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打破常规,创新求变
——龙丽温高速建设创新理念的实践与探索

2020-10-27

中国公路 2020年18期
关键词:挂篮斜拉桥腹板

浙江金丽温高速公路有限公司秉承“打破常规、创新求变”的开拓精神,多年来不断推动管理模式、技术手段创新,为打赢“三年大会战”创造良好环境。在龙丽温高速的建设中,金丽温人更是迎难而上,聚焦项目难点、重点,因地制宜,因势利导,在建设过程中开展了一系列的探索实践,创造了新的工程价值。

聚焦地材短缺,大胆尝试新工艺

龙丽温高速文泰项目全长55.96公里,位于浙江省最南端的两个县——温州市文成县和泰顺县境内。这里高山耸立,沟壑众多,天然砂等地材资源匮乏。文泰项目桥隧比高达72%,结构物用砂需求量大,需从省外采购。随着国家节能环保工作的深入推进以及天然砂资源的开采限制,市场上的天然砂成本日益增高,料源和质量都极不稳定,这对结构物的质量和施工进度造成严重影响。

为破解地材匮乏的难题,文泰项目创新举措,大胆尝试新工艺,经专家咨询会论证后,就地取材,率先开展利用隧道弃渣生产加工机制砂,以机制砂代替河砂的高性能混凝土的应用研究工作。技术人员对机制砂的颗粒形状、级配等进行试验研究,使其各项指标均满足设计和规范要求。吸取文泰项目机制砂应用经验,景文项目在引进国外先进机制砂生产线的基础上,进行技术提升,通过一年多的研究与实践,目前机制砂已在文泰项目全线以及景文项目桥梁等结构物中推广应用。

机制砂生产工艺的研究成果,填补了浙江省机制砂在高性能混凝土应用中的空白,产生了较大的社会和经济效益,主要体现在四个方面:

提升品质,加快推广应用

通过大量试验,已调试出最佳配合比,提升了高性能混凝土的品质,为浙江省其他地区推广机制砂在高性能混凝土中的应用提供了借鉴,也为浙江省交通行业主管部门制定发布《浙江省交通工程建设项目应用推广机制砂若干意见》等规范性文件提供了实践参考。

节能环保,减少开挖弃渣

文泰项目全线机制砂总需求量为182万吨,占隧道总挖方量的22%。应用机制砂使得全线弃渣场从37个减少到9个,减少土地占用20万平方米以上。此外,机制砂的应用还有效避免了天然砂开采、运输以及隧道弃渣导致的能源消耗和环境污染等问题,是践行“两山理论”的生动实践。

节约资金,降低土地成本

机制砂自产平均价格远比天然砂价格低,在项目施工过程中不仅可节省建安费,还可降低土地成本。

品质优良,保障工程质量

由于天然砂质量不稳定,常混有海砂以及其他劣质砂,无法保障混凝土结构品质,不利于工程进度管控,而机制砂的应用有效地解决了这一问题。

在机制砂推广应用的基础上,为进一步合理利用资源,龙丽温高速还在路面砂石料的应用方面进行了拓展,利用隧道洞渣作为母材来加工路面用碎石料,替代部分外购材料。经试验检验,自产碎石在各项性能指标上均能达到路用碎石技术要求。

南浦溪大桥

聚焦工艺短板,创新施工技术

打破传统,研发新工艺

文泰项目中有多座波形钢腹板组合桥梁。近年来,此类桥型在国内得到积极推广,其相关研究目前也成为我国桥梁建设方面的热门课题,但目前在此类桥型波形钢腹板与混凝土板结合设计和施工工艺等方面的相关研究仍不完善。常用的大跨变截面组合折腹梁桥施工方法为悬臂浇筑法,此方法的作业区仅限于某一节段,顶底板同时浇筑时会相互干扰,但先后浇筑不仅会延长施工周期,还会出现因为先后浇筑时间间隔过短而导致底板开裂的情况。考虑到通过挂篮吊装波形钢腹板对挂篮设计高度要求较高,为防止挂篮倾覆,则需要设置复杂的后锚固体系,导致挂篮构造复杂、用钢量较大。

