝合线,和山体紧密结合,形成立体支护网。这种“外科手术式”的修复,极大提升了碳质泥岩边坡抗滑系数,并且通过湿喷机喷射混凝土将坡面封闭,进一步化解了雨季岩层软化的生态风险。
“卫星每3天为我们做一次‘CT扫描’,无人机就是流动的生态医生。”项目测量部部长陈右东轻点监测平台,监测系统屏幕上立即呈现13个边坡的“生命体征”:卫星遥感捕捉毫米级位移、多光谱无人机分析植被郁闭度、埋入坡体的500个传感器实时回传含水率数据……
面对断层破碎带的特殊地质,项目管理团队创新应用隧道三维施工理念,通过智能调度系统实现开挖、支护、复绿的时空接力。在北斗高精度定位引导下,智能削坡精度达到2厘米,为后续生态修复打下坚实基础。
山坳里的马道枢纽工人产业园,这个原本“深不见底”的山洼地被“巨额”土石方填平,形成一个可供3000人居住的运河小镇。产业园内,光伏板下培育的甘蔗试验育苗,见证着基建与生态的和谐共生。据项目生产管理部部长甘鹭介绍,园区总占地面积670亩,消纳土石方636万立方米。“每一块石头都找到生态归宿。碎屑与剥离表土混合制成植生基材,使边坡复绿周期缩短了40%。”
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