亚洲最长船坞改造二三事
外高桥2号船坞改造中。本文图片由中交三航局提供
俯瞰上海外高桥造船厂2号船坞。
6月10日,上海外高桥造船厂2号船坞完成竣工预验收。在紧张施工18个月后,这个能同时满足两艘13万吨级大型邮轮或一艘20万吨级豪华邮轮整船建造能力的“亚洲软土地基上建造的第一船坞”登台亮相。
攻坚克难 改造生产“两手抓”
此次外高桥2号船坞改造工程是为建造中国首艘具有世界先进水平的大型邮轮而启动的第一个基础建设改造项目。
据中交第三航务工程局有限公司(以下简称“中交三航局”)2号船坞改造工程项目经理王伟介绍,该船坞改造后最大变化是体量:长度由原来的540米,向陆侧延伸了200米,总长度达到740米。该长度是中国辽宁舰长度的两倍多,普通人从船坞头部步行至尾部就需要花费至少9分钟时间。
该改造项目的特殊之处不仅在于改造体量大,更在于改造过程的复杂。
记者了解到,该项目于2018年12月启动建设,建设过程集业主造船、工程施工及科研工作于一体。正因如此,如何保障业主造船生产和船坞施工互不影响成了摆在施工团队眼前的第一个“拦路虎”。
“工程首先面临的问题是协调工序。”王伟介绍,造船生产和改造施工相互制衡,施工方必须使出浑身解数,将影响降至最低,保障船厂边改造边生产双轨齐驱。
面对困难,施工团队选择主动出击,齐心协力寻找突破口。
为最大限度保证船坞正常生产,中交三航局采用一系列复杂的定位纠偏工艺,降低扰动,实现过去不敢想象的高难度施工。同时,为保证2号船坞老区段正常生产,延伸段施工还做了各种隔离,确保造船时放水、抽水及进船、出船不会影响延伸段的施工。这也被誉为国内最难的水陆工程。
面对改造生产两手抓的特殊施工要求,如何最大程度保障施工安全?
对此,中交三航局在项目管理上,专门设计了一套行之有效、可复制、可推广的创新工程管理模式。
“我们通过技术层面工序的优化来降低了安全风险。常规施工是先施工廊道全断面,最后在坞室内安全滚动护弦。这样高空作业周围安全维护无法实施,安全风险大。对此,我们项目部在前期策划时在工序上作了优化,让廊道完成底板及墙身浇筑时,就在廊道底板标高上安装好滚动护弦。这样可以有效化解安全风险。”王伟说。
探索前行 解决结构工艺难题
除了要解决边改造边生产的问题,在施工过程中,最难的还是老船坞的旧结构改造。“改造一座船坞,远比新建船坞要麻烦得多。”王伟说,“老船坞的旧结构会成为施工过程中的绊脚石,有时候让我们畏首畏尾、难以下手。”
2号船坞紧邻外高桥船厂厂区3号配电站,是船厂的动力中枢。如果简单拆迁配电站,将导致整个1号、部分2号船坞及四台大型龙门起重机停工2个月左右,直接经济损失超6000万。要确保船厂的正常供电,这对2号船坞西南角坞壁钢板桩和锚碇墙的拉杆施工造成了极大困扰。
“由于拉杆位于地下4米处,每根长达27米,不可避免要对地面进行大面积开挖。”项目总工袁扣峰说,“3号配电站刚好位于西南角坞壁和锚碇墙的中间位置,不得不进行迁移作业。”但按照施工要求,为防止支护坞室的钢板桩失稳,造成坞室坍塌,需在坞室反方向修筑锚碇结构,将钢板桩与锚碇结构以拉杆连接、锚固。这样一来,钢板桩一旦发生位移,拉杆就会形成一个拉力,阻止钢板桩移动,保持结构稳固。
“要保证配电站正常运行,又要确保拉杆正常展开施工,太难了。”王伟不禁思考,能不能效仿地铁盾构施工形成地下通道,使拉杆从配电站下方穿过。这样就无须大面积开挖地面,又能安全地进行拉杆施工。
经过项目部头脑风暴,大家梳理出了不少线索,但还是被否决了。
