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精品匠心 大道通途——貴州納晴高速品質工程建設紀實

來源:中國交通新聞網    2023-05-08 08:38:47

納晴高速牂牁江特大橋建設現場。

納晴高速下壩隧道監控中心。

納晴高速白水河特大橋建設現場。

納晴高速珙桐隧道。

沙盤圖上,連接貴州6縱大通道的納晴高速,猶如群山之中疾馳的快車,滿載山區百姓因路而富的期許,全速前進。

沙盤之外,納晴高速地處“中國喀斯特心臟”,破碎斷層穿越難、岩爆危害處理難、有毒有害氣體防治難、生態環境防護難,工程前進的每一步,都是啃硬骨頭、涉險灘。肩負該項目建設管理責任的貴州交建集團下屬貴州納晴高速公路有限公司(簡稱納晴公司),帶領全體建設者以越是艱險越向前的魄力、千磨萬擊還堅勁的鬥志,破解了一道道沒有過往經驗可借鑒的難題,實現了從不利到有利、從危機到契機的轉化,在加快建設交通強國的進程中刷新紀錄、書寫傳奇……

項目名片

納(雍)晴(隆)高速是貴州省納雍至興義高速公路的重要組成部分,串聯了杭瑞、廈蓉和滬昆等國家高速公路主線,項目全長162.17公里,由貴州交建集團&&多家股東投資建設,總投資380.05億元,橋隧比69.46%。路線起于畢節市納雍縣,經織金縣、六枝特區、水城區,終至黔西南布依族苗族自治州普安縣。項目的建設對於完善貴州省境內國高網和區域路網,鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接,推動區域資源、能源開發具有重要意義。

4座特殊橋梁:六枝特大橋(主跨3×320米空腹式連續剛構橋)、烏蒙山特大橋(主跨270米上承式鋼桁—混凝土組合拱橋)、牂牁江特大橋(主跨1080米鋼桁梁懸索橋)、白水河特大橋(主跨340米上承式鋼管拱橋);

9座特長隧道:珙桐隧道(左幅5133米、右幅5123米)、下壩隧道(左幅5192米、右幅5224米)、新發寨隧道(左幅3048米、右幅3074米)、黃土坡隧道(左幅3756米、右幅3781米)、箐腳隧道(左幅3380米、右幅3386米)、老何家隧道(左幅3037米、右幅2988米)、紅寨隧道(左幅3897米、右幅3902米)、老鷹岩隧道(左幅3155米、右幅3135米)、江西坡隧道(左幅4085米、右幅4097米);

9座剛構橋:龍井河大橋(主跨150米)、銀豐大橋(主跨150米)、劉家寨大橋(主跨100米)、水公河特大橋(主跨200米)、扈家河特大橋(主跨2×135米)、三岔河大橋(主跨135米)、牛場壩大橋(主跨130米)、虎箐丫口特大橋(主跨130米)、地泗河特大橋(主跨3×130米)。

攻堅 紮根深山守隧安 知重負重破溶險

從山頂蜿蜒到山底,頭頂是懸崖峭壁,眼前是迷霧重重……納晴高速最長隧道——下壩隧道的建設正在緊張推進。

納晴公司董事長謝方臣清晰記得,剛來時,捧著一張只有初步概念的圖紙,從無水、無電、無施工場地的山谷中開挖第一鏟。如今,員工宿舍井然有序,拌和場站綠棚遮頂,下壩隧道平穩掘進……不由地感慨萬千。

作為納晴高速關鍵控制性工程,下壩隧道穿越2條鐵路、3個地下河水文地質單元、4條斷層、5段岩溶發育帶,每組數據落到時間軸上都是一個接一個的不眠之夜。

“工程跨越鐵路,有協調調度的不易,也有施工工藝的不同。比如,能不用爆破的時候就不用爆破,儘量採用機械開挖;不得不使用爆破施工時,就必須設置振動儀,錯開鐵路列車運營時間,在‘天窗’時間內用弱爆破控制振動級別,確保運營車輛安全。”貴州公路集團納晴T9標項目負責人王伯余説,隧道施工中更是要密切監測,確保工程施工、鐵路運營安全。

