当代“精卫填海”
王立新
世界上单体吹填面积最大的工程
曹妃甸吹填造地工程是首钢与唐钢联合在曹妃甸建设1500万吨精品钢材基地的基础性工程。
曹妃甸精品钢材基地的规划设计,是根据国内外最先进的钢铁企业平面布置的经验,结合曹妃甸的自然地理条件编制的。原料场、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺系统从20万吨级进口铁矿石码头由南向北呈“一线型”布置。设计紧凑,运距短捷,功能明晰,并留有发展余地,反映出当今技术先进化、设备大型化、经济循环化的现代建厂理念。
这里将打造的是中国的“新日铁”和“浦项”!是中国的第二个宝钢,虽然生产规模低于宝钢,但其工艺技术的先进性却远远超过宝钢!
这个中国最现代化的大型钢铁联合企业,就建在曹妃甸甸北波涛汹涌的泻湖区上,厂区总面积21.95平方千米,第一期工程占地11.95平方千米,必须吹填造陆,把水汪汪的大海变成坚实的陆地基础。
早在2003年12月,首钢勘察研究总院编制完成了《首钢曹妃甸钢铁厂选址可行性研究阶段岩土工程报告书》,确认曹妃甸以北的地质条件适合大型钢铁企业的建设。
2004年2月19日,唐山市发改委组织召开了由首钢、唐钢部分设计院参加的曹妃甸钢铁精品基地岩土工程勘察及总图设计研讨会,为吹填造地工程描绘了最初的蓝图。
10月1日,由首钢、唐钢和唐山建设投资公司三家组成的唐山曹妃甸钢铁围海造地有限责任公司正式挂牌。这是一个股份公司,首钢占51%,控股;唐钢占44%;唐山建设投资公司占5%。出任董事长的是首钢规划发展部部长苑湘涛,出任总经理的是唐钢规划发展处副处长杨春华。公司具体承担为首钢与唐钢联合在曹妃甸建设1500吨大钢提供建设用地任务,一期用地11.95千米,围堤总长19971米,吹填量5460立方米,形成陆地标高4、5米,总有效工期18个月,总投资138000万元。
还是在酷暑炎热的8月,王天义把杨春华叫到办公室交代说:“你这次去担任总经理,要牢记‘三不’原则:第一,不分彼此;第二,不计名利;第三,不辱使命!
王天义之所以提出“三不”原则,是因为所有成员来自三个单位。彼此交叉,相互配合,首先必须不分彼此,平等对待,可能会产生一些矛盾,必须任劳任怨,必须按计划完成所有的工程建设任务。
杨春华是个农家子弟。1979年考取了河北矿冶学院冶金系炼钢专业。1983年毕业被分配到唐钢设计院。出任唐山曹妃甸钢铁围海造地有限责任公司总经理,是他第二次奔赴曹妃甸。第一次是在1995年初春,为了论证20万吨级进口铁矿石码头,他陪同专家们从咀东港租船上岛。一上岸,眼睛就瞪大了。这是怎样一座蛮荒岛屿啊!一道长长的沙岗,东西长南北窄,涨潮时岛上露出一只大帽子似的一块沙顶,落潮时却露出很大一片,上面长着被风折断的枯黄芦苇,芦苇丛里爬满了晒太阳的褐盖螃蟹,连人都不怕。他对老天赐予的港深条件非常赞叹,编了两句顺口溜:面对大海有深槽,背靠陆地有浅滩。在论证生活住宅区时,他又创造了两句浪漫格言:推窗见大海,闭户闻涛声。
他没想到自己成了挺进曹妃甸的第一批唐钢人,他所描绘的充满诗情画意的远景,要由他自己来实现。
世界上的吹填造地工程分为两种:总体吹填和单体吹填,前者面积虽大但布局分散,后者面积虽小但相对集中。严格地说,填海造地大国荷兰,只是在须德海修建大坝强排海水,露出的棕榈岛、只是淤泥沉积的湿地,并非吹填;阿联酋的迪拜填海虽属吹填,但分为“世界地图”和人工岛三个单体,仅以面积最大的“世界地图”计划所建造的300多个岛屿为例,总面积只有5.57平方千米,而曹妃甸钢铁精品基地第一期工程就11.95平方千米,是“世界地图”计划的2.1倍,整体面积21.95平方千米,是“世界地图”计划的3.9倍,无疑是世界上单体吹填面积最大的工程。
