攀登工程上的“珠穆朗玛峰”

2016-12-20 158 0


攀登工程上的“珠穆朗玛峰”
——雅康高速泸定大渡河兴康特大桥建设纪实

10月10日清晨,雅康高速公路C15合同段的施工人员面带喜色,泸定大渡河兴康特大桥顺利完成了隧道锚式锚碇右洞锚塞体最后一层砼浇筑,标志着这一长达159米的世界第一长隧道式锚碇已全部完成施工。
兴康特大桥由省交通投资集团有限责任公司投资、四川公路桥梁建设集团有限公司承建,全长1411米,主桥为1100米单跨钢桁梁悬索桥,属雅康高速公路全线“一桥一隧”重点控制性工程之一,被誉为“川藏第一桥”。

攻坚克难 大桥建设初显成效
  驱车沿国道318线向藏区深入,一路可见大渡河气势汹涌如骏马奔腾。刚过泸桥隧道,大渡河特大桥的主墩索塔便映入眼帘,在冷峻的两山之间擎天而立,尤显威严。如果在观景平台上,还会观赏到更为引人入胜的风景:两岸索塔与翠绿的大渡河两相辉映,现代科技与旖旎风光相得益彰,更为大好河山增添雄伟气势。自开建以来,这里就吸引了许多人驻足,摄影师钟爱山水桥色的光与影,技术专家为特大桥的匠意巧思入迷,游人能在这里感受祖国发展的博大气象……
  古语有言:“大河天堑,古以为限。”“大河天堑”成为难以逾越的“限”。在建设大渡河特大桥的过程中,就必须面对“地形极其复杂、地质极其复杂、气候极其恶劣、生态环境极其脆弱、工程施工极其困难”五个“极其”的挑战。
  特大桥建设前期,为了探索雅安岸的施工便道,雅康公司组织设计、监理、施工人员清晨背上一天的水和干粮,搭渔船到对岸坡脚,攀着山岩勘察便道选址。雅安岸地势十分陡峭,坡度35度,工程人员随时面临跌落的危险。同时,由于雅安岸地表破碎,加之泸定多大风大雨,刚标记好的便道选址,时常第二天就被滑坡、泥石流冲毁,便道选址又得重来。如此反复,经过长达近半年的摸爬探索,一条崎岖的施工便道终于铺成,工程建设得以顺利开始。这只是特大桥在建设过程中的一段插曲。
  特大桥在建设中必须要面对的挑战之一是复杂风场环境。桥位区的风场环境非常复杂,且常年多紊乱大风,最大风速能达到32.6米/秒,相当于12级台风,风刮起来,飞沙走石,完全是“平沙莽莽黄入天”的真实写照。风一大,对工程建设造成很大干扰,混凝土浇筑质量、焊缝质量无法控制,吊装设备、施工电梯使用困难,高空坠物、高空作业风险极大,甚至主塔横梁上重量成吨的波形钢腹板安装过程中都可能出现倾覆风险。为了解决紊乱大风和复杂风场带来的难题,雅康公司要求工程人员详细搜集气象资料,设立风速监测点,建立晴雨表,深入分析桥位区的大风运行规律;紧接着,通宵达旦研究施工方案,精细优化针对风场环境的方案设计。风大影响工程质量、增加作业风险,就风速较小时施工;风力影响焊缝质量,就设置防风棚,预热焊条;波形钢腹板可能出现倾覆风险,就搭设刚性防倾覆支撑架……总之是使尽浑身解数来克服风复杂风场的种种弊端。
  参建各方经过两年多栉风沐雨的建设,克服山险水恶极端气候的“古以为限”,特大桥建设已初显成效:神秘的世界第一长隧道式锚碇已完成施工,两岸188米高的索塔顺利封顶,巨大的重力式锚碇已完成92%。

开拓创新  工艺科技结出硕果
  著名桥梁专家茅以升先生曾说过这样一句话:“山多水多路难修,难就难在架桥。”架桥之所以难,是因为桥梁建筑工艺非常复杂,对科技创新的要求十分高。自开建以来,藏高公司、雅康公司和施工单位就意识到了这一点,他们十分重视科技创新,联合西南交通大学、武汉理工大学、长江水利委员会长江科学院等高校及科研机构,组织专班人员进行科技攻关,目前已成功申报国家实用新型发明专利8项,预计后续技术工艺创新将超过20项,为特大桥的建设提供了强有力的技术支撑。
  在目前完成施工的所有部位中,充满神秘气息的世界第一长隧道式锚碇科技创新成果尤为突出。雅安岸隧道式锚碇长度达159米,比世界第二长度的万州长江四桥隧道式锚碇(78米)足足长了一倍还多;垂直高差达到95米,相当于33层楼高;单洞开挖方量达20866立方米,工期压力巨大。为了解决开挖难题,藏高公司和雅康公司高度重视方案的可行性,多次组织专家进行方案评审,组织监理、施工方积极展开科技攻关,工程首次创新采用双轨道出渣法,实现平均每天开挖方量52立方米,平均每天掘进0.4米,开挖效率较国内同类型桥梁提高近一倍。
  开挖完成后,接下要解决的就是高强度钢拉杆的转运、安装和精确定位难题。受地形环境影响,锚碇洞内十分狭窄,而且相对封闭,一般的塔吊、吊车等吊装设备都无法作业。但在藏高公司、雅康公司和参建各方的共同努力下,他们先后提出了《一种实现超长钢拉杆快速穿管的简易装置及其操作方法》、《超长、大倾角隧道锚快速转运钢拉杆的布置系统及操作方法》、《超长、大倾角隧道锚钢拉杆快速安装系统和操作方法》等系列实用型发明创新。施工过程中,他们发掘有利条件,利用泸定隧道横洞,采用平移系统安全、高效地转运钢拉杆;进入隧道锚工作区域后,在洞内安装缆索吊装系统进行钢拉杆安装,安装过程中通过人工配合手拉葫芦进行精确微调,实现了高强度钢拉杆在狭窄、封闭的锚洞中的转运、安装和精确定位。
  特大桥建设过程中另一项代表性工艺创新是无水水下混凝土浇筑人工挖孔桩。由于地质情况及施工条件限制,特大桥3#、4#主墩共计100根桩基础均采用人工挖孔成孔工艺。其中,康定岸4#主墩桩基础最深达60米,加之康定岸地底存在第四系上更新系统巨厚冰碛层,若采用传统干桩浇筑方式,施工将面临三个困难——上下高差达60米,施工人员安全无法得到保障;桩基底部混凝土气体刺激性大,影响施工人员健康;混凝土浇筑时间长,施工效率低下,且质量不容易保证。经过雅康公司和相关参建单位反复勘察、论证、试验,创新提出无水灌注法浇筑干桩,且施工完成后,桩检报告显示主墩100根桩基均为Ⅰ类基桩。相比传统干桩浇筑方式,无水灌注法有以下优点:一是无需分层浇注和振捣,消除人工孔下作业安全风险;二是无需向孔内进行注水,对渗透性较大的高寒冰碛层,安全更有保障;三是浇筑时间由原来的24小时缩短到8小时,效率提高了两倍,且质量容易保证。
  前不久,中国工程院三位院士来到大渡河特大桥调研,接受媒体采访时,他们情不自禁地讲:“雅康高速是一个等了千年的梦想,其建设难度和复杂程度堪比攀登工程上的珠穆朗玛峰。”作为这份梦想中的关键篇章,这座桥承载着很多期望,它是雪域藏区经济发展繁荣的动脉之桥,也是我国现代化桥梁设计和施工技艺发展的缩影。

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