談到安全,納晴公司副總經理、總工程師張力深有感觸:“特殊的地質條件成為下壩隧道建設的難題,也讓我們深思如何保障施工安全。”

施工現場,工人們頭戴的安全帽和常見的安全帽相比,後面多了火柴盒大小的黑色裝置。“這是裝有特製晶片的智慧安全帽,如果遇到緊急情況,工人們可以一鍵報警。該裝置也支援定位、調度等功能,與智慧平臺接通,便於項目中心第一時間了解工人情況。”在T9標總工瀋陽的一番操作下,原本展示著掌子面、二襯等施工現場的智慧工地電子顯示屏上,清晰標注出隧道內所有工人施工的具體坐標。

在群山連綿、溝壑縱橫中翻山越嶺,不僅下壩隧道面臨涌水、突泥、瓦斯等極端性建設難題,珙桐隧道同樣“負重前行”。

“解決地質問題帶來的施工難點,‘智慧’+‘資訊’融合技術是制勝法寶。”貴州橋梁集團納晴T2標項目副書記吳海濤介紹,“我們堅持資訊化施工的原則,結合超前地質預報與超前探孔分析岩層情況,對隧道進行特殊化、個性化加固,並謹慎制定掘進方案。”

珙桐隧道進口段存在1.2公里的淺埋區,最淺埋深僅為25米,且隧道下穿小煤窯採空區、居民生活區等多種複雜地質段。如何安全掘進才能確保地表穩定?是珙桐隧道面臨的重要問題。

經過反覆地質查勘、詳細現場勘測、不斷比選方案……最終,項目踐行“先探測、管超前、短進尺、弱擾動、強支護、勤測量”原則,通過零開挖進洞最大程度保護洞口生態環境,並在淺埋區創新採用“三台階預留核心土開挖法”確保施工安全。“施工過程中,因為煤係地層的特殊性,我們通過智慧通風、智慧用電、精準人員定位系統和基於大數據平臺的瓦斯系統監控,在確保人員安全的基礎上保障施工效率。”貴州橋梁集團納晴T3標項目副書記兼總工解小偉介紹。

石峰林立、孤峰突起的喀斯特地貌,自然意味著地下溶洞遍佈、暗河洶湧,正在加快建設的白水河特大橋就曾因此一度無法繼續推進。

看著正在緊張施工的白水河特大橋,貴州路橋集團納晴T5標黨支部書記、項目經理左卿説:“目前的拱座以及樁基區域都存在著較多的高大溶洞和比較大的葫蘆串狀溶洞,施工過程卡錘現象時有發生。”

其中,在白水河特大橋晴隆岸拱座施工中,長12米、寬2米、高13米的溶洞讓工程一度停滯,施工週期長達數月。

“面對溶洞,我們一方面必須探明其走向,科學制定處置方案;另一方面要在工程施工中進一步優化工藝工法,以彌補其帶來的工程停滯損失,全力保障工程建設高效優質。”T5標項目副經理兼副總工夏萬武説。

突破 勇攀技術高峰 攻克世界級難關

在雙臺階預拼場,伴隨著隆隆的機器轟鳴聲,綁扎鋼筋、墩柱澆築等施工作業全面展開,世界第一座大跨度鋼桁—混凝土組合拱橋正在全力開工。

峰嶺、凸脊、溝谷相間,在地面最大橫坡接近65度的陡峻斜坡地帶,建設者如何將烏蒙山特大橋安放于阿志河大橋和烏蒙山國家地質公園“夾心”的狹窄位置?