杨春华接受任务后,就和苑湘涛以及唐山建设投资有限公司派出的人马,会合在唐海县垦丰大街27号一座三层小楼内,开始投入施工前的准备。
2005年1月28日,该公司举行了施工合同签约仪式,确定长江武汉航道局,天津航道局、上海航道局和中国水利水电第十三工程局为具体施工单位。唐山海港监理公司为监理单位。该工程由上海航道勘察设计院承担设计,首钢勘察研究院岩土工程勘察处承担岩土勘察、国家海洋环境监测中心进行监测。
第一期工程是按施工单位从南向北分四个标段布置的。中国水利水电第十三工程局位于最南端的A1区,武汉航道局位于靠北的A2区,天津航道局位于再靠北的A3区,上海航道局位于最北端的A4区。整个吹填区的东面是南北方向的通岛公路引堤,挡住了东西流向的海水,西面就是波涛汹涌的浅滩,是挖深至15米的港边取沙区。
施工的第一步就是将整个吹填区围成东西南北四个侧堤阻挡住海水,变成“口”字形、然后在中间建成三道隔堤,用绞吸船把海水和海沙搅起来,通过管道,输入很长很粗的黑色尼龙沙袋,水从缝隙中渗出,流沙沉积下来,形成沙坝,形成侧堤,然后再用绞吸船将每个方格中注入含有大量泥沙的海水,随着海沙的沉淀,沙留水干,大海就变成了陆地。为了防止海浪冲毁沙坝,四周还要砌上石头,注入水泥,形成击浪板。如果从百里外的北部山区取土,一车只能运30立方米,每立方米成本是60元,而就地取沙,只10多元,所以,既防止破坏国土资源又低成本运行,吹沙造地是循环经济最佳方案。
工期是相当紧迫的,按照建设规划曹妃甸精品钢材基地分两期建设:2006年底必须完成全部吹填成陆工程;2007年起投入高炉,热轧、冷轧及配套生产设备建设。而开工距2006年底只有不到两年的时间,扣除8月份以后狂风与高潮位叠加以及冬天封冻无法施工的时间,充其量只有一年半左右。要在如此短的时间内完成“吹沙成陆”的任务,谈何容易,当务之急是不能等,能抢一天是一天,能抢一小时是一小时。
2月4日,公司举行了第一次工程调度会。3月5日,正式开工。当时,从西伯利亚经内蒙古侵入河北的寒潮,已成强弩之末,固定冰面已开始融化,但陆地上仍然是冰天雪地,冷风呼啸。为抢工期,四家施工单位利用大风间隙水上陆地齐头并进,开始在茫茫海滩中艰难地铺设长长的软体排泥管道,进行围堤施工。
3月12日18时26分,中国水利水电第十三工程局“海狸3800”号绞吸船首先开始吹沙。13日18时零6分,长江武汉航道局“吸场12”号开始吹沙。16日18时40分,天津航道局“津航浚214”号开始吹沙。5月7日16时28分,专程由上海赶来的世界上最大的新海豹斗轮式绞吸船1007号开始吹沙。最困难的是天津航道局。按承诺天津航道局本来是船舶到达现场最早最多的单位,先后有“津航浚214”号、“津航浚222号”和租借的“洞庭5号”三艘绞吸船投入作业。5月2日,“津航浚222号”主轴发生断裂故障,被迫拖回塘沽维修;5月17日,“津航浚214”号发生搁浅翻船事故;只剩下“洞庭5号”进行作业,工程进度受到很大影响。
5月18日,唐山曹妃甸钢铁围海造地有限责任公司紧急致函天津航道局,敦促该局在6月10日前调遣绞吸船抵达曹妃甸工地。否则,将按合同约定,取消或缩减天津航道局施工标段工作量,并要求赔偿损失。5月20日,天津航道局复函表示:由于设备比较紧张,调整到位尚需一个过程,日前正在采取措施以弥补工程进度上的不足。然而,祸不单行!5月23日,天津航道局租借的“洞庭五号”绞吸船又发生主轴断裂故障,造成全面停工。
次日,唐山曹妃甸钢铁围海造地有限责任公司再次致函天津航道局,认为施工现场没有船舶吹填作业,造地将无从谈起,工程将无法展开,更谈不上确保工期。恳请天津航道局予以理解,珍惜机遇,强力支持。
