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創(chuàng)造多項橋梁建設(shè)世界紀(jì)錄的渝湘復(fù)線高速公路
2023-10-10 來源:中央紀(jì)委國家監(jiān)委網(wǎng)站 

  山水之間,渝湘復(fù)線高速公路各節(jié)點性項目的施工現(xiàn)場一派熱火朝天。香龍隧道突破4000米大關(guān),大溪河特大橋全幅貫通,雙堡特大橋帽梁吊裝作業(yè)順利完成……自2020年工程啟動以來,這條總里程長達280公里、平均橋隧比高達80%的山區(qū)高速公路不斷刷新“進度條”。

  據(jù)介紹,渝湘復(fù)線高速公路項目由30余家央企國企聯(lián)合投資640多億元打造,項目團隊在設(shè)計建造中開展了一系列重大技術(shù)攻關(guān),創(chuàng)新應(yīng)用多項先進工藝,成功創(chuàng)造高速公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域的3項世界紀(jì)錄——雙連拱跨徑世界第一、獨立吊塔的纜索吊跨徑世界第一、同等結(jié)構(gòu)的纜索吊吊重世界第一,實現(xiàn)2項全國首創(chuàng)——國內(nèi)首次采用智能索主動平衡控制系統(tǒng)、首次全面應(yīng)用三維激光掃描數(shù)字預(yù)拼裝技術(shù),為世界長里程、高橋隧比高速公路建設(shè)提供了“中國經(jīng)驗”。

  當(dāng)前,這條深山“巨龍”已具雛形,讓我們一起去探尋它的“生長密碼”。

  橋隧結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生態(tài)敏感區(qū)縱橫交錯 除了不是高原公路,其他難題“樣樣都有”

  打開北斗導(dǎo)航就會發(fā)現(xiàn),從重慶中心城區(qū)出發(fā),開車走高速公路到湖南,目前主要依靠既有的包茂高速渝湘段(渝湘高速)。

  “先向東經(jīng)過武隆、彭水,行至黔江區(qū),然后再向南行,經(jīng)湖南花垣入湘??傮w上要拐一個大彎,里程長、易擁堵。”重慶渝湘復(fù)線高速公路有限公司董事長周武召說,渝湘復(fù)線高速公路是渝湘高速公路的擴能線路。

  記者了解到,渝湘復(fù)線高速公路項目由重慶中心城區(qū)引出,沿東南方向,經(jīng)巴南、南川、武隆、彭水、酉陽,最后接酉沿高速離渝入湘。全線通車后,車輛無需再繞行黔江區(qū),可以使重慶中心城區(qū)至湖南方向的里程比既有渝湘高速縮短47.8公里,至貴州沿河方向的里程縮短79公里,對進一步提升西南片區(qū)通行能力,推進渝、湘、黔三地交融發(fā)展,加快打造國際性綜合交通樞紐等具有重要意義。

  然而,把藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實并不容易。

  “在全國既有或在建的高速公路中,有的里程長,但橋隧比低,有的橋隧比雖高,但里程短,而渝湘復(fù)線高速公路具有長里程、高橋隧比的‘雙難’特點。”周武召介紹。

  橋隧比,是指公路和鐵路建設(shè)中,橋梁和隧道占總里程的比例。橋隧比越高,意味著工程難度越大。據(jù)了解,普通高速公路橋隧比大約在20%至30%之間,在我國西南地區(qū),受地勢影響,高速公路的橋隧比較高,通常在60%至70%之間,而渝湘復(fù)線高速公路全線平均橋隧比高達80%,其中重慶武隆至貴州道真段的橋隧比則高達92%,難度之大可想而知。

  “除了不是高原公路,不存在凍土及缺氧問題,其他在高難度高速公路建設(shè)中可能遇到的流水侵蝕、陡坡深谷、天塹峭壁、巖溶地質(zhì)、有毒氣體等問題,幾乎樣樣都有,而且樣樣都難。”周武召說。

