瓯江，当滚滚江水流经温州灵昆岛之后，分为南北两汊。其中在北汊的广阔水域上，一座大桥正凌空而起，它就是温州瓯江北口大桥。

    4月12日晚，随着最后一车填仓混凝土浇筑完成，由中交二航局承建的温州瓯江北口大桥南锚沉井宣告完成，意味着世界首例在深厚淤泥层中建造的超大型陆域沉井取得成功。

    温州瓯江北口大桥为世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥，其下部结构由中塔、南塔、北塔、南锚、北锚5大基础组成。其中南锚为重力式锚碇，下沉难度和下沉过程中姿态控制难度极大。

    “奶油”中的创举

    2018年5月15日，大桥南锚碇沉井顺利完成第一次下沉。

    对大桥而言，南锚碇如同力压千金的秤砣，将起到拉起整座大桥的作用。南锚碇沉井十分巨大，其平面尺寸为70米×63米，相当于10个标准篮球场大小，共需混凝土浇筑量为23.7万方，混凝土用量足以建造3座世界著名的上海深坑洲际酒店，沉井总重量达50多万吨，相当于8艘大型航母的重量之和。

    南锚碇基础采用沉井结构形式，共分四次接高和三次下沉，首次沉井接高高度为23米。在完成一切准备工作后，2018年3月6日首节沉井开始下沉，于5月15日晚上下沉到指定位置——地面以下19米。

    中交二航局北口大桥土建三标常务副总工夏崟濠介绍说，在沉井下沉过程中，首先要“稳得住”，然后要“下得去”。面对40多米厚的淤泥层地质条件，如何让重量巨大的沉井在软弱如奶油的淤泥中“稳得住”,是他们遇到的一大难题。

    由于南锚碇沉井的技术要求与施工难度极高且无任何案例可以借鉴，项目部通过对多种地基处理方式调研之后，决定采用国内最长36米砂桩加固地表换填的方式改变地质结构，增强地基承载力。同时为保证沉井“下得去”，项目部经大量分析和试验，最终把砂桩置换率确定在36%，有效防止了承载力过大。

    沉井下沉过程中，不光要“下得去”，还要保持平稳姿态。由于沉井尺寸较大，且地基承载力不均，很易导致沉井倾斜，这就相当于薄板容易因挠度过大而出现开裂的情况，对此，项目部创新性地采用了“十字拉槽加全断面小锅底开挖”工法，同时安装300多个监控元器件，结合信息化手段，实时监控沉井姿态应力情况。

    项目部不断地分析监控数据，及时调整施工策略，同时，中交二航局技术专家定期到项目进行“驻扎式”技术指导，为工程建设提供了有力保障。沉井首次下沉顺利完成，并且创造了超大型沉井在整个支撑体系转换阶段零裂缝这一创举。

    穿透“橡皮糖”

    2018年10月25日15点，大桥南锚碇沉井下沉9.58米，顺利达到设计标高，第二次下沉施工圆满结束。

    在第一次下沉中，十字拉槽排水下沉法有效克服了板结淤泥层土质。然而第二次下沉采用不排水下沉，在水下进行吸泥，作业环境未知，难以捉摸，不可控因素较多。在施工前期，项目部进行了严密施工布置，采用BIM手段对施工方案进行模拟，验证施工方案的可行性。为确保下沉有序进行，技术人员对沉井姿态、结构应力等指标进行实时监控，为沉井下沉做好了理论支撑。

    然而第二次下沉施工没多久，就遇到了“下不去”的困境。眼看着工期一天一天拖延，夏崟濠皱起了眉头。

    原来，第二次下沉遇到了黏土淤泥层，不同于“奶油”的性能，黏土淤泥层就像“橡皮糖”一样，粘性较大，附着性较强。根据地质条件，项目团队决定采用绞吸机作为第二次不排水下沉施工的设备。但现有的绞吸机多用于砂质地层，并没有在黏土淤泥层中施工的先例。经试验发现，现有设备根本无法有效吸泥。如何摆脱“橡皮糖”的束缚，让沉井稳步向下挺进，成了困扰沉井下沉的又一大难题。

