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第一座深水码头

时间:2023-01-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在第一片海上陆地建设的同时,由秦皇岛港务集团有限责任公司控股,首钢总公司、唐钢集团有限责任公司、河北建设交通投资有限责任公司和唐山港口投资有限公司共同参股的唐山曹妃甸实业港务有限公司也成立起来了,建设两座二十五万吨级铁矿石大型深水码头的序幕正式拉开了。曹妃甸深水码头需要打桩的总数量是九百三十六根,每根桩之间相距四点五米,百分之六十以上是斜桩。

在第一片海上陆地建设的同时,由秦皇岛港务集团有限责任公司控股,首钢总公司、唐钢集团有限责任公司、河北建设交通投资有限责任公司和唐山港口投资有限公司共同参股的唐山曹妃甸实业港务有限公司也成立起来了,建设两座二十五万吨级铁矿石大型深水码头的序幕正式拉开了。

担任工程建设的是中港一航局一公司曹妃甸项目部。

中港一航局是一家国有大型筑港企业。该企业拥有娴熟的施工技术、先进的装备、丰富的组织经验,过去一般都是在内河或者是在湖泊里做港口,在曹妃甸这一敞开式海域建设大型深水码头,还是破天荒的第一次。

在曹妃甸建设大型深水码头,面临四大困难:

一是工期太紧。按照规划设计,曹妃甸二十五万吨级铁矿石码头长七百三十五米,宽三十一米,引桥三十五米。建设这样大型的深水泊位,最少需要两年,现在甲方给的工期只有短短的十三个月,还要扣除十一月到来年三月四个不能施工的寒冷冬月,有效工期只有短暂的八个月。3月份,有效施工时间是十四五天。4月份,有效施工时间是十七八天。5月份,有效施工时间是二十天左右。七、八、九这三个月,是施工的黄金季节。一到十月份,天气寒冷,有效施工时间也就是十四五天。10月份以后就没法施工了。总有效工期也就是四个月左右。

二是运距太远。在内河建港的时候,一般都有制作钢筋混凝土预制件的加工场地,但曹妃甸却不具备这个条件。所需的数十万吨钢管桩、水泥、钢材等物资全部都要在天津加工完成后,用船舶从九十公里外的天津港分批运到曹妃甸施工现场。

三是水位太深。曹妃甸地处外海,属于开敞式水域,没有防浪堤,近岸也没有掩护条件,渤海湾主航道风大、涌浪大,打桩作业船根本停不稳。浪头最高时达到五六米,水流较大,每秒一点七米,水位最深将近三十米。施工时容易发生拉锚事故,所以每条作业船上,需要配五吨以上的大锚才能固定。曹妃甸是高桩码头,标高达到负六十米到六十五米,桩长六十到七十多米,直径从一点二米到一点八米,每根重量高达六十吨,桩基承载力较大,需要大船配大锤,锤击率也比较高,一般一根桩需要打一千多锤,最多需要五千多锤。

四是气候恶劣。曹妃甸气候多变,经常遭遇“突风”,持续时间二十分钟就过去了。天气预报也很难做出准确预报。台风能防,“突风”不能防,必须选择大船实施防抗结合。如果发生特大风暴潮,还必须将作业船拉回到天津港或者京唐港避风。距离三十多海里,调船需要七八个小时。

更困难的事情是打桩。

天津港码头宽九十米,而曹妃甸深水码头设计宽度只有三十一米,作业空间很小。码头距离岸边有将近四百米,需要用引桥连接,不仅施工量大,而且效率低。曹妃甸深水码头需要打桩的总数量是九百三十六根,每根桩之间相距四点五米,百分之六十以上是斜桩。一般打直桩一个班能打五根,而斜桩只能打四根。这无疑大大增加了施工的难度。

打桩的顺序,是根据图纸和船基来确定的。在打桩之前必须先用纸片做一个小模型,这个模型和码头的图纸比例是一样的。按照作业规范,在打正式高桩之前,需要提前打一根实验桩。通过实验测出每个桩的不同桩径、不同的土壤结构及单桩的承载力。打完实验桩以后,还要做一个起固定作用的平台。许多实验设备要吊运到平台上面,确定先打哪根后打哪根,第一轮打哪根第二轮打哪根,也许先打这根后打那根,也许跳着打。

为了增强打桩船的固定性,他们使用了一艘在任何码头施工中都没有使用过的大船。其最大特点是锚大,缆绳也粗。这艘作业船长九十六米,宽二十八米,最多时上了三个吊机,有一百吨的,有一百五十吨的,稳定性最好的是五千吨的,最适合在风浪巨大的海面上作业。