“烏蒙山特大橋設計中,綜合現場作業面有限以及降本增效等多方面考慮,我們在混凝土箱型拱橋的基礎上,採用鋼腹桿替代混凝土腹板。在大跨度混凝土箱形截面中,腹板的抗彎作用遠小于截面的頂底板,但其重量只佔到了拱圈總重量的30%至40%,採用鋼腹板(桿)代替厚重的混凝土腹板,減少工序的同時,能較原設計勁性骨架外包混凝土拱橋減輕自重27%左右。”貴州公路集團納晴T12標項目經理陳磊談到。而這一新形成的山區大跨度鋼桁—混凝土組合拱橋施工技術體系,將進一步豐富200米至400米跨徑的橋梁結構類型,具有里程碑意義。

新橋型的“成長”過程中,各類問題的相伴而行無法避免。

大跨徑混凝土拱橋在我國已經修建了很多,當跨徑較大時,通常會採用鋼管混凝土勁性骨架法進行主拱圈施工,但這種方法澆築混凝土腹板比較困難,且週期較長。

建設者們披星戴月,所要做的就是儘早破解這一瓶頸。在一次次的推翻重來中,主拱圈創新性採用無支架纜索大節段預製吊裝的施工方法受到眾人青睞,即首先預製大節段拱肋,再採用斜拉懸臂扣挂的方法合龍拱肋,降低高空作業風險的同時,極大提升作業效率。

如果説絕壁上從0到1的突破是納晴高速建設中精益求精的精髓,那麼在既有橋梁類型中取得突圍,則是納晴高速對工程品質的極致追求。

“一直以來,我們都不是為了追求大而大,經濟性、安全性、實用性才是我們著重考慮的內容,合適的就是最好的。”站在六枝特區中寨鄉箐腳村觀景臺,望著同類型橋梁中墩高世界第一、空腹式連續剛構梁橋主跨跨徑世界第一、空腹式連續剛構梁橋橋長世界第一的六枝特大橋,貴州路橋集團納晴T10標項目負責人石宏偉説。

初時,鋼桁梁懸索橋、鋼桁梁斜拉橋和預應力混凝土空腹式剛構橋都是納入橋型比選範圍。但從地形條件、地質條件、維護成本、施工難度、工程造價等方面考量,懸索橋及斜拉橋方案均有不足之處。

“我們在常規連續剛構橋形式上將箱梁根部的腹板挖空,上弦、下弦與主墩相連接組成三角區,既減輕了結構自重,又增加了梁的抗彎能力及剛度,優化了結構受力。下弦拱效應搭配混凝土良好的抗壓性能,經濟適用性也實現最高。”納晴公司總經理冉茂倫介紹。

對於建設者而言,創新無止境,面對主跨跨徑世界第一的空腹式連續剛構梁橋建設,採用五跨連續(三主跨)預應力混凝土空腹式連續剛構梁結構形式也是國內外首次。

牂牁江上,漂浮流動的雲層和霧氣帶來了少許的寧靜。寧靜之外,溫差大、地形限制大、氣象條件多變、風場紊亂都給牂牁江特大橋的建設帶來了意想不到的難題。

晴隆岸5號主塔總高248.1米,共設上、下2道橫樑。面對溫差、地形以及風場等不利因素,項目急需探索新的替代方案規避傳統橫樑施工中混凝土澆築支架搭設耗時長、用材量大、危險系數較高的難題。

建設者經過反覆探討、學習、模擬、測試,最終,用2米×4米的特製貝雷片支架系統替代傳統321貝雷片+落地鋼管支架系統,創造出國內山區懸索橋大跨度橫樑現澆施工無需落地鋼管支架的先例,也為橋梁建造提供了技術參考和示範。

“兩岸主塔建於V形峽谷岸坡上,橋面與江面常年水位最大高差達313米,吊索優越的耐腐蝕性和抗疲勞性能是我們首要考慮的問題。”貴州公路集團納晴T15標項目負責人趙明富説,項目採用了1960兆帕鋅鋁稀土合金鍍層密封鋼絲繩吊索,並取消了傳統平行鋼絲吊索的PE外套,突破了懸索橋吊索用高強鋼絲的關鍵技術瓶頸,這也是國際上該材料在橋梁建設中的首次利用。

