2020年3月29日下午,習近平總書記在寧波舟山港穿山港區考察時指出,“港口是基礎性、樞紐性設施,是經濟發展的重要支撐。寧波舟山港在共建‘一帶一路’、長江經濟帶發展、長三角一體化發展等國家戰略中具有重要地位,是‘硬核’力量。要堅持一流標準,把港口建設好、管理好,努力打造世界一流強港,為國家發展作出更大貢獻?!?/span>
寧波舟山港位于中國大陸海岸線中部、長江經濟帶的南翼,是國內重要的鐵礦石中轉基地、原油轉運基地、液體化工儲運基地和華東地區重要的煤炭、糧食儲運基地。2023年,寧波舟山港完成貨物吞吐量超13.24億噸,連續15年蟬聯世界第一。
從20世紀70年代以來,中交集團參與了寧波舟山港主要港區的設計、建設并提供岸橋裝備,提供了優質完善的全產業鏈服務,助力寧波舟山港成為我國乃至全球唯一擁有雙“千萬箱級”單體集裝箱碼頭的現代化大港。五十華光,江海萬里,中交人肩負強港使命,釋放“硬核”力量,持續建設寧波舟山港。
大有可為——建造全球第四個“千萬箱級”碼頭
2023年底,三航局承建的梅山港區10號泊位順利通過交工驗收,與前期已經建成投用的1號至9號泊位共同構建起全球第四座“千萬箱級”單體集裝箱超級碼頭。碼頭之下,3344跟大管樁經受住了上千次的錘擊,為超級碼頭筑牢根基。
梅山港區碼頭二期工程岸線總長度2150米,建設2個20萬噸級和3個15萬噸級專業化集裝箱泊位及相應的配套工程??⒐ず?梅山港區年通過能力新增430萬標箱,舟山舟山港將擁有穿山港區和梅山港區2個千萬箱級的單體集裝箱碼頭,成為全國乃至全球唯一擁有雙千萬箱級吞吐能力的單體集裝箱超級港口。
項目入場之際,現場條件讓不少技術專家皺緊了眉頭?!按a頭樁基區域淤泥覆蓋層厚達40多米?!比骄置飞巾椖拷浝碛嗾駝偦貞浀?,“要想大管樁立得穩,必須經過上千次錘擊,讓大管樁穿過厚厚的淤泥層,扎根粘土層?!边@對管樁的建造質量和植入精度都提出了極高的要求。
經測算,項目團隊認為,大管樁長度需超過80米。如此長度的大管樁還要得禁得住捶打,滿足承載力需求。然而,當時國內混凝土大管樁本體最長不超過64米,且滿足大噸位碼頭建造的外海碼頭沉樁精度控制更是難上加難。
打鐵還需自身硬。項目抽調了技術專家反復研討,決定先從提升大管樁的強度等級人手,再考慮增加管樁長度。試驗室內,項目團隊經過上千次配比實驗,使用強度更高的硅酸鹽水泥作為主配方,又同步改良了減水劑和膨脹劑等外加劑降低水化熱,生產出了抗壓強度70兆帕的混凝土大管樁,質量遠超相關規范要求。
項目團隊繼而將樁基加長20米,使整個樁長達到84米?!拔覀儾捎脴渡砩瞎澔炷?、下節鋼管樁的組合方式,充分利用預應力砼結構的抗海水腐蝕能力,減輕整樁重量的同時避免鋼管樁暴露在海水中被腐蝕,大大提高了碼頭的樁基質量。”余振剛說。
3344根超長大管樁制作完成后,如同巨人一般,整理排列在管樁堆場,整裝待發。為了讓這些“巨人”深入海底,穿越淤泥層穩穩站立,需要精準控制大管樁的沉樁正位率,這考驗著中交工匠的技藝?!斑@就像百米之外投擲飛標,得有‘百步穿楊’的精準?!庇嗾駝値ьI團隊馬不停蹄地忙碌起來。項目團隊引入了穩定性好、抗風浪能力強的樁18號船。項目總工程師張章龍根據以往的打樁經驗,精準計算每次錘擊的力量:在較軟的地層時,錘擊力量要小,不然鋼管樁就會因為近百噸的自重快速下沉,出現偏差。
