“世界第一井”在中国！大过13艘航母重量堪比182座埃菲尔铁塔

发布日期：2024-08-10222    已浏览 作者: 乐鱼下载app官网

 
　　前言：在长江之滨，一座连接山峦的巨桥横跨两岸，这就是世界第一大桥——五峰山大桥。

　　桥长6408米，主桥达1428米，是世界上第一长的混凝土双塔双索面悬索桥。桥下层为四线高铁，桥上层为八车道高速公路，堪称世界桥梁之最。
　　桥墩之下更藏有一个体积巨大的沉井，长100米，宽72米，高56米，是目前世界上最大的沉井。这个沉井之大，比13艘航母还要宽广，让世人为之惊叹。

　　一座长达1428米的主桥，是如何建成的？为何花费这么长的时间？中国究竟凭借什么造就了这一世界第一的奇迹？

　　沉井是一种用于桥梁建设的重要实施工程技术。它采用圆筒形或锥筒形的预制混凝土结构，依靠自重在要求的位置缓慢下沉，沉井能有效解决桥梁建设中对基础要求比较高的问题。
　　它能作为桥墩的地基，桥墩地基需要承受巨大的垂直压力和水平力，对其承载力要求极高。

　　如果直接在河床或软土地基上建设桥墩，往往难以满足规定的要求。利用沉井技术，可以预先制作好高强度的混凝土圆筒，再放置到适当位置让其下沉，就可构筑出超高承载力的桥墩地基。
　　沉井可在施工期间抵御水流冲刷，减少环境污染。桥梁大多架设在江河之上，施工全套工艺流程中势必会受到水流的影响。

　　如果直接在河床开挖基坑，会产生大量涌水和漂砂，严重污染水体。采用沉井可有效阻隔水流，避免污染，同时防止河床出现流失。
　　沉井筒壁可避免基础在下沉过程中发生歪斜。由于沉井需在松软土层中下沉，假如没有隔壁的支撑，极易在压力作用下倾斜偏移。

　　沉井的施工很复杂，需要投入大量人力物力。以五峰山大桥的北锚碇沉井为例，它长100米，宽70米，高56米，重达133万吨，相当于186座埃菲尔铁塔的总重量。


　　软土层时，他们在沉井顶部加压，遇到硬质地层时，则在沉井底部夹具进行拔除，最终段采用自重慢慢下沉的方式。工程队还需要随时清理沉井底部的泥沙，以防其阻碍下沉。
　　每下沉一部分就要进行碎石填筑和混凝土浇筑，让沉井底部得到加固。如此反复操作，最终完成这个庞大结构的整体下沉。

　　沉井施工对操作技巧和质量控制提出了极高要求，是对工程队技术实力的巨大检验。
　　五峰山大桥是一座位于江苏镇江的公铁两用悬索桥，它横跨长江主航道，为连镇高铁和江宜高速提供通道。
　　这座大桥在2020年12月开通，一举击败多个世界纪录，成为全世界第一的公铁两用悬索桥，也是世界上主跨最大的悬索桥。

　　然而，悬索桥本身就不适合用来通行高铁，易产生共振。为了确认和保证桥身足够稳定，五峰山大桥采用了多项创新技术。
　　使用直径1.3米、承受力达18万吨的主缆，打造出世界最大的陆地沉井等。其中，沉井技术可谓解决了项目的重中之重。

　　由于五峰山大桥北岸锚碇点地质复杂，简单修建难以承载巨大拉力，必须想别的办法来固定主缆。
　　为此，工程团队研发出一种名为“沉井”的结构。这种沉井直径达50米，深达70米，内部充满液化石油气，下面还布设有吸力桩，将沉井牢牢固定在地下。

　　五峰山大桥之所以能横跨长江，全仰仗这项原创技术的支持。沉井不仅解决了施工难题，也使桥身在恶劣天气下依然稳如泰山。

　　正因有了这一创新，五峰山大桥得以在技术上实现突破，完成了一项世界级的壮举。
　　可是，五峰山大桥为何要采用这种对高铁并不友好的悬索结构？原因主要在于它的特殊选址。