苑湘涛和杨春华专程赴天津航道局,与局长郑宗国、副局长周泉生就尽快派遣后续替补船事宜进行磋商,天津航道局也为接连发生的事件而心急如焚,决定在原有三条排泥管线的基础上,再铺设一条排泥管线,以满足替补船舶吹填作业的需要。承诺到9月上旬,将有五条大型绞吸船交替施工,绝不影响总体进度,绝不丢掉曹妃甸市场,绝不失去北方疏浚行业一流企业的地位。
在四个标段内,庞大的船体呼啸着,黄色的泥沙,通过粗大管道直接喷向围海大地,如同条条彩虹腾空而起,其雄浑情景,蔚为壮观。古老的曹妃甸好像一架激越的钢琴,分四个声部弹奏出感天动地的创世纪交响曲。
西侧堤位于规划港区和钢铁工业区之间,西侧堤的工程进度直接影响着整个吹填工程的总体进度。然而西侧堤是最困难地段,水域深,风浪大、水流急。这项工程关系到四家施工单位,需共同打造一道长5945米的拦海大堤以截断西部波涛。6月7日,在工程调度会上,杨春华代表指挥部,提出“决战七十天、突击西侧堤”的响亮口号。四家施工单位开展了热火朝天的立功竞赛活动。
上海航道局项目部召开了全体员工动员大会,不仅调遣“船吸1007”轮前往西侧堤,还特意从上海调来“油驳4号”轮为西侧堤共同吹沙。天津航道局专门抽调两条绞吸船,不分昼夜,连续吹沙。工程进展迅速。一个月后,上航3号龙口第一个实现胜利合龙,长航1号龙口也相继胜利合龙,捷报频传。
虽然天津航道局在前段程中出现了意想不到的困难,但在西侧堤2号龙口合龙上却打了漂亮仗。他们所承建的第二标段西侧堤全长1532米,是所承建的8450米围堤中滩面最低的段落,平均水深0.6米,水深流急,必须乘平潮作业。有效施工时间很短,增加了合龙的难度。他们果断采取了龙口中间设定位船的办法,把300米的龙口分割成两个150米的小龙口,以加快充灌速度。随着龙口逐渐缩小,水流更加急促,冲刷滩面最深处达9米,原设计使用的230克编织布,由于受急流冲击出现破损而功亏一篑,一次损失数万元。他们改用380克机织布代替编织布,仍因海水冲击力太大而失败。
面对合龙慢的现实,天律航道局项目部最后决定停止用沙袋合龙改为抛石方案。五天五夜连续奋战,3000多车次、6000立方米的石料被抛入龙口。8月11日10时,湍急的海水终被拦截。他们又一鼓作气,把龙口堤顶标高增加到五点六米,咆哮了20多个昼夜的2号龙口海面终于平静,狂涛被彻底征服了。所有在场的人欢呼雀跃,一片沸腾。
这是一个历史性的时刻。它标志着最后一个龙口被攻破,长达5945米的西侧堤实现整体贯通,钢铁围海造地围堤基础工程全线告捷。这是当今世界上单体吹填面积最大的围海造地工程中最具震撼力的一笔,实属华彩篇章。
两侧堤全线告捷,下一步就是对各标段实行强排水,以打造坚实而辽阔的海上陆地,迎接世界一流大型现代化钢铁联合企业的诞生。
在西侧堤整体贯通前夕,全国政协副主席李贵鲜,全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪,原国务委员、国家科委主任宋健,中国工程院副院长王淀佐,原冶金部副部长、工程院院士段瑞钰,钢铁研究总院院长干勇等在付双建、张和等的陪同下,顶着炎炎烈日,视察了钢铁围海造地第三标段施工现场。他们兴致勃勃地踏上“沧海桑田”,步行在已经形成的陆域上,高度称赞这是当代“精卫填海”之举。
徐匡迪对首钢董事长朱继民、唐钢董事长兼总经理王天义说“要知道,这曹妃甸精品钢材基地不只是你们首钢和唐钢的,也是中国的。20世纪70年代,世界的钢铁看日本,80年代、90年代看韩国,21世纪就看曹妃甸!一定要建成中国一流和世界一流,中国由钢铁大国迈向钢铁强国,正在曹妃甸起步,正在你们勤劳、勇敢的双手上起步!同志们!我们这些老专家、老院士就拜托你们啦!拜——托——啦!”
