在湖南省醴陵至娄底高速公路项目(以下简称“醴娄高速”)轰轰烈烈的建设征途中,数千名一线建设者克服“秋老虎”的“烤验”,正以时不我待的紧迫感,匠心锻造一路一桥,为项目如期优质安全建成通车奋起冲刺。醴娄高速十五施工分部路面施工现场。
9月16日,随着株洲湘江特大桥中跨合龙段浇筑完成,这座湘江之上最大跨径矮塔斜拉桥、全国单箱梁体最宽和最大规模多塔不等跨矮塔斜拉桥迎来重要里程碑。这一关键节点的完成,不仅标志着醴娄高速重点控制性工程建设取得了重大进展,也预示着碧波荡漾的湘江之上,一条“长龙”即将腾飞,极大缓解G60沪昆高速株洲、湘潭、娄底段的通行压力,同时也将带动株洲醴陵市、天元区、渌口区的经济发展。
从征地拆迁到开工建设,再到如今项目的稳步推进,醴娄高速项目共克服了四大问题。
首先是协调难度大,项目途经湖南株洲、湘潭、娄底3个地级市、7个县(市/区)、19个乡镇(街道)、99个行政村,共征用土地1202万平方米,拆除房屋1571栋,改迁杆线300余公里。其次是工程体量大,项目全线共设路基6504万立方米,桥梁工程基础6662根、立柱4977根、梁板14771片,通涵构造物870道,隧道4座/5083延米,互通式立体交叉18处,互通匝道收费站13处。再次是交叉施工安全风险大,项目5次上跨既有高速公路,12次上跨国省干线公路,4次上跨铁路,3次上跨市政道路。最后是施工技术难度大,项目关键控制性工程之一——株洲湘江特大桥主桥桩基位于断裂带和岩溶强烈发育地区,桥位区“串珠状”溶洞最多时有8层,承台围堰施工区为采砂区,主挂篮重量、宽度等均超现有技术水平,主梁线形、主梁应力和斜拉索索力控制是成桥的关键。“在艰难打破征地拆迁协调瓶颈后,项目建设各项工作稳步推进。目前,我们的工作重心是集中优势资源、抢抓有利时机,保时保质完成路面和桥梁施工任务。”湖南省醴娄高速公路建设开发有限公司(以下简称“醴娄公司”)工程安全部部长吕鑫表示,醴娄高速路面工程目前已完成总进度的58%,102座桥梁已全幅架通99座,株洲湘江特大桥于9月顺利合龙。
醴娄公司始终坚持“优质、安全、绿色、降本”的原则,按照“一路一方案”要求,加速推进标准化路段创建,稳步提升管理质效,倾力打造一流路面品质工程。
路面施工单位自进场伊始,便严格按照“建管养一体化”和“全寿命周期”的管理理念,先从路面优质材料选用着手,让质量赢在起跑线上。为减少并防止水稳层放射性裂缝反映到沥青层,各标段引进了聚丙烯长丝防裂基布、玻璃格栅防裂网、抗裂贴等新型材料,并在施工中设计排水沥青路面,极大提高了路面面层质量,保证了路面积水快速渗透。醴娄高速十五施工分部沥青路面段。“我们打破采用碎石作为路基路面铺筑骨料的传统做法,引进工业改性钢渣作为替代,在减排节能的基础上,大幅提升路基路面质量,节省建设资金。”醴娄高速十五施工分部项目经理陈伯韬介绍,用工业改性钢渣作为路面水稳层铺筑骨料,不但在机械作用下具有较好的稳定性,而且其整体强度高于石料强度,具有充足的水稳定性,保证路面不会因水产生超限沉降变形,在低温环境下不会冻胀,抗剪强度远高于石料水稳层。在施工现场,一台台无人驾驶的全智能化摊铺设备正沿着设定轨迹平稳运行、精准铺料,保证了摊铺的均匀性和摊铺的厚度、平整度;一辆辆安装了智能防撞系统、毫米波雷达自动刹车系统、北斗定位系统的压路机正徐徐碾过沥青路面,运行中能自动识别周边障碍物,并及时预警和制动,确保了碾压质量和施工安全。