從納雍縣寨樂鎮(zhèn)起步的納雍至晴隆高速公路(簡稱“納晴高速”),在磅礴烏蒙山區(qū)中,穿過六盤水市六枝特區(qū)中寨鄉(xiāng)的野雞坡老鷹巖,跨過谷風(fēng)驚人的撈河峽谷,凌空直插遠(yuǎn)在對岸牛材嶺的黃土坡群巒深處。
中寨鄉(xiāng)境內(nèi),納晴高速控制性工程——六枝特大橋眼下已進(jìn)入空腹區(qū)上下弦施工關(guān)鍵階段,建設(shè)者們施工正酣。
穿云破霧、穿山越壑,六枝特大橋“站”得高,“跨”得遠(yuǎn)。它的主橋墩高度、單跨跨徑、主橋長度3項指標(biāo),目前在同類型空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁橋中排名世界第一。主橋3個主跨跨徑都是320米,采用這樣多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式為國內(nèi)外首次。
“一橋三工藝”,在地質(zhì)復(fù)雜地形險峻的峽谷間建設(shè)世界級大橋
納晴高速是納雍至興義高速公路(G7612)的重要組成部分,全長162公里,橋隧比高達(dá)69.46%。
由于當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡厥狻⒌刭|(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計人員在這條高速公路設(shè)計之初就采用調(diào)繪、物探、鉆探、原位測試等方法,加強(qiáng)不良地質(zhì)路段勘察。尤其是對于特大橋建設(shè),采用綜合手段查明橋址區(qū)域覆蓋層厚度、風(fēng)化程度及基地巖層情況,評估巖溶、采空區(qū)、斷裂破碎帶、滑坡、危巖、堆積體等對橋梁結(jié)構(gòu)安全的影響,加強(qiáng)斜坡處橋梁的岸坡穩(wěn)定性分析評價,為橋梁孔跨布置和基礎(chǔ)設(shè)計提供可靠支撐。
納晴高速第十合同段項目經(jīng)理石宏偉介紹,關(guān)于六枝特大橋的選址,起初選線在附近另一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。設(shè)計團(tuán)隊歷經(jīng)數(shù)月實(shí)地勘察、收集數(shù)據(jù),綜合考慮地形、地質(zhì)等建設(shè)條件和互通布設(shè)、工程規(guī)模、投資等因素,并與貴州省交通運(yùn)輸廳以及各設(shè)計院、監(jiān)控單位、施工單位等團(tuán)隊專家反復(fù)研究,最終確定該方案。
“為保證萬無一失,光是方案的設(shè)計、定版,就花了一年的時間。”石宏偉說。
六枝特大橋采取的空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式,具有結(jié)構(gòu)剛度大、行車平順、后期養(yǎng)護(hù)工作量小、對施工運(yùn)輸要求低等優(yōu)點(diǎn),能更好適應(yīng)山區(qū)高速公路路線平面線形的變化,提高常規(guī)連續(xù)剛構(gòu)橋的跨越能力。而且,相比懸索橋和斜拉橋,多孔主跨320米空腹式連續(xù)剛構(gòu)方案能大大節(jié)省造價。
六枝特大橋全橋長度2023.5米,主橋空腹式剛構(gòu)橋箱梁寬度為16.55米,3個主跨跨徑均為320米,墩高為196米。而曾經(jīng)的主橋墩世界紀(jì)錄,也出自貴州——畢節(jié)至威寧高速公路赫章特大橋墩高195米。
俯瞰六枝特大橋,崇山峻嶺間,22座橋墩宛若龍脊,一字排開、串點(diǎn)成線。云霧繚繞中,支撐3個主跨的4個主橋墩宛若擎天巨柱,拔地而起、巍然矗立。
這座氣勢恢宏、刷新多項世界紀(jì)錄的大橋,采用多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)形式,開了梁橋建設(shè)先河。
與貴州建設(shè)的其他山區(qū)特大橋一樣,六枝特大橋的建設(shè)面臨巨大挑戰(zhàn)——地形地質(zhì)條件復(fù)雜,運(yùn)輸條件差,建設(shè)條件惡劣,生態(tài)環(huán)保要求高。
特殊的地形,狹窄的施工場地,讓大型設(shè)備難以施展拳腳,很難開展機(jī)械化、規(guī)?;┕?。由于自然條件所限,一些施工節(jié)點(diǎn)供水供電困難。再加上峽谷風(fēng)環(huán)境復(fù)雜,風(fēng)場受局部地形影響強(qiáng)烈,這些都給高橋墩、大跨徑橋梁設(shè)計施工帶來不少困難。
六枝特大橋建造之難,體現(xiàn)在哪里?
