他站立桥头,不由自主地回想:“8·13”上海抗战开始时,大桥还有许多工程没有完,整个大桥工地,已笼罩在战争阴云中了,然而才一个半月时间,居然就通车了,真是不可思议!这靠的是什么呢?……
1.“上下并进,一气呵成”
开工典礼刚过,茅以升的兴奋情绪很快被巨大的精神压力所替代。
原设计中,建桥时间定为两年半,他还担心不能按期完成,现在要缩短为一年半,他虽然答应了下来,可心里实在没有把握。
一般桥梁工程的施工顺序,都是先打基础,再建桥墩,后架桥梁。在开始设计时,他就充分考虑到了时间因素,定下“上下并进”的施工方案:不管江中、陆地、水上水下,能同时施工的就同时施工,不能等完了下面再建上面。现在他意识到,为缩短工期,还得在“上下并进”上打主意。“怀伯兄,”他心事重重地对罗英说,“我看要想再把工期缩短,不能光靠逼迫承包商,关键问题是要找到更节省时间的施工方法。”
罗英也正在为缩短工期苦思冥想,说:“我想来想去,‘上下并进’还是最省时间的方法。我看剩下的问题是怎样‘进’得更快一些。”
“一般的‘快’还不行,”茅以升说,“只有一气呵成才能如期完工。”
“对,必须上下并进,一气呵成!”罗英说罢这句兴奋的话,苦笑了一声,说,“看来我们要创造奇迹了!”
“有些奇迹是被逼出来的。”茅以升说,“怀伯兄,你总结得很好:上下并进,一气呵成。我们就按这个原则拟定一个施工方案,然后和工程师们讨论确定下来,你看怎样?”
“就这么办!”罗英说。
一个打破常规的施工方案很快就制定了出来,并征得了承包商的同意。方案的要点是:属于平面铺开的工程,能同时动工的,立即同时动工;对上下关联的桥墩的基础、墩身和钢梁,要求墩基与墩身同时动工,桥墩与钢梁同时动工。
这个方案的快慢,关键是正桥。它工程量最大,施工最困难,最复杂。正桥桥墩的基础和墩身怎样同时开工呢,茅以升和罗英想出“气压沉箱法”来解决这个问题。
“沉箱”是个长方形的钢筋混凝土箱子,上无盖,下无底;中间有一块厚厚的隔板,把箱分为上下两半,上一半口朝天,下一半口朝地。因为有口朝天的一半,沉箱就能浮在水上像条船,工人们可在上面建筑墩身。因为有口朝地的一半,沉箱下落后,盖住江底,就形成一个房间;打进高压空气,把水赶走,工人们就可以在里面工作,为墩身打基础。由于要打进高压空气,就给这种沉箱起名叫“气压沉箱”。
这样,正桥桥墩就有三个部分:最下面的木桩、木桩上的沉箱和沉箱上的墩身。沉箱是木桩和墩身之间的联结体,既是墩身的底座,又是木桩的帽子。
施工时,先打水下木桩,然后装上沉箱,在沉箱上筑墩身。江中打桩时,就在岸上做好沉箱,待木桩打好,立即拖下水,浮运到木桩上面,下锚固定,在上面筑墩身。沉箱越来越重,沉到江底,下一半就像一座房子扣在泥沙上,用高压空气排水后,工人们就进到房子里面挖去泥沙,越挖越深,直到沉箱落在木桩上为止。
墩身是钢筋混凝土结构,不能在水中浇筑。要在沉箱还未下沉时,就在上面装上木围墙,把水挡在外面,在里面筑墩身。沉箱慢慢下沉,墩身越筑越高,待高出水面后,木围墙就可拆除。沉箱到达木桩头时,墩身也就快完成了。
正桥钢梁16孔,在岸上一孔一孔地拼装好,每装好一孔,就存放在江边,等到有任何两个相邻的桥墩完成,就将一孔钢梁用船运去,利用江潮的涨落,架在这两个桥墩上。
木桩、沉箱和钢梁,不分上下,都同时动工,这就是“上下并进”;木桩打完运沉箱,沉箱下落时筑墩身,墩身完工就架钢梁,这就是“一气呵成”。
2.“八十一难”
1934年11月11日开工典礼后,各承包商分头准备,陆续将建桥设备、建筑材料运往工地。茅以升要求各承包商,决不能因材料不到或工具缺乏而延误施工。如果需要添置建造本桥的特殊设备,桥工处可以给予补贴。并要求施工时尽可能夜里多加班,星期天和一切假期都不停工。到1935年4月6日,大桥才正式开工。
虽然开工前做了充分的准备,估计到了各种情况,但一进入施工才发现,钱塘江江面风大浪险,江底泥沙变幻无常,超出了原先的估计。凭当时的技术、施工条件来对付它,真是困难重重。再加上“上下并进,—气呵成”的施工方案是为了赶时间而制定的,在我国是第一次,施工中缺乏经验,又不能从容试验,因此,刚开工不久,就遭遇到一连串的困难和挫折。