“单机大宽度一次性实现沥青面层高平与摊铺工法”是醴娄高速路面施工中的一大亮点,可实现单机全幅15米摊铺一次成型的良好效果。该工法利用摊铺机均衡梁自动找平系统和大宽度单机熨平板装置,可有效实现高程、横坡、厚度和平整度同步拟合,完美解决了双机摊铺所面临的多项棘手难题。沥青面层成型后,表面均匀无离析、无纵缝、无路拱,平整度良好,厚度均匀,排水顺畅,不仅极大缩短了工期、提升了路面使用寿命,还大大降低了运营过程中的维修成本。在路面摊铺碾压中,各标段采用“重双钢轮、重胶轮、前钢后胶”的组合方式进行梯队碾压,同时加强前后场碾压动态管控,不仅可有效避免碾压重叠或遗漏,还能根据每天摊铺情况动态调整沥青混合料的配合比,确保配合比最优、摊铺效果最佳、碾压效果最好。“我们对关键工艺开展了一系列微创新,既扮亮了路面工程的‘面子’,也夯实了‘里子’。”醴娄高速十四施工分部项目经理张映星表示,项目部在原有水稳拌和机的基础上增加了一台振动拌缸,并适当延长混合料拌和时间,采用五步装料法合理限载,有效解决了粗细集料离析等问题;在原有水稳摊铺设备上加装一台边部注浆机,有效解决了边部水泥裹附不均匀等问题;水稳边模支撑杆采用双钎配合内拉筋的方式固定,碾压时边模丝毫不移位,拆模后路面密实平整,几乎看不到蜂窝麻面,边部线形如刀切般顺直。在保证路面摊铺质量的同时,各标段高度重视成品保护,碾压前在起始位置铺设无缝边帆布防污,碾压中采用自动喷淋系统、防污轮胎等设备,甚至在沥青面层试验检测取芯时也采用了防污染夹具,真正做到全方位、全过程确保路面工程内实外美。
醴娄高速102座桥梁,或跨江河、山谷,或跨既有高速公路、铁路、国省干线公路、县乡村道。桥型或为斜拉索桥,或为预制箱梁桥,抑或为混凝土现浇桥、钢箱梁顶推桥、转体桥,所经地形地质复杂,结构设计多样,给安全施工和质量管控带来了严峻挑战。
醴娄高速公路株洲湘江特大桥施工现场。项目伊始,醴娄公司便突出桥梁质量安全管控的重要性,坚持“一桥一策”的施工原则,统筹党员、团员、职工三个层面,大力开展技术党课、团干讲堂、创新工作室3个“人才孵化器”平台建设,并联合施工和设计单位成立科研攻关课题小组,致力解决困扰桥梁等工程质量和安全管控的技术难题。“我们研发上线桩基检测原始波形图上传模块,建立墩柱钢保厚度合格率趋势图,并实时上传到云平台,确保了原始数据真实、可追溯。经检测,全线桩基均为Ⅰ类桩。”醴娄公司监理管理部部长黄仁国表示,打通桥梁质量安全管控的难点堵点,科技赋能功不可没。株洲湘江特大桥起于株洲市渌口区南洲镇荷塘村,止于天元区三门镇苍霞村,横跨湘江,主桥长1658米,桥面宽39.5米,江中主桥墩常水位深23米,水中桩基单根最长104米,最大悬浇梁段630吨,翼缘板悬臂长达7米,江中主墩均位于“串珠状”溶洞带,基坑围堰水压严重超负荷、桩基开钻极易塌孔漏浆、斜拉索索力控制难度极大,一旦处理不好,极易导致河床地层下陷,从而造成施工钢平台整体失稳垮塌。为解决株洲湘江特大桥库区高水头岩溶强烈发育区大直径超深桩基成孔、深水桥梁钻孔平台上桩基施工泥浆处理等难题,项目部从地质条件、钻孔工艺、设备选型、泥浆制备等方面开展技术攻关。施工中采用冲击正循环钻进结合阶段性反循环出渣、优质黄土结合膨润土造浆护壁、钢护筒跟进溶洞处置、改性材料回填、预埋扩充锤、泥砂分离机、泥浆压滤机、泥浆泵和储浆箱、桩底溶洞探测仪、桩基成孔检测仪等工艺工法和设备技术做支撑,确保基底承载力满足设计荷载要求,极大减少了桩基漏浆回填和垮孔风险,明显提高了成孔质量和钻孔效率。