老院士们激动得老泪纵横、一行行泪珠从沧桑的脸颊上滚落下来,滴落在充满无限梦想的滚烫的土地上。
兴筑进口铁矿石码头
随着形势的发展,首钢确立了与唐钢共同建设曹妃甸精品钢材基地的决心,积极推进曹妃甸20万吨级进口铁矿石码头建设的条件均已具备。建港方案的进一步优化论证工作紧锣密鼓地展开了。
最早的建港方案,是在1993年12月首钢委托交通部第三航务工程勘察设计院编制的《首钢兰宝港填海建港工程可行性研究》中正式提出的。这份可行性研究报告,肯定了在曹妃甸建设20万吨级进口铁矿石码头的可行性,同时也指出此港位于新开辟的海岸上,虽然在曹妃甸东西侧各有一潮沟,有一定的波浪掩护条件,在一定程度上可以利用,但有孤立在外海、与岸上联系较差的弱点。
新的曹妃甸进口铁矿石码头建设方案,由唐山市计委委托交通部水运规划设计院编制。2003年5月初,该设计院完成了曹妃甸岸线规划的初稿,提出的是开敞式结构方案。经过专家论证,认为曹妃甸岸线规划应为开敞式和挖入式相结合,建议作进一步修改。
几天后,河北省计委批复了曹妃甸工业区矿石专用码头工程实施方案,同意建设20万吨级进口铁矿石码头一座,估算总投资12500万元。6月,唐山市计委组织有关专家完成了对曹妃甸20万吨级进口铁矿石码头工程可行性研究报告的函审。9月,唐山市计委组织专家对中国交通部水运规划设计院完成的20万吨级进口铁矿石码头初步设计方案进行了评审论证。2004年1月中旬,唐山市计委组织有关部门和国内知名专家,在北京对交通部水运规划设计院修改完成的《曹妃甸岸线总体规划方案》进行了研究论证,认为开敞式调改为开敞式和挖入式相结合的方案是合理的,并建议提高10万吨级以下码头作业天数,延长码头岸线20千米。
2月中旬,唐山市计委经过征求刘济舟院士、王颖院士、梁应辰院士和顾民权设计大师等专家意见,对优化方案再次作出海洋动力稳定性分析研究。组织唐山市规划局、首钢、唐钢、北京钢铁设计研究总院、秦皇岛港务集团公司和曹妃甸通岛公路工程指挥部等单位,就《曹妃甸岸线总体规划方案》的优化方案,举行专项工作会议,确定进口铁矿石码头和挖入式港池位置和曹妃甸精品钢材基地四角坐标。2月底,交通部水运规划设计院编制完成《曹妃甸岸线总体规划》。3月中旬,《京唐港曹妃甸港区矿石码头工程和新建地方铁路工程环境影响评价大纲》报至国家环保总局。
同时,交通部第一航务工程勘察设计院和交通部水运规划设计院联合编制的《曹妃甸进口铁矿石码头一期工程初步设计》通过专家审查,该设计根据曹妃甸工业区领导小组第二次会议确定的“建二备二”原则,一期工程拟建设两个25万吨级进口铁石码头,年接卸能力为3000万吨。至此,原拟的20万吨级第一次被提升为25万吨级。4月中旬,唐山市政府委托国家环保局评估中心召开《京唐港曹妃甸港区矿石专用码头工程和新建地方铁路工程环境影响评价大纲》专家审查会。下旬,国家开发银行承诺,对曹妃甸25万吨级进口铁矿石码头提供121000万元中长期贷款。
曹妃甸港口建设工程万事俱备。主持建港事务的是秦皇岛港务有限公司企业规划部部长、曹妃甸实业开发有限责任公司常务副总经理王钟敏。2003年岁末,正是寒风凛测的严冬。他带一队人马,从秦皇岛、北戴河,黄金海岸、一路向西,平生第一次赶往梦幻中的曹妃甸。当天,他们赶到唐海县城,接受了建港任务。随后用了一个多月的时间,研究有关勘察资料,研究建设两座25万吨进口铁矿石码头的实施方案。
