2016-05
09
早春的上海依然寒意料峭,这一日,却好像热得不同寻常。一直到坐在王成启面前,身上还是一阵一阵腻腻的汗。与笔者的仓促狼狈相比,王成启的儒雅与淡定,好像在空气中打开了某个开关,让人渐渐安定下来。“咱们有两年没见啦。”一句简单的开场白,将笔者的思绪拉到两年前,也是在这间办公室,也是在这样的天气,也是这样从容不迫的王成启。那时候,王成启带领着他的团队正奋战在世纪工程港珠澳大桥项目中,为了解决暗埋段隧道混凝土裂缝控制技术难题,工作室成员们在岛上打着持久战。
一晃两年时光,港珠澳大桥暗埋段问题早已解决,成为王成启工程材料劳模创新工作室一枚过往的勋章,而他们也迎来了新的挑战——港珠澳大桥岛隧工程人工岛清水混凝土施工项目。
清水混凝土又称装饰混凝土,因其极具装饰效果而得名。它一次浇筑成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面,因此不同于普通混凝土,表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染,只是在表面涂一层或两层透明的保护剂,显得十分天然、庄重。
在中国,清水混凝土尚处于发展阶段,属于新兴的施工工艺,真正掌握此类建筑的设计和施工的单位并不多。清水混凝土墙面最终的装饰效果,60%取决于混凝土浇筑的质量,40%取决于后期的透明保护喷涂施工,因此,清水混工水平是一种极大的挑战。
作为世纪工程、地标性建筑,港珠澳大桥岛隧工程人工岛及岛上建筑是重要景观之一,采用清水混凝土结构,对于提高耐久性和提升港珠澳大桥工程整体形象具有重要意义。而将多用于工民建、小型构件中的清水混凝土应用到大规模的水运工程中,这在国内尚属首例。王成启与他的团队,正是“第一个吃螃蟹的人”。
早在2014年年初,港珠澳大桥工程刚提出大规模采用清水混凝土时,但初始阶段,项目部自身团队在进行研究。但了解到这一情况,王成启团队自行开始技术准备,进行了国内外资料调研、工程调研和关键技术研究等多方面的准备工作。直至9月份,鉴于港珠澳大桥工程开展清水混凝土大规模应用的特殊难度以及王成启团队在解决暗埋段裂缝取得的成果,中国交建港珠澳大桥项目部提出让这一技术团队尝试介入这个技术难题的科研工作,同时还有几个科研院所也被要求同时进行研究。虽然做了一定的技术准备工作,但从来没有接触过清水混凝土的团队成员们还是顿感压力巨大,这压力,不仅来自领导,也来自同行。可不能让工作室丢脸啊!
团队成员们一头扎进了实验室。构件尺寸大、材料用量多、使用环境恶劣,是将清水混凝土运用到港珠澳大桥东人工岛项目的几大难点,为了克服这些困难,设计、选材、配比、建模……无数次试验,无数次成败,待团队成员们抬起头来,已经是两个月后了。功夫不负有心人,团队的辛苦得到了领导的肯定,并且在兄弟单位中脱颖而出,正式成为该项目主责单位。此后,开展了清水混凝土相关规程的编制,其中具体的参数、主要的步骤基本都由他们确定。“我还记得宣布那一刻的情形,我们整个团队都沸腾了,几个月的辛苦啊,终究没有白费。”团队成员谷坤鹏回忆起来还是很激动的样子。
拿下项目只是万里长征第一步,接下去,解决工程施工中技术问题才是工作室面对的真正的挑战。
由于这是国内首次在大结构尺寸、大体积和超长使用寿命的特殊构件中大面积使用清水混凝土,而清水混凝土高外观质量要求,大体积混凝土温控、分步浇筑的收缩裂缝控制和高耐久性是工程的难点。
加上我国目前尚无统一的关于清水混凝土质量控制的细化施工规程,施工过程中只是根据设计单位提出的要求或参考国外有关标准进行临时规定;而国外现已形成了系统的质量控制和验收标准体系,对清水混凝土有着相当严格的要求。因此,形成一套适合中国国情的清水混凝土标准体系刻不容缓。
这些,都是对工作室成员们的严峻考验。