“在株洲湘江特大桥施工中,水下承台围堰作业是我们遇到的第一只‘拦路虎’。”醴娄高速第四合同段项目经理曹阳介绍,该桥主墩承台围堰基坑深度达26米,围堰着床区地质条件错综复杂,围堰着床区历经了库容区汛期开弧门从底部泄洪的过程,表面流速缓慢,底部流速每秒高达3.6米,流水压力大,优化围堰工艺成为解决问题的关键。针对此难题,项目团队对施工工艺及时调整,利用MIDAS Civil软件对基坑PLC围堰施工进行设计验算,经权威专家评审讨论后,最终采用PLC锁扣钢管桩围堰代替双壁钢围堰施工,并利用定尺围堰桩身和模块化内支撑体系、自主研发的工装系统、围堰施工智能监测系统,不仅提高了围堰刚度和密水性,还极大提升了施工安全系数,成功解决了深水组合桩围堰胶结状卵石层和风化岩基坑快速开挖等难题。株洲湘江特大桥的宽幅挂篮悬浇也是十分棘手的难题。该桥主桥上部结构采用单箱三室截面开展现浇梁施工,主梁外侧斜腹板设计角度为60.56度,悬浇梁施工与斜拉索横隔板、挑臂加劲肋、斜拉索锚头等结构形成了复杂的受力体系。为满足宽幅挂篮悬浇施工需求,项目部先采用四主桁菱形挂篮悬浇施工,当施工中受横隔墙影响无法设置内滑梁时,再采用后场拼装滑梁内模以整体吊装方式安装,有效解决施工难题。同时,项目部在施工现场布置和埋设梁体应力测试元件,通过结构测试和计算分析,及时调整和优化宽幅挂篮悬浇施工方案,确保主梁线形、索塔偏位等几何参数及索力、主梁、墩柱和索塔截面应力等物理参数均满足设计和相关规范要求,保证了桥梁的整体性能优质安全。远远望去,在蓝天碧水间,株洲湘江特大桥已基本成型,一对对白色的斜拉索整齐排列,犹如一条条有力的臂膀,将索塔与桥面紧紧拉连在宽阔的江面上。“该桥主跨230米,采用140束高强钢绞线斜拉索将索塔与桥面拉连,每一束钢绞线的受力情况都直接关乎桥面的稳定安全。”据醴娄高速第四合同段总工程师曾超介绍,项目部经过多次技术比选和试验,最终在斜拉索施工中引进光纤光栅智慧桥梁拉索技术及安全云评估系统,显著提升了斜拉索索力监测的可靠性与健康监测的融合度。光纤光栅智慧桥梁拉索技术是一种全新测量方法,即将光纤光栅传感器嵌入斜拉索的钢绞线内部,实现对斜拉索材料受力变化的直接感知和精准测量,测量分辨率可达微应变(1με),测量偏差控制在3%以内。据了解,项目部将这项技术融入智慧监控系统,满足了同一构件不同位置同时监测的需求,优化了生产、检验和安装等流程,形成了一套完备的工程应用方案,为桥梁的质量安全建设起到了保驾护航作用。一砂一石铸品质,一路一桥皆风景。随着项目通车脚步的渐行渐近,醴娄高速广大建设者只争朝夕、迎难而上、追求卓越的精气神亦愈发高涨,他们正在逢山开路、遇水搭桥的征途中,用智慧和汗水绘制出一幅幅大道如虹的壮美画卷。
醴娄高速是上海至昆明国家高速公路醴陵至娄底段的扩容项目。项目起于醴陵市王仙镇双江村,由东向西经株洲市醴陵市、渌口区、天元区,湘潭市湘潭县、湘乡市,娄底市双峰县、娄星区,止于娄底市娄星区蛇形山镇,与娄怀高速公路相接。项目全长154.271公里,路基宽度34米,主线采用双向六车道高速公路标准建设,设计时速为120公里,批复概算投资250.43亿元,总工期48个月。
项目建成通车后,对缓解G60沪昆高速株娄段交通拥挤,完善湖南省高速公路网络,加强湖南省与长三角、云南、贵州等地的经济联系具有重要意义。
来源|醴娄公司 刘非夷 王思尹 郭慈珍(本文图片由醴娄公司提供)