设为首页 - 加入收藏 - 网站地图
当前位置:主页 > 十堰财经 > 正文

给沉管穿上“轻铠甲”

时间:2020-09-15 05:33:25 来源:十堰新闻网 阅读:

  入秋的渔梁洲,建设者们的热情持续高涨。在中交二航局投资建设的华中地区首条内河沉管隧道——襄阳市东西轴线鱼梁洲段东汊工区干坞预制场内,建设者们正在为沉管浮运做最后的冲刺。

  9月1日,一个令人振奋的消息传来,中交二航局顺利完成轻质混凝土预制产品试验,并将大批量投入生产,沉管浮运安装后,项目部将迎来国内首例泡沫混凝土水下应用工程。

  这,给建设者们吃了一颗定心丸。

  被誉为“千里汉江第一隧”的襄阳市东西轴线项目全长5.4公里,其中,明挖隧道长4.4公里,沉管隧道长1公里,是目前国内整体建设规模最大的内河沉管隧道,通车后将进一步提升襄阳“七省通衢”的交通作用。“沉管隧道设计使用寿命是100年,而汉江岸堤的回填和沉管顶部的回淤容易造成各管节差异沉降,是影响隧道结构安全运营的最大不确定因素。”项目总工孙晓伟说。

  沉管隧道投入使用后,所处区域不仅要满足2000吨级船舶通航,还要能抵御50年一遇的洪水,因此这条“长龙”需要沉放于近16米深的河床里。沉管所在河床为淤泥区,当沉管就位后便会陆续回淤,十多米厚的淤泥会为沉管带来较大的荷载。能不能寻找一种高强轻质材料替代这些淤泥?项目部组织材料和结构专家开展研讨。首先这种材料要比水重、比淤泥轻,浸水后重量控制在每立方米1200千克至1400千克范围内,使其如轻盈的铠甲,包裹在沉管四周,以此化解荷载风险;其次在投入使用后百年内要能够持续运用,且不能污染水环境。

  经过反复试验比选和研究,基于之前港珠澳大桥研发经验以及其他应用案例,研发团队将目光锁定在泡沫混凝土上。泡沫混凝土的主体是水泥,具有重度可调、成本合理、环保耐久的特点,符合预期三大目标,但在水下应用却是首次。为此,研发团队与中国地质大学泡沫混凝土的研发团队进行科研合作。起初,研发团队认为采用煤渣作为细骨料代替细砂效果会更好,因为煤渣比较轻盈,同时可以循环利用固体废弃物,有利于环保,并且资源充足,成本更低。但在试验过程中,研发团队发现,煤渣本身是一种多孔隙结构材料,吸水量大,浸水后的重量超过了每立方米1400千克的上限,不符合减载要求。

  如何解决这一问题?这成为建设者主攻的方向。

  大家再次开启头脑风暴,除了吃饭睡觉,就是查阅相关文献和做试验,有人提出了从发泡设备入手。经过比选,项目部购买了发泡更多更细的高性能进口发泡枪,使气泡能更好地与其他材料结合,闭合更多的气泡。但试验结果显示,虽然在一定程度上降低了浸水后的重量,但还是有部分气泡因不稳定而破裂进水,导致试块有一定的沉降,研发再次陷入僵局。

  “咱们自己有一个外加剂生产厂,可不可以从发泡剂入手?”研发负责人朱志刚博士有了新想法。从乱麻中找到了线头,随即,研发团队便利用生产基地及中国地质大学的分析设备,通过近一个半月、上百次的研发试验,终于研制出了高性能专用发泡剂与增粘剂。新型发泡剂与增粘剂的添加,使得泡沫混凝土的饱水容重控制在每立方米1300千克左右,并且一次性浇筑高度由常规的0.4米突破至0.9米甚至更高;沉管顶部水的压强为0.5兆帕,而试块能抗住3.2兆帕以上的压强,既起到了减载效果,也提升了抗压能力与使用寿命。

  沉管减载泡沫轻质混凝土的成功研发,有效保证了沉管的使用寿命。通过新材料、新工艺建造出来的“轻铠甲”,为以后沉管减载结构提出了一种新思路。(文:田本灿图:夏威)

(责任编辑:十堰)