转眼到了第二年初春,尽管已过立春,但海面上还凝固着厚厚的浮冰,天气依然寒冷,可他却心头火热,就是要尽快登上曹妃甸。因为通岛公路还未完全贯通,上岛只能乘坐当地的渔船。此时东北风正猛,海上风浪很高,容易发生翻船事故,况且岛上没有移动通信设施,为信号盲区,一旦出事难以救援。可他却执意要去看看曹妃甸这个千年古岛的真实面貌,从而开始了人生第一次曹妃甸之行。
租用的渔船在风浪中颠簸前行。陆地上冷,海上更冷。他们每个人不仅穿了棉袄,外面还加套了羽绒服,即使如此,坐在船舱里,仍然冻得嘴唇发紫,脸颊僵硬。上岛的航程不到两个小时,他却感到非常漫长。
渔船终于抵达了曹妃甸的北岸,他们便纷纷跳下船,直奔岛面,尽管这岛很小很小,可他却真想纵身一跃。
从曹妃甸返回唐海县城的那一夜,他辗转反侧难以成眠,又想起多年前在荷兰鹿特丹港进修时,指导老师反复强调的一句名言:“港口规划是一种艺术,要充分发挥想象力绘出一幅最美的图画!”
王钟敏在去曹妃甸之前,曾专门赶赴天津拜访了设计大师顾民权。这位资深的港航专家向他展示了关于曹妃甸未来发展的设想。同鹿特丹港一样,最大特点是将港口资源与城市腹地巧妙地结合起来。从海运线上来看,曹妃甸港距韩国的仁川港400海里,距日本的长崎港680海里,与铁矿石出口国的澳大利亚、巴西和秘鲁等地海运通道十分顺畅;从陆域交通来看,京山、京秦、大秦三条国铁干线横贯东西;唐遵、卑水两条地方铁路南北相连;京沈、唐津、唐港高速公路连成网络,为曹妃甸构筑了最经济、最便捷的通道,进而辐射华北、东北和西北地区。
听了顾民权大师描述的曹妃甸的未来,王钟敏顿时感到了一种从未有过的震撼。他强烈预感到,曹妃甸不仅具有中国最优越的港深优势,而且港口资源与城市腹地融为一体,将成为中国港口规划发展史上浓墨重彩的一笔。他庆幸自己赶上了这个千载难逢的历史性机遇,浑身热血沸腾。
要建港就必须开辟出第一块人造陆地,承担吹填任务的是天津航道局和上海航道局。要供电就必须建造第一座塔基,承担建设任务的是天津深基公司。25万吨级进口铁矿石码头,是建港工程的核心项目,承担建设任务的是中国港口建设第一航务工程局一公司。
中港一航局一公司是从事港口工程及桥梁工程建设的专业队伍。在他们的建设业绩中,最引人注目的是与中港三航局共同兴筑的长25千米的上海东海跨海大桥这个中国建桥史上距离最长的跨海工程。他们在实践中不断摸索,实现了由小到大的逐步升级。但是,过去基本上是在内海,而要在地处外海的曹妃甸建设水深20米的25万吨级进口铁矿石码头还是开天辞地第一次。
10月,天气已日渐寒冷,中港一航局一公司第五项目部经理唐研和支部书记王洋带领全体建港干部职工,从天津塘沽新港基地出发,浩浩荡荡地挺进曹妃甸岸前深槽,实施大规模海上作业。他们所承担的建港任务是相当艰巨的,包括码头主体、栈桥及引堤等三项阶段性工程,施工地段都紧靠渤海湾深槽,主要工程都在风大浪急的海面上,难度很大。
唐山曹妃甸工程指挥部要求他们必须在2005年12月全部完成建港任务,只有一年零八个月的短暂时间。