  重慶,依江而建,傍山而興。大江、大河、大山,賦予這座城市獨特的山水風(fēng)光和地域特色,而層巒疊嶂、江水環(huán)繞所形成的天然屏障,也給高速公路建設(shè)帶來巨大難題。

  渝湘復(fù)線高速公路全線布設(shè)橋梁139座、隧道62座,其中多孔跨徑總長大于1000米或單孔跨徑大于150米的特大橋就有17座,3000米以上的特長隧道多達18座,線路走向與武隆喀斯特世界自然遺產(chǎn)地、武隆巖溶國家地質(zhì)公園、芙蓉江國家重點風(fēng)景名勝區(qū)、酉陽國家地質(zhì)公園、茂云山自然保護區(qū)、烏江百里畫廊等多個生態(tài)敏感區(qū)縱橫交錯,沿線分布有巖溶、危巖、滑坡等多種不良地質(zhì),地質(zhì)地貌和生態(tài)環(huán)境極為敏感復(fù)雜。

  據(jù)統(tǒng)計,渝湘復(fù)線高速公路全線跨越或與各類道路、河流交叉128次;有瓦斯隧道21座,其中高瓦斯隧道5座,稍有不慎就會造成難以想象的后果。

  行程再坎坷,也攔不住篤定向前的人。面對極其復(fù)雜的橋隧結(jié)構(gòu)和眾多不利因素,渝湘復(fù)線高速公路項目團隊積極探索創(chuàng)新,全力攻克山區(qū)高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護等重重難關(guān)。

  自主創(chuàng)新接連啃下難啃的“硬骨頭” 多項重大科技攻關(guān)讓建設(shè)更高效施工更精準(zhǔn)

  重慶武隆,大洞河、小河溝“雙溝谷”上方,兩個紅色的連拱在一片蒼郁中更顯奪目,被稱為“彩虹橋”的雙堡特大橋帽梁吊裝作業(yè)順利完成,意味著該橋的主橋下部結(jié)構(gòu)施工全部結(jié)束,進入上部結(jié)構(gòu)施工階段。

  這是渝湘復(fù)線高速公路的關(guān)鍵控制性工程,也是世界上跨徑最大的上承式雙跨連續(xù)鋼管混凝土拱橋。據(jù)介紹,拱橋總長1620米,雙向6車道,單幅橋面寬16米,設(shè)計車速80公里每小時。其所處的典型的“W峽谷地形+巖溶地質(zhì)”,給設(shè)計團隊帶來巨大挑戰(zhàn)。

  不只是雙堡特大橋。高橋隧比,決定了橋梁和隧道特別是特大橋梁、特長隧道,是整條渝湘復(fù)線高速公路建設(shè)的“命門”所在。為攻克復(fù)雜地形條件下特大連拱橋、高瓦斯巖溶大斷面隧道等工程建設(shè)難題,渝湘復(fù)線高速公路項目團隊啟動“頭腦風(fēng)暴”,開展了包括峽谷大跨徑上承式雙跨連續(xù)鋼管混凝土拱橋設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)研究在內(nèi)的多項重大科技攻關(guān),為全國乃至世界高難度高速公路橋隧建設(shè)提供借鑒。

  以雙堡特大橋為例,根據(jù)橋梁所處的地形地貌,經(jīng)實地反復(fù)勘探測量,再綜合特殊地質(zhì)條件下受力等多種復(fù)雜情況,設(shè)計團隊最終確定雙堡特大橋結(jié)構(gòu)為上承式雙跨連續(xù)鋼管混凝土桁架拱橋。