在前期研究阶段,团队投入了很大精力。做混凝土配合比时,不单要考虑外观,还要注意控制混凝土温度裂缝与结构裂缝,难度极高。到了岛上,他们先进行了常规性实验与小模型实验,对比外观后再进行初步优化。随后,开始现场做等比例模型构件。据工作室成员粗略统计,前前后后,现场模型试验就不少于20次,“无论是小块体、立方体、长方形、圆形……我们全都做出来比对,不同构件有什么区别,难度控制点都在哪里,我们都一一进行了研究。一直以来,我们都对技术服务质量要求很高,面对这项世纪工程,更是不敢掉以轻心。”
正是这样严谨的态度以及高度的重视,从开始浇筑、养护、温控、冷却,到第一段实体墙成型,裂缝的宽度、长度都在预计的范围内,甚至比预案中假设的情况还要好很多,突破了大体积混凝土的传统规范。
而对于外观美观起到决定性作用的模板拼缝产生的蝉缝,成果也出乎大家意料的好。“在初期设计研究会议上,我们对其他参数要求都会比现有的高,唯独对于蝉缝指标的设定很是头痛,论证了很久,最终也没敢将拼缝偏差数值提得过高。”不过可喜的是,最终拼缝偏差,高于了标准,形成的蝉缝线条平直,十分美观。
这一期工程,清水混凝土主要应用于三个项目板块: 敞开段侧墙、挡浪墙墙身和岛上房建。俗话说,好的开始是成功的一半。由于初期研究透彻、实验量大、准备充分,工程的施展进行得十分顺利,连原先预计的控裂难问题都很好地解决了。可大家都没料到,工程在一个不起眼的环节,遇到了困难。
“我们在挡浪墙初始施工过程中,发现墙体泌水严重,并产生了大量的砂线,严重影响到外观质量,当时,我们立刻就停工并进一步研究。无论是清水混凝土还是普通混凝土,对于原材料的要求都很高,包括混凝土配合比也并不是一成不变的,我们在普通混凝土质量控制过程中需要根据工程的进度、即时的情况,对混凝土进行跟踪研究,并且在第一时间对配合比参数做出相应的调整。所以一开始,我们是怀疑减水剂、粉体材料的质量变化导致的问题,但回头做了大模型试验后,这些被我们一一排除了。” 谈起这一段,王成启语气不再轻松,“那时候压力非常大,整个工地都停了,等着我们排查。甚至一度,我们对前期的研究成果产生了怀疑,后来又排除了这个可能……当时真的要感谢我们中国交建的领导,在我们一筹莫展的时候不停鼓励大家别气馁,也没有因为停工而对我们施加更多的压力。”
再后,团队将目光转移到了骨料上,经过大量的试验比对,一样一样排查与分析,终于找到了问题的症结所在——-砂子。砂子砂细颗粒含量的多少决定了砂子“吃水”能力的大小,当砂子“太干净了”,不但含泥量较少甚至到细颗粒含量严重不足时,反而会导致它“吃不住”水分,使得墙体出现了大量泌水现象。“砂子产生这么大影响的情况真的比较少见,加上如果是一般工程,对于砂子的要求并不是那么高的,即使出现质量偏差,也不会构成问题。而面对国家投入了两千多亿的港珠澳大桥项目,任何一个细微的问题,都值得、也必须去关注,去解决。”王成启的话语铿锵有力。
“一个月下一次岛,几个月回一次家。”王成启说这句话时语气很是轻松,笔者闻之却是张大了嘴。工作室成员在一个孤零零的人工岛上一待就是两年,期间出岛、回家的次数更是屈指可数,这样平乏如白开水般的工地生活,怕是现在许多年轻人都不敢想象的。“还好,岛上有信号不算太差的网络,聊聊天什么的还行。” 谷坤鹏也笑笑,“我们平时还能打打篮球。”没有娱乐、没有设施,工作室成员平均年龄都不大,如果没有一颗热忱工作的心,如何耐得住浮岛影只呢?!
如今,港珠澳大桥岛隧工程人工岛清水混凝土施工项目已经完成了大半,还余下的岛上房屋建设板块即将启动。“我们一边跟工程,一边做总结,毕竟这是国内首个外海集群清水混凝土工程,是一次冒险,也是一次实验。从中,我们收获了很多,也为我国未来清水混凝土的技术标准、施工规程及施工方案探索出了新的道路,这是一份宝贵的经验。”万事开头难,有了王成启劳模创新工作室开这个“头”,形成了一整套全面、系统的清水混凝土技术、管理体系,加上港珠澳大桥这个经典型施工案例,为我国未来清水混凝土施工提供了强大的技术依据与指导作用。
2016年,中国交建上海港湾工程设计研究院有限公司获得中华全国总工会授予的“全国模范职工之家”称号,而王成启工程材料劳模创新工作室作为其中一个平台,发挥其标杆影响,起到了引领和辐射作用。
创新之路漫漫,不过行则将至。愿王成启带领着他的团队,在创新之路上,勇往无前!