它需要跨越一個長度達(dá)2公里以上的U型峽谷,這里山坡陡峭,常年風(fēng)大霧多。
項目部班子成員認(rèn)為,六枝特大橋的建造之難,主要體現(xiàn)在3個方面。一是主跨連續(xù)3跨均為320米,總長近1公里,最大墩高196米,其工程規(guī)模、施工難度均居山區(qū)同類橋梁前列,剛構(gòu)空腹區(qū)上、下弦采用臨時扣索輔助懸臂澆筑施工,工序特別復(fù)雜。二是由于較差的地質(zhì)條件,樁基會穿越煤層,樁基開挖施工時容易產(chǎn)生瓦斯及有毒氣體,施工安全風(fēng)險較高。三是由于地形陡峭,大部分樁基、承臺處于大于45度的斜坡上,單個墩承臺的1/4處于懸空狀態(tài),尤其是9號墩,需要施工樁板墻進(jìn)行上、下邊坡支擋防護(hù),左幅承臺施工時無平臺可停放施工設(shè)備,施工難度極大。
納晴高速第十合同段項目常務(wù)副總工周國云有著數(shù)座特大橋建造經(jīng)驗(yàn),但在面對這樣一座需要超高技藝的大橋時,也不禁感嘆:“在這樣險峻的峽谷間建設(shè)世界級大橋,難度可想而知,工藝極其復(fù)雜。它包括了拱橋、斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)橋3種橋型施工工藝,相當(dāng)于修了3種橋,可謂是‘一橋三工藝’。”
20多項專利,攻克大跨徑鋼筋混凝土梁橋多項世界性難題
越是艱險越向前!地理和氣候的雙重考驗(yàn),沒有將項目團(tuán)隊嚇退,反而讓大家干勁十足。他們在整個工程建造階段,都綜合運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù),實(shí)現(xiàn)多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享,讓施工更加安全、精準(zhǔn)、高效。
其一,是北斗精準(zhǔn)定位系統(tǒng)。峽谷中時常出現(xiàn)大霧天氣,這時全站型電子測距儀無法使用,基于北斗精準(zhǔn)定位的施工精度控制系統(tǒng)就成了六枝特大橋精準(zhǔn)建設(shè)的關(guān)鍵。
其二,是自平衡張拉系統(tǒng)。該系統(tǒng)是項目團(tuán)隊為實(shí)現(xiàn)扣索張拉過程中兩端對稱平衡張拉而研發(fā)的,可實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)多束鋼絞線群錨拉索對稱同步張拉,同步精度達(dá)99%以上,能很好地保障施工質(zhì)量。
此外,還有建造過程中應(yīng)用的大體積混凝土溫度控制系統(tǒng)、液壓爬模模板放樣系統(tǒng)、扣索索力監(jiān)控系統(tǒng)、橋梁線形控制系統(tǒng),等等。各大系統(tǒng)團(tuán)結(jié)作戰(zhàn),風(fēng)力、溫度、壓力等監(jiān)測數(shù)據(jù)最終匯集到項目管理云平臺,實(shí)現(xiàn)施工安全及質(zhì)量的全過程可控。
差之毫厘,謬以千里。橋梁施工精度直接影響著橋梁建造質(zhì)量、橋梁受力及建成后橋梁的美觀,六枝特大橋一項項數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,為復(fù)雜條件下橋梁施工貢獻(xiàn)了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
目前,項目團(tuán)隊已申報及準(zhǔn)備申報的專利達(dá)20多項,包括大直徑樁基旋挖鉆配合爆破成孔施工方法、可折疊可伸縮式三角托架、液壓爬模同步爬升系統(tǒng)、楔形卸載裝置、低回縮錨具擰緊工具、空腹式剛構(gòu)橋空腹區(qū)下弦起步段勁性骨架施工方法、通用型斜爬掛籃等。
大直徑樁基旋挖鉆配合爆破成孔施工方法贏得業(yè)內(nèi)好評。
六枝特大橋主墩樁基直徑達(dá)3.6米,而特殊地形條件下能滿足該直徑樁基施工的設(shè)備無法進(jìn)場。項目部采用旋挖鉆配合爆破成孔施工工藝進(jìn)行施工,不僅減少爆破作業(yè)工作量,還使出渣更安全、高效。
空腹式剛構(gòu)橋空腹區(qū)下弦起步段勁性骨架施工方法,則加快了大橋施工進(jìn)度。
空腹式剛構(gòu)橋下弦起步段施工是該橋型施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一。項目團(tuán)隊在施工中,提前在墩柱上安裝勁性骨架,利用勁性骨架作為起步段的承重結(jié)構(gòu),在減少支架拆除施工的同時,節(jié)省了掛籃安裝時間。