常规工艺无法实施,王伟和技术团队决定换个思路。最终他们锁定了激光导向的微型顶管施工法,并邀请专业技术人员一同参与方案制定,将微型顶管技术引入拉杆施工。“顶管技术就像是钉钉子,穿透土层形成管道,然后将拉杆穿过通道。”王伟解释说。
为确保施工万无一失,项目团队在施工准备阶段就对微型顶管的架设、导向控制、顶推成管等施工步骤进行了多次模拟推演。
一切准备就绪,顶管下穿配电站施工正式开始。技术人员目不转睛地盯着潜望式经纬仪,小心谨慎地操控着。看着首节顶管开始推进,大家激动不已。可不一会儿问题就出现了:掘进速度异常缓慢。王伟立即停止施工,联合技术团队找“病因”。
经过一番探寻后,项目团队发现原因是地质偏硬,造成顶管推进缓慢,必须增大推力。项目部很快展开验算,综合土体反作用力和顶推系统的最大顶力,对顶推进行改造升级,增大马力。
一番辛苦没有白费,这一改造让顶管推进速度有了明显提升。项目部并未因此放松警惕,在施工中仍严格把控,及时调整顶推系统参数,确保后续管节顺直。顶管施工结束后,检测显示,偏移误差控制在了1厘米内。
如期履约 12天完成节点施工
“真没想到你们在疫情这么严峻的情况下,仅用了12天就完成节点施工!”中交三航局承建的2号船坞改造项目主体完工当日,外高桥造船厂代表连连夸赞。
春节前,外高桥造船厂依据国际订单需求,明确2号船坞原坞室内一艘海上浮式生产储油船出坞、新坞室内双半船对接落墩需在3月7日完成,不容有误。“按照任务指标,要求我们必须赶在春节休假前完成第12和13块坞底板浇筑施工。”项目副经理王学森介绍。
此时离春节不足1月,两块底板浇筑正常要14天,而项目还有其他施工同步进行,工期异常吃紧。这让王学森颇感压力。
项目部迅速掀起劳动竞赛大干热潮。“2019年12月22日完成西4底板砼,23日完成西5减压排水层施工、西侧土方回填……”这是挂在王学森办公室墙上的施工计划表,倒排到每一天,工序细化到每一小时。
就这样,一个小节点、一个小目标地攻克。最终,春节前该项目不仅完成了既定目标,还超额完成第14、15块坞底板浇筑,结束全部坞底板施工。
但突如其来的新冠肺炎疫情导致复工迟迟不能兑现。眼看时间一天天临近,回想起对业主的承诺,王学森感到既焦虑又心急,难道要坐以待毙?
“绝对不行!”王学森决定迎难而上,为复工做好功课。他和项目党支部副书记崔云走遍上海所有大小药店,多方联系,帮助项目组在复工前储备了数千个口罩等防护物资。他还将项目防疫和复工准备情况告知协作单位,给他们吃下“定心丸”。此外,安排专车分3次将非重点疫区50名务工人员接回,以便“早返沪、早隔离、早复工”。
尽管复工动作快速,但仍比原复工时间整整晚了15天。如何将失去的工期赶回来?王学森脑海里不断推演对策,总结出了“清单制”施工方案,即对施工任务逐项分解,以清单形式明确每天工作目标,再配以适当的人、机、料,确保日事日毕。
就在施工速度实现一次次的突破时,廊道缺口封堵又陷入了困境。廊道缺口封堵是完成出坞节点的关键。因为船舶出坞需要放水,若廊道缺口不封堵,坞室将无法蓄水。
按设计,廊道缺口封堵施工需14天,远超出坞时间节点。且由于廊道缺口脚手架搭设与钢支撑拆除冲突,要3月1日才能展开施工,无法保证出坞目标。更麻烦的是,廊道缺口封堵采用混凝土结构,而搅拌站3月5日才能恢复砼供应,不能满足施工需求。
王学森紧急联合袁扣峰商讨对策。经过各种讨论、反复计算受力情况后,在满足水压力,又能满足工期要求的前提下,一致决定将现浇混凝土挡墙结构改临时用砖墙、钢模板及支架组合挡水方案。
一切就绪后,项目部快速展开施工组织,经过连续7昼夜的奋战,完成了廊道口封堵。至此,影响出坞的最大阻碍被清除。
上下同欲者胜。最终,项目团队用12天交出了漂亮战果,如期履约。