2004年10月7日,25万吨级进口铁矿石码头开始打第一根钢桩。工程一开始,他们就领教了“强流区”的厉害。由于工程海域位于“海上八卦阵”的北部边缘,浪头涌动很大,施工船就像摇荡的秋千一样。最困难的是固船抛锚。过去使用两吨重的铁锚,现在居然连7~100吨重的海军舰艇铁锚都用上了场,还是抓不住。所有的固船技术手段都使尽仍无济于事,唯一的办法就是边摇晃边打钢桩。第一根钢桩直径1.8米,吸泥部位在水下33米,是25万吨级进口铁矿石码头所在的最低深槽,要用吸泥泵吸干钢桩里的泥沙,进度十分缓慢,整整花去了6个小时才勉强完成一根钢桩的吸泥任务。
这老牛拉车的速度,无疑会大大推迟工期。怎么办?经过反复斟酌研究,最后想出了一个往下充气造成真空的办法,获得初步成功。一根钢桩的吸泥时间,从原来的6个小时缩短为50分钟,但速度仍然不够理想。进一步改进后,依靠两座吊机实施交替“三点吊”,进行整体骨架加压、将每根钢桩的吸泥时间缩短到20多分钟。
曹妃甸引堤桥墩是整个渤海湾第一个大跨度抗冰桥墩,也是中国国内第一个开放式抗冰墩,在全世界引桥墩历史上只有北欧实施过类似的工程。2005年1月,正是盛冰期。唐研和王洋决定开打引提桥的第一根钢桩。引堤接近陆岸,水深两米,比南部深槽码头作业面风浪要小,但地质坚硬复杂,使用1700吨冲击能的巨大锤机,一根钢桩要7个多小时才勉强打完。不仅如此,由于连续锤击,锤体严重发热,导致锤身与钢桩之间的“替档”发生断裂。一个“替档”重达13吨,价值高达15万元啊!“怎么办”的问题又一次尖锐地提出来了。
又是几天彻夜难眠。唐研和王洋组织技术人员开会,研究出一个临时性的补救措施:白天打完钢桩后,晚上安排三个电焊工对“替档”进行紧急焊接。但这个办法不能从根本上解决问题,只能是施工维修交替进行。最后,还是打下24根钢桩后,把“替档”送回原生产厂重新加工,才继续打完了剩下的16根钢桩。
2005年7月底,横跨堤岸与码头的钢管混凝土栈桥工程和引堤工程告竣。
8月8日凌晨5时,中央气象台发布了“麦莎”强台风警报。这次强台风从太平洋海面生成,在上海和浙江沿海登陆,台风中心以每小时20千米的速度向北移动,直扑胶东半岛和辽东半岛,拐进渤海湾。当夜,华北出现强降雨,整整下了一天,天津宁河、塘沽风力达10级以上,而在大连湾则出现了20年一遇的最高水位。然而,肆虐的“麦莎”在直扑渤海湾后,并没有像预想的那样向西逼近,而是在曹妃甸附近海域短暂停留后就发生了断裂,卷头直扑大连湾。气势非凡的高大栈桥巍然屹立,击退了“麦莎”,宣告着它不可摧毁的能力。
2004年秋天,当两座25万吨级进口铁矿石码头刚开始在深海打桩的时候,巴西淡水河谷矿业公司驻中国总监专程来到曹妃甸考察,在中港一航局一公司曹妃甸项目部简易的会议室里会见了王钟敏,关切地询问道:“这两座大码头什么时候能够完成?”王钟敏信心十足地说:“2005年年底投产!老外微笑着摊开双臂,认为根本不可能。王钟敏提出:“如果我完工,你们巴西公司敢不敢派一条大船过来?这位矿业公司总监详细地了解了工程量和工程进度后,站起身来激动地拍着王钟敏的肩膀说:“在我们巴西,用这么多人、这么大的场面来干一项工程,简直是不可想象的!你真是“奇迹先生”!
澳大利亚哈默斯利矿业公司也专门派人来找王钟敏,询问什么时候开港,他们表示要停靠第一艘货轮。
世界上最著名的矿业公司都在关注着曹妃甸。