  但2*405米的雙跨徑,給這座橋梁的建設(shè)者帶來重重難題。

  “我們常講遇河架橋,殊不知架橋前須先造塔。”雙堡特大橋項目總工程師尹濤介紹,在大跨徑懸索橋和拱橋的施工過程中,通常要在兩岸吊塔之間穿引鋼絲纜繩組成纜索吊,吊裝傳遞橋梁荷載的重要承重構(gòu)件。懸索橋通常會選用兩岸主塔作為吊塔,拱橋的兩岸本身沒有主塔,就需要新建吊塔,但雙堡特大橋跨徑大,需要吊裝的鋼拱肋節(jié)段多、體積大,普通吊塔無法滿足需求,必須為其專門打造一個千米級的纜索吊系統(tǒng)。

  可大橋周邊地勢狹小、施工場地有限,吊塔設(shè)在哪兒?經(jīng)反復(fù)論證,項目團隊大膽決定把西岸吊塔直接設(shè)在8號橋墩頂部,東岸吊塔則設(shè)置在12號橋墩與13號橋墩之間的空地上。

  “8號橋墩是雙堡特大橋的主墩之一,離地面高度97.5米,在其墩頂搭設(shè)臨時塔架,就能形成由‘橋墩+臨時塔架’組合而成的西岸吊塔,既能保證承重,又能節(jié)省工程造價。”尹濤說。

  項目團隊將吊塔事先拆分成一節(jié)節(jié)的塔架構(gòu)件,然后再像“搭積木”一樣向上搭建組裝。就這樣,以東西兩岸高167米的吊塔為兩側(cè)支柱,便可從中引出纜繩,跨越“雙溝谷”實施吊裝作業(yè)。

  “跨徑達900米,最大吊重達210噸,刷新了高速公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域中的兩項世界紀(jì)錄,即獨立吊塔的纜索吊跨徑世界第一、同等結(jié)構(gòu)的纜索吊吊重世界第一。”尹濤介紹。

  纜索吊雖然建成,但施工難題可不只有這一個。

  弧形拱圈作為雙堡特大橋的主要承重構(gòu)件,可以把荷載傳遞給墩臺和基礎(chǔ)。而拱肋作為主拱圈的“骨架”,由一個個高強度鋼構(gòu)件組成,這些鋼構(gòu)件也被稱為拱肋節(jié)段。必須完成拱肋節(jié)段的吊裝,才能形成弧形拱圈。

  位于“W峽谷地形”中間山頭的9號墩是雙堡特大橋雙拱的連接處,也是拱肋安裝最合適的“起點”。可讓項目團隊頭疼的是,大橋拱肋節(jié)段太重,9號墩左右兩側(cè)無法同時起吊,只能依次吊裝。但這樣一來,9號墩將遭遇左右兩側(cè)負(fù)重偏差,控制不好就會影響大橋整體穩(wěn)定性。“就好比一座天平,若左右兩邊不平衡,中間墩就會發(fā)生偏移,帶動固定在墩上的扣索位移,拱肋節(jié)段連著扣索也會發(fā)生位移,給橋梁帶來安全隱患。”尹濤說。

  為了啃下這塊“硬骨頭”,項目團隊開展技術(shù)攻關(guān),打造了集互聯(lián)網(wǎng)、云計算、自動控制等多項前沿技術(shù)于一體的智能索主動平衡控制系統(tǒng),并在國內(nèi)首次應(yīng)用于解決中間墩不平衡扣掛難題。同時在全國首次將三維激光掃描數(shù)字預(yù)拼裝技術(shù)全面應(yīng)用于鋼拱肋制作安裝,提前解決實物拼裝過程中可能出現(xiàn)的各種問題,成功把拼裝精度控制在毫米級。

  應(yīng)用這些創(chuàng)新技術(shù),項目團隊僅用8個月時間就完成了雙堡特大橋所有拱肋節(jié)段組拼,比原計劃提前1個多月,拼裝精度遠(yuǎn)高于設(shè)計要求。