最困难的工程是正桥桥墩。有9个桥墩需要打进木桩作基础,每个桥墩需要160根木桩,每根长30米。但江底泥沙有41米深,桩脚到泥沙下面的软石层时,桩头就在泥沙中11米深了。如何把这长桩打进江底呢?打桩时,江上一片茫茫,桩的位置怎样确定呢?这就必需特制的工具设备和准确的测量技术了。
承包商康益在上海特制了两艘打桩机船,不料第一只船刚驶进杭州湾,就在大风中触礁沉没,船上60多人全部遇难。这是一次灾难性事故,茅以升非常震惊和悲痛。各大报纸都报道了这次事件,闹得舆论沸沸扬扬,对大桥能否建成提出了疑问。
在上海老西门一带,还兴起了迷信的流言,说杭州造桥不成功,要摄取儿童魂魄去祭江;如果挂上护身符,就可免于灾难。符上有四句谁也不懂的话:“石工石和尚,做工找地方,不关小儿事,石匠自家当。”一时间,有小孩的人家惶惶不安,卖符的生意红红火火。茅以升知道后,请上海市政府出面禁止,流言才算平息。
第二只木桩机船开到后,却打得很慢。打轻了,桩下不去;打重了,桩就折断,一天一夜只能打成功一根。九个墩要打进1440根,这样的进度怎么得了呢?茅以升心急如焚,苦苦思索,寻找打桩的快速方法。
一天,他路过一个花坛,无意间看到一个小孩正用一把铁壶浇花,出自铁壶嘴的水流把花下的泥土冲了一个小洞。他忽然灵机一动,一个解决打桩难题的方法出现在脑海中。
他激动万分,急忙赶到工地,把他的想法告诉在场的工程技术人员,大家一致认为可行。于是他立即到打桩船上,布置改进设备,进行试验,证明非常有效。
这种方法叫“射水法”。先用高压射水管冲破江底的硬泥沙层,拔出射水管后,立即插入木桩,用蒸汽锤往下打。当木桩顶端快没进江面时,接上20米长的钢管“送桩”,再打,直到木桩到达预定深处,最后拔出送桩。用这种方法,每天可打进30根桩,大大加快了工程进度。
每个桥墩打成后,紧接着就是安放沉箱。靠近江边的三个桥墩,因江水较浅,如果在岸边先做好沉箱,恐怕无法浮运就位,于是就改用“围堰法”就地浇筑。先用一根根的“钢板桩”打进江底,做成一个圆形围堰,把里面的水抽干后,筑成一个高出水面的岛,然后在上面做沉箱。
靠南岸的两个围堰,钢板桩刚打完,就遇到洪水暴发,大江主流中心又偏偏冲向南岸,江流湍急,日夜冲刷江底泥沙,愈刷愈深,围堰倒塌沉没了。这又是一场灾难性事故,几位工程技术人员以身殉职。
这次水害把靠南岸墩位一带的河床刷深了许多,可以浮运沉箱到位,不必再用围堰法了。但是,倒塌到江底的钢板桩,却成为阻挡沉箱下沉的障碍。钢板桩是一根根连锁在一起的,现在扭曲纠缠成一团,半埋在泥沙中,怎么打捞上来呢?多亏工人们凭借丰富的施工经验,想方设法把它打捞了上来。
通过这次水害,茅以升真正尝到了钱塘江水冲刷的厉害,提高了对河床变动的警惕。随后的施工中,在沉箱到位之前,他让工人们沉没大面积的柴排和石笼,先防护好河床,所以,再没有出现河床变动的危害。
诸如此类出人意料的遭遇,是书本上没有的,全靠茅以升和罗英指挥若定,适时改进工作,才得以转危为安。
开工前期—连串的困难和挫折,使茅以升高度紧张,愁多欢少,坐立不安。好像全盘计划都错了,社会上的闲言闲语也多了起来。
“在钱塘江上造桥,本来就是逞能,现在知道了吧!”“外国人的设计不用,非要自己来,能不坏事吗?”银行更是为借款担忧,派人前来打探询问:大桥到底能不能建成?
已升任铁道部次长的曾养甫把茅以升叫到南京,问明详细情况后,突然正言厉色地说:“如果造桥不成功,你得跳钱塘江!———我也跟着你后头跳下去!”
茅以升想,曾养甫大概是受了“上面”的督责,说他用人不当,因而发急了。但当面说出这样不讲情面的话,真让他难以接受。他愤愤地告别曾养甫,回到杭州。熟悉曾养甫的朋友安慰他说:“这种逼人的方法,是曾养甫惯用的,你不必在意。”但茅以升当时非常激动,难以平静,心里说:“曾养甫,你等着瞧吧!”他的母亲见他精神紧张,坐卧不安,安慰他说:“唐僧取经,八十一难,唐臣(茅以升字唐臣)造桥,也要八十一难,只要有孙悟空,有他那如意金箍棒,还不是一样能渡过难关吗?你何必着急!”