“相對于拱橋、斜拉橋和懸索橋,梁橋的優(yōu)點(diǎn)主要在于其鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能節(jié)約造價,養(yǎng)護(hù)成本較低,因此梁橋數(shù)量在所有橋梁類型中所占的比重最大。”貴州省交通運(yùn)輸廳總工程師許湘華說,普通梁橋跨徑有限,預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋最大跨徑一般在200米左右。為增大跨徑,貴州路橋集團(tuán)首創(chuàng)空腹式預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋,跨徑一舉提高到290米,用于水盤高速的北盤江大橋,攻克了大跨徑鋼筋混凝土剛構(gòu)橋跨中下?lián)稀㈤_裂等世界性難題。之后,貴州的橋梁建設(shè)團(tuán)隊又不斷突破。六枝特大橋?yàn)檫m應(yīng)此處峽谷地形,首次將3跨用于空腹式預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋,跨徑也提高到320米。對比設(shè)計之初的懸索橋結(jié)構(gòu),六枝特大橋采用這一結(jié)構(gòu)形式后至少可節(jié)省造價8億元。
融入綠色環(huán)保理念,守住綠水青山領(lǐng)略多彩貴州
納晴高速的建設(shè),對優(yōu)化和完善貴州路網(wǎng)布局,促進(jìn)沿線區(qū)域資源合理開發(fā),繁榮少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)有著重要意義。它不僅能加強(qiáng)貴州省西部地區(qū)南北向的交通聯(lián)系,形成貴州通往四川、廣西等地的快速通道,也將成為四川、重慶等地經(jīng)貴州至云南、廣西的快捷通道。
在納晴高速控制性工程——六枝特大橋的建設(shè)過程中,常見當(dāng)?shù)厝罕娺b望施工場地,對早日建成通車翹首以盼。
對于當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展,項目團(tuán)隊傾注了很多心血。
建設(shè)者們在大橋建設(shè)中融入“綠色工程、環(huán)保為先”的理念,讓當(dāng)?shù)厝嗣裨谑氐米∩角逅愕耐瑫r,生活更便利、出行更便捷,通往更廣闊世界,讓外界通過“橋”,見綠水伴青山,了解多彩貴州。
為減少對地表的破壞,在邊坡開挖時,項目團(tuán)隊特地采取了環(huán)保措施。其中,在修建9號主墩時,施工人員通過分幅設(shè)置,將10級邊坡減少為1級邊坡高度,原本需要開挖30萬立方米山體土石,減少到只需幾千立方米,既降低了造價,又最大限度地保護(hù)了橋位周邊環(huán)境,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保。
在項目部,周國云盯著電腦屏幕,通過可視化物理交互系統(tǒng)查看各平臺數(shù)據(jù),對施工安全、質(zhì)量進(jìn)行可視化控制。
在六枝特大橋這個世界級橋梁工程中,不少技術(shù)需要運(yùn)用云計算技術(shù),以實(shí)現(xiàn)施工過程相關(guān)數(shù)據(jù)的信息化管理。這需要一支年輕化、信息化隊伍。
項目部的工作人員大多30歲上下,年紀(jì)雖輕,卻專業(yè)過硬、經(jīng)驗(yàn)豐富,通過對各類設(shè)備的熟練操作、對大量數(shù)據(jù)的精細(xì)分析,齊心協(xié)力啃下建設(shè)過程中遇到的“硬骨頭”。
為提高管理效率,他們實(shí)行工區(qū)化及網(wǎng)格長制管理。每個主墩,都有一個項目班子成員擔(dān)任網(wǎng)格長,對主墩建設(shè)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度負(fù)責(zé),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、扁平化管理。這既能調(diào)動管理人員積極性,又能讓現(xiàn)場問題得到及時解決,提高了工作效率。
今年5月,施工現(xiàn)場突發(fā)下弦起步段吊架無法前移問題。正是借助于這一管理制度,問題得以立即上報、迅速解決,未耽誤工期。
為保障工程品質(zhì),六枝特大橋項目團(tuán)隊夙興夜寐、緊盯節(jié)點(diǎn),想方設(shè)法解決難題。從適應(yīng)峽谷自然環(huán)境、村寨建筑、基本農(nóng)田、山水林田等環(huán)境因素,到一顆螺絲釘材質(zhì)、型號的選擇,每一個細(xì)節(jié)都精益求精。
作為建設(shè)者,他們以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、工程品質(zhì)化為先導(dǎo),將綠色理念、品質(zhì)工程要求、智能化施工裝備和手段融入建設(shè)的全過程。
作為管理者,他們大膽探索新的管理思路,強(qiáng)化安全性能設(shè)計,實(shí)施安全網(wǎng)格化管理,使工程質(zhì)量、進(jìn)度和效益不斷得到提高,對質(zhì)量和安全不懈追求,彰顯了世界級大橋建設(shè)鐵軍精神。
萬水千山橋飛架,天塹通途一揮間。項目部有關(guān)負(fù)責(zé)人說:“我們正在踏踏實(shí)實(shí)做好空腹區(qū)上下弦段的施工,確保明年年底順利完工。同時,努力探索、總結(jié)創(chuàng)新性經(jīng)驗(yàn),為世界同類型橋梁建造提供更多經(jīng)驗(yàn)。”(蕭子靜 劉葉琳 龔小榮)