尽管是钢管桩,壁层厚,直径大,但在打第一根正式桩时,因为桩长水深,还是晃动得很厉害,最大倾斜幅度居然达到四十五公分。为了破解难题,他们采取了卫星定位仪实施自动定位后再打。

寒冷的11月,曹妃甸开始站不住人了,被迫停工。

本来可以撤回到天津港,但为了赶工期,破例将大批打桩船留在曹妃甸,一旦发现有合适的作业时机就上船施工。按照作业规范,六级风以上的天气是不允许施工的。因为冬季风大浪高,打桩船无法停泊稳定,在海上像树叶似的摇晃,不能保证人员和设备的安全。

他们遇到的另一个困难是:桩底的腐泥有两三米厚,必须掏出来。

桩底有二十多米深,难度很大。

曾经考虑把人放进去清理,因为在南方很多的地方都是用人工进行清理。但曹妃甸地质特殊,底下有甲烷气体,人在里面待的时间长了会有生命危险。他们又想出了一个土办法,把一只鸡吊下去,看到底能待多长时间,以此来确定是否可以派人下去作业。但实验很快就失败了!因为人和鸡的氧气消耗量不一样。后来又想出一个办法:往筒里送风,再把人送下去。结果人下去一看,桩底腐泥太厚,不适合人作业,最后不得不把人重新吊上来。

怎么办?

他们很快又想出新的作业方案,用液压抓斗去抓。

不行!不行!还是不行!

海上的风浪一大,船上的吊机吊着抓斗不稳,即便能抓,效率也很低,况且根本无法准确将抓斗深入桩筒。

通过不断优化和改进,最终找到了“气取法取泥”的办法:把压缩空气不断地打进水里,把细沙举起来悬浮在水面上,再用水泵把含有沙粒的水抽出来,这样泥浆和沙子自然而然地被掏出来了。反复试验证明,采用这种方法吸净一根桩的腐泥只需要短短的两个小时,不仅速度快,而且确保质量。

码头桩打完了,就要为建设“抗冰墩”打桩。

曹妃甸属外海,水的流速很快,达到每秒一点七米。冬天有浮冰,多了可能形成冰排,对码头的冲击力很大。如果大量拥挤在码头周围,在潮流和波浪的作用下,就可能把码头挤压垮塌。所以为了保护码头的整体安全,就在码头两侧设计了抗冰墩,用来破碎浮冰。

曹妃甸是中国第一次使用抗冰墩的深水码头。

每个抗冰墩有八根钢桩,每根桩直径十四米,这种桩最难打。锤胆四十三点五米,重十二点五吨,每分钟四十锤左右,需要连续击打七个多小时。不仅重量大,而且频率高。打得时间长了,桩体会发红发热,锤身会发生断裂,只好不断地换锤垫。过去一般用钢绳,断裂后就得换钢绳了,钢绳盘一圈压一圈,两三层。

钢桩打完了,要浇铸水下混凝土。曹妃甸有潮差,涨潮的时候水会上来,落潮时水跟着落下去,所以想要成功很不容易。

因为钢套里面开了很多孔,如何使浇筑的混凝土不溢到海里去?

他们又使用“充气胶囊”的办法:把“充气胶囊”像救生圈一样套在桩筒上,先不充气,套箱安装完以后再充气,胶囊利用自身的浮力填补空隙,又具有足够的强度来承受混凝土的压力,保证了混凝土的浇铸成功。

英雄的中港一航局一公司的建设者们只用了将近十个月的时间就完成了两座二十五万吨铁矿石码头的施工。全国打同类桩的最高纪录是连续二十四小时打二十一根,他们却打了二十二根,突破了全国纪录。合格率达到百分之九十,创造了中国大型散装泊位建设的奇迹。

回忆起这段修路建港的历史,朱继民至今还感慨万端:“我曾经到日本新日铁和韩国浦项两大亚洲知名的钢铁企业实地考察过,发现都是20世纪五六十年代建设的,完全是面向海洋,到了20世纪七八十年代就已经成为清洁化的工厂,形成了面向全球的竞争优势。如果首钢通过搬迁调整,面向海洋找到新的出路,就可以理直气壮地告诉广大干部职工首钢的未来是什么。唐山市委、市政府不辞辛苦,历经艰难,锲而不舍,十年如一日,谋划争取,使我们非常感动!在河北的感召之下, 2002年我们与唐山共同组建了曹妃甸实业开发有限责任公司,河北让我们做大股东,占百分之三十,联合开发建设通岛公路工程,为可能的搬迁打基础。后来又联合建港,为曹妃甸未来的发展初步显现了一幅美好的蓝图!”

如今,两座二十五万吨级的铁矿石码头,巍然屹立在曹妃甸南端波涛滚滚的海面上,如同敞开的海上大门,迎接来自世界的巨轮。

新首钢开始近距离地面向世界!

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