  工程施工不破壞原生植被 修建高速公路與環(huán)境保護并行

  前不久,伴隨著掌子面的最后一次爆破,全長2200米的樵坪山隧道順利實現(xiàn)雙幅貫通。

  “前置式洞門”施工工法是這一隧道建設(shè)施工的一大亮點。這是一種環(huán)保型進洞工法,以這種方式推進隧道建設(shè),是項目團隊基于保護周邊原生植被、減少鑿隧對生態(tài)環(huán)境造成破壞的重要考量。

  據(jù)介紹,樵坪山隧道出口圍巖等級達到Ⅳ、Ⅴ級,且呈水平薄層狀分布,洞口段位于滑坡體,容易坍塌,加上洞頂有高壓鐵塔,上跨重慶鐵路東環(huán)線和渝湘高鐵,小凈距、大斷面,采取傳統(tǒng)的刷坡進洞也能解決施工難題,而且工程造價更低,但因土方開挖量大會對植被造成較大影響,項目團隊最終決定選擇“前置式洞門”施工工法。即以“不切坡、零開挖”的方式進洞,在暗洞施工前以臨時襯砌作為微開挖邊仰坡的防護措施,顯著減少隧道出口邊仰坡開挖,實現(xiàn)不破壞原生植被情況下的“悄然進洞”。

  “簡單地說,就是在正式進洞前,人工設(shè)置一條半圓形通道,自然‘親吻’山體,這與刷坡進洞要‘切掉’部分山體的方式相比,能夠更好地防止邊仰坡病害,最大限度保護原生植被和山體平衡。”重慶渝湘復(fù)線高速公路有限公司巴彭路項目經(jīng)理楊羽說。

  把綠色發(fā)展理念一貫到底,是渝湘復(fù)線高速公路全線建設(shè)從始至終的堅持。為貫徹這一重要理念,項目團隊堅持為每一座橋梁、每一條隧道制定“最綠方案”。

  2022年,一段混凝土攪拌車高空“走鋼絲”的視頻刷屏。這根跨度245米、寬4.3米、最大車輛荷載達45噸的“鋼絲”,就是渝湘復(fù)線高速公路項目團隊為解決雙堡特大橋9號墩施工物資供應(yīng)難題而修建的索道橋,也是名副其實的綠色臨時“空中走廊”。

  雙堡特大橋9號主墩前后左右都是峽谷峭壁,通往橋位的山路狹窄,宛若一座“孤島”,而9號墩施工需要2300余噸鋼筋和3.9萬立方米混凝土,另有大量渣土需要外運。若用常規(guī)方式,需征地約15畝,并專門修建一座拌合站和一個鋼筋加工廠,才能滿足如此龐大的物料需求,但“孤島”場地狹小,不具備另修拌合站和鋼筋加工廠的條件。

  項目技術(shù)團隊勘察地形后,決定采用質(zhì)量輕、強度高的超薄鋼箱式結(jié)構(gòu)作為橋面板,使用33股高強度低松弛無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為橋面索和穩(wěn)定索,在8號墩與9號墩之間打造一條索道橋,供混凝土攪拌車等大型車輛運送施工物料。有了這座索道橋,9號墩施工不必再另外征地修建拌合站和鋼筋加工廠,使2800棵森林樹木免于被砍伐,同時減少材料運輸柴油消耗約2300升,減少廢氣排放量2萬余立方米。

  堅持修路與環(huán)保并行,項目團隊還采取表土剝離集中存放、泥漿凈化污水處理,以及碎石加工全封閉智能化數(shù)控設(shè)備、環(huán)保智能化多功能掃地機等裝置,有效減少泥漿含砂和孔底沉渣、樁基沉降及泥漿外運量,實現(xiàn)對周轉(zhuǎn)用攪拌車的清洗和棄物中的砂、石、泥漿等分離、收集、再利用,降低或消除因樁基施工、隧道洞渣丟棄等對周邊環(huán)境的影響。中央紀(jì)委國家監(jiān)委網(wǎng)站 喬子軒 通訊員 李娟



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