母亲朴素简单的话,使茅以升深受启发。他在想,造桥的孙悟空是谁呢?显然不是我自己,应该是我们全体队伍,我的作用就是激发大家的智慧和力量;如意金箍棒是什么呢?应该是科学里的一条法则:利用自然力来克服自然力,现在就是利用钱塘江的水来克服钱塘江的泥沙。
于是,茅以升信心倍增。
3.不驯服的沉箱
桥墩工程中打桩的难题解决后,搬运和固定沉箱的困难接踵而来。
沉箱是长方体的钢筋混凝土结构,长约18米,宽约11米,高约6米,重约600吨。这样一个庞然大物,如果在岸上做好,凭当时的机械设备,把它拖下水很困难。
桥工处最先采用的方法是:在江边挖一个船坞,关上闸门,将坞中水抽干,在里面做好沉箱,然后开闸放水,沉箱浮起,就可拖出去了。
达本是最省工省时的方法,不料在江边挖不多深,就遇到了和江底相通的泥沙,继续挖,泥沙就和水一起涌入,越挖越多。即使船坞挖成,里面的水也永远抽不干。
这个方法失败,就只好在岸上做好沉箱后,再搬运到江中了。
桥工处设计出“吊运法”来搬运沉箱。方法是:将沉箱排成一队。构筑两条通往江上的轨道,临江的一头,用木桩排架,将轨道伸到江中深水处,形成一座临时码头,再制造一辆在轨道上行驶的钢架吊车,把沉箱吊起,搬运到排架尽头,放入江中。
这种方法只需要一套机械设备,将全部沉箱一个一个地搬运入水。沉箱在轨道上移动完全受机械控制,快慢进退,操纵自如。但是,由于是初次尝试,在运用时,又克服了许多困难,才最终吊运成功。
沉箱下水后,利用水的浮力,浮运到墩址并不难,难的是怎样使沉箱在水流冲击下就位不动。
第一个沉箱浮运到墩址后,用铁链缆索连接6个3吨重的船用铁锚,分列在沉箱四面,用6台手摇绞台操纵。当时风平浪静,顺利就位了。不料洪水、狂风、大潮随即接连而来,把沉箱冲离墩址,在江上漂来漂去。先是漂到下游的闸口电灯厂,设法把它拉回来,正在固定它时,突然大潮汹涌,冲断铁链,沉箱浮起,又漂到了上游的之江大学。退潮后,陷入泥沙中,费了好大劲再拖回墩址,重新固定。不料忽来大风雨,沉箱竟拖带铁锚,往下游漂去,越漂越快,到4公里外的南星桥,将渡船码头撞坏。江上的汽轮,齐来协助,才把它捉住。然后用24只汽轮,才把它拖回墩址。重新就位后不久,又遇大潮,捆绑的缆索松断,沉箱又浮起,漂到上游10公里外的闻家堰,落潮后深陷在泥沙中。又用了许多办法,才将它浮出,拖回原址。
4个月中,这个沉箱如脱缰野马,乱窜到四个地方,令茅以升哭笑不得。“钱塘江果然厉害!”社会上不明真相的人说,“那么大的桥墩都站不住,东西乱跑。”
迷信的人说肯定有鬼,要承包商烧香拜佛,乞求神灵帮助。
这几次波折证明,原来的方法锚不住这个庞然大物,必须加以改进。有一位工人建议,用更重的大锚来锚定它。茅以升和罗英认为这个建议很好,于是就让承包商浇铸10吨重的混凝土大锚,并用高压射水将它们深埋在泥沙中,沉箱才不再乱跑了。
沉箱就位后,要慢慢降落江底,但沉箱下面的流水,随着沉箱的接近江底而越流越急,加剧了江底的冲刷,沉箱下去就放不平了。如果倾倒,无法补救。大家想出办法,先在江底铺上厚厚一层柴席,防止冲刷,沉箱才平稳就位。但是,沉箱下沉就位后,要把箱内的柴席切除,却是困难而费时的工作。
沉箱落实江底后,开始向箱内输进高压空气,排空里面的水,工人便进入箱内工作,先切除柴席,然后挖泥沙,让沉箱下沉。
沉箱里容不下几个人,又是在高压空气中工作,开始效率很低,一昼夜只能下沉15厘米,后来改进出料方法,让泥沙从沉箱上部的出料设备喷出。经过多次失败才改进成功,一昼夜可下沉1米。
沉箱下沉,要恰好扣在已经打好的木桩群上,这沉箱和160根桩头怎样能恰好相会呢?木桩打下后,水面上一点痕迹都没有,如果沉箱下沉时歪了一点,到达桩头时,位置就不正了;如果打桩时稍微偏了一点,桩头就不在其位了。按照设计,每根桩都有它的固定负担,少了一根或偏了一根,它的负担就要转到别的木桩上,增加对石层的压力,而石层是软的,承载力很有限。