綠色 厚植智慧基因 凸顯生態涵養

一項項世界級難題接續攻克靠什麼?智慧綠色為納晴高速建設注入源源動能。

“白水河特大橋施工過程中,我們創新運用‘BIM+’技術,不再只把它當成簡單的動畫展示工具,而是變成指導工程實施的智慧‘大腦’,讓施工更安全、更高效、更精準。”在白水河特大橋施工總控室,貴州路橋集團納晴T5標二工區工區長羅三打開顯示屏上的橋梁模型,一幅立體三維透視圖映入眼簾。

“我們開拓性使用‘骨架—産品庫—BIM參數化設計—二維圖紙’創新設計方法,在設計階段就完成了整體控制局部細節的設計任務,實現了鋼管拱橋梁關鍵部位的實時更新設計,形成了橋梁鋼結構成套組裝技術。”冉茂倫談到。目前,通過進一步優化,實現了基於BIM向下游鋼結構製造的資訊傳遞,其生成的鋼結構深化圖具有可編輯性、圖模一致、尺寸零誤差等特點。基於BIM技術的成熟應用,項目還提出了按需輕量化載入。exe文件交付方法,不受軟硬體、網路頻寬的限制,保持複雜構件外觀屬性、部件結構、空間關係的情況下,可進行優化施工組織方案、施工模擬、三級技術交底、三維施工放樣等施工應用。

當智慧的暖流浸潤到施工方方面面,綠色基因也在施工的環環相扣間生根發芽,為貴州高速典型標桿工程建設增添亮色。

溝壑縱橫,江河競流,組成得天獨厚的山水奇觀。納雍珙桐省級自然保護區、牂牁江風景名勝區、六盤水烏蒙山國家地質公園以及鄰近的龍吟鎮石古一把傘恒河猴資源保護區實驗區等生態敏感區,遍佈納晴高速建設沿線。

建設過程中,秉持綠色施工理念,納晴高速對工藝工法的選擇尤為重視。烏蒙山特大橋採用永久性錨索結合臨時性錨索的方式加固邊坡,將邊坡坡度控制到1:0.1,極大地降低了拱座的開挖量,並採用塔吊反吊出渣的方式最大限度降低對生態的影響;牂牁江特大橋面臨環保要求高、施工場地狹窄的困境,突破性開展大跨鋼梁無導梁連續頂推施工成套技術研究,提出了一種無導梁頂推的成套施工技術,在豐富頂推施工工藝的基礎上,保護了當地生態環境;白水河特大橋優化纜索吊系統設計方案,結合橋位地形條件,通過永臨結合,開展“一種纜索吊組合式錨碇及其使用方法”研究,把纜索吊系統主錨碇(臨時結構)與承臺(永久結構)結合,減少臨時結構佈置,節約土地……

在珙桐隧道施工現場,記者看到施工場地周圍全部用綠色防護網覆蓋,工地四週安裝有高壓噴淋設施,乾淨整潔,基本上看不到施工揚塵。

談及施工中環保工作的重要舉措,納晴公司副總經理代斌説:“減少干擾,就是最大的保護。”

珙桐隧道地處納雍珙桐省級自然保護區內,施工便道設置盡可能遠離受保護植物,並減少對周邊地形地貌的影響;場站採用全封閉式,減少粉塵對環境影響,同時降低噪音,有效減少對周邊村寨的影響;生活污水、施工排水進行集中三級沉澱過濾後順接現有河流。

放眼整個納晴高速施工現場,公路建設與自然、人文環境和諧發展的理念貫穿到了每一環節。

橋梁施工過程中,設置排水溝和沉澱池對施工廢水沉澱,利用廢水對施工場地灑水降塵,橋墩樁基開挖産生的石渣及時清運處置;拌和站、預製場等場站産生的廢水統一採用四級沉澱池進行處理,並凈化迴圈利用,減少水污染;棄土場、臨時場站的防護、復綠同樣一步到位。更值得一提的是,項目施工單位在第一時間與參建勞務公司簽訂了施工垃圾處理協議,秉持誰污染誰負責的溯源式跟蹤管理模式,取得了良好的環保效果。

多彩貴州山水相依,逢山開路、遇水架橋的納晴高速建設者們以大地為紙,以智慧、肯幹為筆墨,在這片神奇的土地上書寫著最新、最美的篇章。

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