华声在线全媒体记者 王一辰 通讯员 刘浪峰
湖南首条3000吨级航道,正在湘江之上加速成型。
146公里航道整治、三线船闸建设,湖南省水运投所属湘江长沙至城陵矶一级航道项目(以下简称“长城航道项目”)施工现场,两道难题曾困住建设团队:桥底净空不足,大直径斜桩难施拳脚;混凝土水化热居高不下,温度裂缝隐患如影随形。破解之道,靠的是一个“钻”、一个“降”——钻破了空间天花板,降住了混凝土“高烧”。
“钻”透10米限高区
走进湘江长沙综合枢纽三线船闸施工现场,抬头是高耸吊臂,低头却是另一番景象——桥下净空高度仅有10米,大型设备转身都困难。然而,就是在这片空间里,要打下8根大倾角斜桩。这些斜桩是围堰挡水和桥梁支护结构的核心支撑,能有效分散侧向压力。
“传统工艺短板十分突出。”长城航道项目施工相关负责人李林恩介绍,常规钻机整机高度超标,根本进不了低净空作业面;设备拆装依赖大量起重作业,安全风险高;斜桩成孔精度难以把控,易偏孔、扩孔;同时钻进效率偏低,废渣排放量大,人工与工期成本居高不下。
低净空大直径斜桩施工现场
工期不等人。8根斜桩要赶在汛期前完成,否则围堰和桥梁支护体系无法有效形成,整个工期将推迟一年。技术团队反复研究和模拟试验,最终创新采用自研可调节门式钻机搭配液压反循环回旋钻工艺。这套设备加装了智能导向系统,实现斜桩倾角精准控制与动力自动调节。施工前,依据地层特性划分作业段落,明确钻孔参数与纠偏频次;施工中,实时监测数据并动态调整。
数据最能说明问题。单桩成孔周期从传统20天压缩至5天;成孔斜度偏差控制在1度以内,一次成孔合格率100%;低净空下无需高空拆装设备,大幅降低起重与高处作业风险。8根斜桩+700多根基坑支护桩,半年全部打完。桩基连起来两万多米,相当于跑了半个马拉松;深入岩石合计三四千米。
围堰要从桥底下穿过去。传统土石围堰会挤压桥墩,项目部创造性提出利用导航墙永久结构兼顾施工期临时围堰,既避开对桥墩的挤压,又省去拆建功夫。仅此一项,减少临时用地超400亩。基坑底下,3.8公里防渗线要做高压旋喷防渗墙。技术员发现喷射压力过高可能破坏地层,经无数次模拟优化,最终确定最适宜参数。机器轰鸣,钻杆一根接一根往下打。
“低净空大直径斜桩施工,是我们项目一项标志性技术突破。”李林恩说,“整体提质增效效果十分显著。”这项突破不仅确保长沙三线船闸围堰在2025年3月顺利完成合龙、闭气,也为类似低净空桩基施工提供了可推广方案。项目据此申请了国家发明专利。
给48万方混凝土“退烧”
如果说斜桩施工解决的是“空间”问题,那么制冰机温控工艺解决的是“温度”问题。
长城航道船闸主体需浇筑48万立方米混凝土,相当于建造20座标准地铁站的用量。如此大体量混凝土浇筑,最怕温度裂缝——水化热释放导致内外温差过大,产生裂缝,严重影响结构耐久性。
传统温控精度有限,裂缝修补成本高昂,技术团队将目光投向了拌合源头。“针对大体积混凝土温度裂缝难题,我们首次引入制冰机温控工艺,从拌合源头控温,搭配全过程闭环管控,有效破解了温控痛点。”李林恩介绍。
原理不复杂,但环环相扣:拌制时用冰屑和冷水替代常温拌合水,直接降低出机与入模温度;仓内提前布设测温元件和冷却水管,24小时实时监测内外温差,动态调节冷却水循环流量;浇筑完成后第一时间落实保温保湿养护,严控温差梯度。

制冰机给48万方混凝土“降温退烧”(以上图片由通讯员提供)
现场成效直观:混凝土入模温度稳定控制在28℃以内,结构内外温差始终保持在规范要求的25℃以下。所有大体积混凝土温度裂缝都得到有效控制,温控合格率100%。
“相比传统方式,不仅控温精度更高、稳定性更强,也省去了后期裂缝修补的成本与工期损耗,切实保障了结构耐久性与施工质量。”李林恩说。
从“钻”透10米限高,到给48万方混凝土“降温退烧”,长城航道项目以创新破题,结出累累硕果。截至目前,项目承接“揭榜挂帅”课题3项,申报国家发明专利20余项,参与制定地方标准2项。每一项突破,都绝非实验室里的“闭门造车”——而是在基坑边上、桥墩底下,一锤一锤敲出来的。
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