共工新闻社8月30日电(通訊員/吳安琪 周良)入天猶石色,穿水忽雲根。三峽險峻,可見一斑。由中交三航局承建的秭歸三峽錨地專案,就是要在這麼險峻的岩壁上建起錨地,為三峽樞紐河段通航船舶等待開閘通行提供“歇腳地”。

初到三峽,專案團隊鬥志昂揚,勢要在這山清水秀之地建功立業。但很快,專案幾乎要陷入開工即停工的狀態。“想要建設一個穩固的錨地,先要打樁鑽孔,再搭建服務平臺,而我們在鑽孔期間就卡住了。”專案總工李時亮摸了摸鼻子,有些不好意思。

為了高質量建設好錨地,專案團隊邀請專業鑽孔隊伍在施工浮平臺上協助鑽孔施工,而在4號錨地鑽孔第一天,鑽孔隊伍負責人老徐急忙跑回專案部,面色難看地開口,“李總工,鑽出來的石頭不對勁,就像是以前常用的‘磨刀石’,現有的鑽孔機根本咬不碎。”這讓李時亮心裏一咯噔,立即隨著老徐到了現場,看到本來無往不利的傳統截齒鑽頭竟然直接斷裂,而旁邊矗立著一塊半人高的青黑色巨石。李時亮扶了扶眼鏡,貼在巨石邊仔細觀察,石頭材質細密緊實,確實是常見的“磨刀石”,但是,哪見過這麼大的磨刀石啊。不信邪的李時亮向工人借了一把鐵鎬,用盡全身力氣一砸,只見火星四射,李時亮的虎口都震麻了,而石頭只起了淺淺白印。

專案團隊立即對4號錨地等進行重新勘探,從原設計方案看,平均岩石強度僅有50兆帕,可經實際檢測,局部岩石強度居然高達120兆帕,相當於1平方米的面積上至少壓上120頭重達100噸的露脊鯨才能破壞岩石,甚至部分岩壁的強度高達190兆帕,已經趨近自然界此類岩石的極限了。

遇上“鋼鐵板”,專案團隊立馬請來“金剛鑽”,採用了當時市面上“牙口”最好的牙輪鑽。這下鑽是可以鑽動了,但因需鑽的孔深達70米,直徑2.9米,鑽一個孔下來磨損的鑽頭都能堆積成小山,且十餘天才能鑽取一個孔,不管是工期還是損耗都遠遠超出專案團隊預期。

著急上火的李時亮就連吃飯的時候也是心不在焉,可看著食堂裏大小不一、層疊堆放的小鋼盆,他卻突然來了靈感。“可以先用小直徑鑽筒鑽磨,取芯後再換上大直徑鑽筒,中心開花,這樣鑽磨的內部壓力小了許多,速度也就提上來了。”李時亮說道。詳細測算十餘次後,專案團隊定制了1.5米直徑、2.2米直徑和2.9米直徑的一套鑽筒。由1.5米直徑牙輪鑽筒先行,鑽孔時在芯柱表面同時刻出螺旋紋路,加大摩擦力以便於整體取芯,並使用配套的撈渣筒,清理孔徑內碎渣,整體取芯減少了以往面對超高強度岩石需全部打碎的工序,有效提升了鑽孔功效。

鑽孔功效解決了,但是鑽頭磨損的問題仍未解決,專案團隊還發現在高強度的鑽磨中,牙輪鑽很難加壓,稍有不慎就會軸斷變形,可對於堅硬的“磨刀石”不加壓就很難繼續向下鑽磨,往往將已打碎的石塊磨成更細的石粉,難以解決更深層的石頭。面對施工的“硬”指標,牙輪鑽的“牙”也被磨得光滑可見,顯得有些疲軟。

“發現問題,解決問題,沒有現成的,我們就自己造。”李時亮說道。於是專案團隊結合牙輪鑽的優缺點,吸收海上鑽孔植樁成功經驗,鑽研三十餘次,百餘個晝夜,設計研發了“滾刀鑽”這款用於水下大直徑鑽孔的新型鑽筒模型。滾刀鑽增加了支點,可以多向發力,再通過3組不同方向滾刀齒,能實現邊鑽邊加壓,突破石粉阻攔。不僅如此,“滾刀鑽”還能邊碎石邊清渣。“我們加深了筒壁外面的導槽,像礦泉水瓶的螺旋凹槽,將導槽開口處移至每組齒的後端,水下鑽孔時,水流可以形成負壓,帶著碎石順著導槽盤旋而上,落到頂端的濾鬥處,就像傳統的波輪洗衣機一樣。”李時亮一邊笑,一邊拿著礦泉水做演示。

有了新鑽頭,最快2天就能鑽出一個孔,徹底“咬碎”了三峽的“磨刀石”。如今,此項技術已申請實用新型專利和發明專利,為後續嵌岩樁施工提供了新的施工方案和思路,將會填補我國在此領域的空白,揭開深水栽樁的新篇章。