　　这座桥位于五峰山山脚，正好处在长江的主航道上，每天都有大量船舶通过这里。如果桥身跨度不够大，就需要在江面上打桩建造桥墩，这无疑会严重阻碍江面通行。
　　为此，工程师决定采用超大跨度的悬索桥方案，使桥身完全悬空，不影响江面航行。但同时，也对桥身结构提出了极高要求。

　　一方面，必须确保这种柔性较大的结构能够安全承载高铁，另一方面，还要防止强风导致的共振问题。

　　五峰山长江大桥横跨长江流域，连接江苏南京和镇江两地，是我国第一座公铁两用千米级悬索桥。修建这样一座标志性的超大型跨河桥梁，地基工程可谓困难重重。
　　桥址地理环境复杂多变，南锚点位于两个山峰之间的狭窄山壑，空间受限，无法像平原地区那样简单地使用传统的打桩机开展施工，潜在的山体滑坡风险也令施工方寸步难行。

　　与之相对的是，桥址北端地势较为开阔，地表条件较好，但水文地质情况复杂，根据前期地质勘探，该区域潜在含水层较多，地下岩石裂隙较多，如果直接开挖主墩沉井，势必会激发地下水涌出，进而引发周围地面出现区块下陷或塌陷。
　　五峰山大桥作为我国第一座公铁两用千米级悬索桥，需要同时满足高速铁路和高速公路的运输需求，这就从另一方面代表着大桥需要承载的荷载远超普通桥梁。

　　主缆直径达1.3米，为全世界公路及铁路桥梁中最粗的钢缆。要稳固地支撑起这些巨大的荷载，地基一定要具有足够的承载力。
　　经过方案比选，设计师决定在桥北端采用直径数十米的巨大锚碇沉井来实现这一目标。

　　据了解，该沉井在江面上的部分长100米，宽72米，下伸深度达110米，相当于一栋30多层的高楼。
　　整个沉井的总重量高达133万吨，相当于22艘排水量满载的辽宁号航空母舰，或186座著名的埃菲尔铁塔的总重量。可见，其工程量之巨大可谓前所未有。

　　施工单位先在江面上建造了一个大型的防水围堰，将施工区域与外界江水隔离开来，然后通过抽水设备抽干沉井内的江水，以免影响后续的深基坑开挖作业。

　　随着挖掘的深入，地基承受的阻力也慢慢变得大，必须使用特制的高强度锚碇，依靠自重和锚碇的摩擦力来克服这些阻力。
　　与此同时，实施工程人员还须时刻注意抽水排泥，确保地下水、雨水以及浇注过程中的泥浆可以顺利排出，不会突然涌入大大增大沉井的负载。

　　为确保沉井平稳下沉，中铁大桥局在沉井内部安装了300多个传感器，利用声呐对沉井进行实时监测，并采取了自动排污机器人进行吸附作业，大幅度的提升了作业效率和安全性。
　　由于沉井体量太大，无法一次性完成，只可以通过分级施工逐步建造。在施工全套工艺流程中，工程技术人员日夜监测各项数据，确保每次下沉都在可控范围内。

　　他们使用先进设备如3D打印支撑体系，确保沉井内部结构完整，同时配备无人机进行巡视，以便及时有效地发现问题。

　　最终，在精心计算和控制下，巨大的沉井缓缓下沉，直至设计的预定深度。接着，人工在沉井内部进行混凝土浇注，待固化成型后，一个重达13万吨“地基之王”才正式诞生。
　　不难想象，整个工序错综复杂，每一个环节都不容有误。如果方向略有偏差，或是混凝土注浆不当，都可能会引起沉井倾斜或其他事故，届时工程只能重来。

　　然而，全世界内从未有过这么大规模的沉井施工成功先例，我国的设计及施工团队完全依靠自主创新，才最终化解了一个又一个“不可能”的难题。
　　尽管相比传统方法，沉井工艺周期长，对旁边的环境影响较大，但针对五峰山大桥的真实的情况，它仍是一种相对可行且成熟的方案。

　　五峰山大桥桥身采用上层公路和下层铁路的双层设计，实现了公铁两用，是当时世界上独一无二的结构。

　　然而，在欣喜背后，我们也应思考基建对生态环境的影响。每一座桥梁的兴建，都或多或少会对周边ECO产生冲击。
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