    为此，夏崟濠带领技术人员走访了河南、湖南、湖北、山东等地的多家厂商，考察了各种设备，均不能达到要求。

    既然现有设备无法解决问题，那么只有另辟蹊径。项目部大胆创新，成立设备研发小组，踏上新型装备研发之路。由四旋翼无人机得到灵感，项目部设计了“倒立的无人机”——“水下快速取土装置”。此装置由四个电机带动四个绞吸头，与无人机方向相反，向下绞吸。经过在相同土质中的不断测试和改进，设备最终研发成功，投入使用。在第二次下沉过程中，项目部自主研发的20台“水下快速取土装置”，用18台龙门吊配合调动装置，有效解决在黏土淤泥层中取土难问题。

    钻机走上新岗位

    2019年2月，随着第三次下沉的推进，沉井井孔水位也越来越深，第二次下沉使用的“水下快速吸泥取土装置”显得力不存心，因为其电机的密封性不能承受深水水压，极易造成电机烧坏。项目部不得不放弃“水下快速吸泥取土装置”，另外寻找更加给力的设备。

    经过多次讨论，夏崟濠他们提出一个大胆的想法：能否把专用于桩基施工的大型钻机设备用于沉井下沉取土？

    项目部共投入22台钻机，配合移动台车进行第三次下沉深水取土。钻机钻头开钻面积较大，按理说取土功效应该非常显著，但实际情况却不容乐观。从取土管道排出的泥浆很稀，并未发现携带大量沙土，沉井还是“下不去”！

    “这是什么原因呢？”原来，钻机开钻面积虽大，但针对粘性较大的淤泥，就像一个“和面机”一样，只是让黏土在原地打转，并不能将黏土搅碎，不能搅碎，就不能吸取。这让夏崟濠他们空欢喜一场。

    中交二航局技术团队开展多次技术攻关头脑风暴，最后大家认为，如果说黏土淤泥就是一个“面团”的话，将“和面机”进行改造，给它的钻头加装一个“刨丝器”，让它在搅拌过程中，将面团像削土豆丝一样削碎，这样是不是就可以把淤泥吸取出来呢？

    项目部马上将22台钻机的钻头进行改造，增加“刨丝”钻齿。经过改造的钻机，迅猛向下钻进，吸泥管道滔滔不绝地吐出泥浆，沉井开始稳步下沉，于2020年3月5日终沉到位。

    混凝土大会战

    3月6日上午，随着40多辆混凝土搅拌车陆续进场，温州瓯江北口大桥正式启动南锚碇沉井封底及填仓混凝土的浇筑施工，设计混凝土总方量近16万立方米，其中封底6万多立方米混凝土，填仓9万多立方米混凝土。

    在施工过程中，项目部采用三班倒连续作业模式，昼夜不停，加紧浇筑，共投入4台布料机、3台车载泵、7台拖泵等大型设备，在沉井施工现场四面八方同时开工。40多辆混凝土运输车排队驶向沉井四周，场面蔚为壮观。

    3月24日晚，6万余方封底混凝土浇筑完成；4月12日晚，9万余方填仓混凝土浇筑完成，比原计划工期提前完成任务。

    至此，大桥南锚碇沉井如磐石一般深嵌在瓯江南岸的深厚淤泥层中，它将承载着大桥主缆的千钧拉力，挽住大桥的生命线。

    温州瓯江北口大桥南锚沉井的成功建造意义重大，深厚淤泥层中建造超大型陆域沉井难的世界性难题得到解决，这为特大型桥梁沉井施工开辟了先河，提供了成熟的成功案例。

    据了解，这座大桥的建设，将提高我国东部沿海公路运输大通道通行能力，推进温台产业带和温州瓯江口产业集聚区发展，缓解甬台温高速压力。

BIM技术是未来的趋势，学习、了解掌握更多BIM前言技术是大势所趋，欢迎更多BIMer加入BIM中文网大家庭（http://www.wanbim.com），一起共同探讨学习BIM技术，了解BIM应用！