沉樁施工現場,項目團隊不敢有絲毫懈怠,時刻關注著打樁情況。他們在管樁周圍進行鋼圍囹加固,使用衛星導航定位系統對沉樁正位率實時監測。轟隆隆的打樁聲中,一根根超長管樁扎入海底,終于捷報傳來:沉樁正位率達98.6%!現場響起熱烈的掌聲和歡呼聲。
千錘百煉下,項目大管樁樁身完整性全部達到I類樁要求,架起了梅山碼頭這個“巨無霸”,不僅承載著東方大港的崛起,也見證著中交人對品質工程的不懈追求。
硬核建造——亞洲最大的原油碼頭
海天之間,3700多米岸線上,萬噸巨輪一字排開,白色油罐鱗次櫛比。全球最大的固定式原油碼頭逐漸雛形,如同一只展翅的巨型蝴蝶,見證著港區的華麗“蝶變”。
三航局承建的大榭港區45萬噸原油碼頭工程位于寧波大榭島東側,施工內容包括1座碼頭、靠船墩、系纜墩、引橋及相應生產設施等。前期勘探時,項目總工程師徐國彬發現,施工區域面臨巖石,地形較為陡峭,距離海岸100米處的水深有10層樓高,碼頭上下游側緊接已投產的油品碼頭,兩個碼頭之間僅剩余 440米岸線。徐國彬說:“相當于我們要在面臨懸崖和深淵的情況下,在最短岸線上建造國內最大的原油碼頭,這種情況還是第一次?!?/span>
根據國際通行指南,???5萬噸船舶的碼頭長度至少需要490米,現有440米的海岸線長度顯然不符合要求。前期論證階段,團隊使用國際上通用的軟件對泊位長度進行了數學模型分析,并開展船舶系泊物理模型試驗,大膽提出了“短泊位”的平面布置形式。“我們讓碼頭像蝴蝶一樣向海面延伸,將靠船墩等附屬設施放在碼頭兩側的蝴蝶翅膀上,最大程度利用岸線?!毙靽蚪榻B道。在實地考察后,團隊還變制約為利用,巧妙通過錯峰排期,讓“蝴蝶”碼頭與隔壁已經建成的碼頭“共享”2個系纜墩。通過一系列“巧妙安排”,最終使泊位長度達標,并在碼頭平面布置、結構安全等方面達到滿足???5萬噸油船的要求。
確定好了碼頭形態,選用何種樁基結構形式又成為項目團隊面臨的又一難題。徐國彬介紹,當時國內外沿海碼頭主要有重力式結構和板樁結構兩種樁基形式。若采用重力式結構,必須進行大量的水下炸礁作業,不僅對周邊碼頭及海堤安全造成影響,而且會改變區域水流流態,影響岸坡穩定;而若采用板樁結構,則對岸線長度有較高要求,440米的海岸線長度顯然難以施展拳腳。
兩種樁基結構都不理想。幾經思量,徐國彬決定創新采用高樁基礎。他解釋說:“就像踩高蹺一樣,45米的高樁將碼頭‘托舉’出水面,這樣不僅對水域環境影響較小,而且適用于陡峭地質,非常符合現場的施工環境要求?!?/span>
然而,在海面大風大浪的影響下,高樁沉樁作業時,樁身極有可能產生較大偏位,而且還有高樁傾倒的風險。瞄準這一“痛點”,徐國彬帶領項目團隊創新使用導管架基礎制作沉樁平臺,將海上施工變為陸上施工。沉樁平臺在海面下使用12根鋼管樁作為支柱,上下雙層導管架連接鋼管樁,成為海上平臺。平臺上布設H型鋼和網格板。沉樁平臺只需要改變導管架連接的形式,就可以根據不同的地質條件“變形”,為施工創造有利條件。
“蝶形”碼頭的建造做到了對岸線資源的最大化節約和合理利用,為大榭港區每年增加原油接裝卸能力1700萬噸,適應了寧波舟山港油品運量的快速增長,對長三角的能源保障具有重要意義。
來源:四公司
文字:史朵朵 韓軼凡 李雪妮