面对传统工艺耗时、耗材的弊端,文泰项目打破常规,摒弃旧工艺,以葛溪大桥左线1号桥为研究对象,研究新型悬臂错位浇筑施工技术及配套挂篮形式,进行悬臂错位浇筑施工全过程有限元模拟及关键部位精细化分析,以提高波形钢腹板组合桥梁的施工效率和施工质量。结合实桥的工程特点,文泰项目制定了详细的施工方案,开发了配套的轻型挂篮结构形式。对挂篮的安装、预压及行走、腹板、底板的浇筑等关键步骤的施工顺序进行详细设计、合理安排,形成了一整套悬臂错位浇筑的新型施工技术。与传统方法相比,悬臂错位浇筑法能够充分提升波形钢腹板等材料的使用效率,有效节省了工程造价。同时,挂篮结构形式由具有复杂后锚固体系的悬臂结构转换为利用波形钢腹板承载的简支体系,挂篮自重可减轻2/3,不仅节省了大量钢材,还有效提升了施工的安全性。

跳出常规,抢夺施工期

施工进度的管理上,文泰项目也跳出常规思维模式,围绕年底圆梦“县县通高速”的目标,在洪溪特大桥、南浦溪特大桥等控制性工程中进行了一系列的工艺工法创新,将疫情对工期的影响降至最低。

洪溪特大桥:采用斜拉索滞后张拉施工工艺 洪溪特大桥是文泰项目跨度最大的桥梁结构物,主桥为主跨265米的预应力混凝土矮塔斜拉桥,上部结构采用单箱双室斜腹板断面,混凝土主梁采用悬浇施工,其中有16个节段为有索区,如采用传统预应力混凝土斜拉桥施工工艺,完成每个节段的工期需15天,全部完成需240天。文泰项目根据预应力混凝土矮塔斜拉桥同时具备预应力混凝土斜拉桥和连续刚构桥的受力特点,提出矮塔斜拉桥斜拉索滞后张拉的施工工艺,将矮塔斜拉桥有索区节段的工期压缩至12天左右,较传统施工工期缩短3天,有索区节段工期共缩短48天,实现了进度管理上的突破和创新。

文泰项目形成的一整套成熟的矮塔斜拉桥斜拉索滞后张拉工艺流程,不仅可以有效缩短工期、节约成本,而且这套工艺流程为矮塔斜拉桥的施工和施工控制以及发展提供科学依据,促进了同类桥梁学科的发展。

南浦溪特大桥:优化工型钢梁施工方式南浦溪特大桥主桥采用主跨258米上承式钢管混凝土拱桥。技术人员将原方案中工型钢梁顺桥向摆放、四个吊点、双钩抬吊的吊装方式,优化为工型钢梁地面横桥向摆放、空中平面转体至顺桥向、六个吊点单钩起吊的方式,使得1#墩施工与工型钢梁吊装不再冲突,避免了因1#墩施工而导致的工型钢梁安装人员窝工情况发生,最终使得该桥工型梁吊装工期由原方案的69天减少至46天,将疫情影响的宝贵施工时间抢夺了回来。

聚焦管养难题,开展科研攻关

龙丽温高速充分贯彻集团投建管养一体化实施方案要求,全面树立高速公路建设全寿命周期整体效益最优理念,统筹公司在建设、养护、设备、运营方面的管理力量和管理经验,在项目设计、实施过程中集思广益,竭尽所能创造价值,开展一系列的科研攻关活动,减少后续管养过程中的遗留问题。

开展声屏障课题研究

目前,国内使用的声屏障普遍存在降噪持续性差、结构易腐蚀、维护不便利等缺点。为避免这些弊端,龙丽温高速开展了声屏障的优化研究,拟在文泰项目先行试点。主要的优化方向为:通过增加吸声板的空腔宽度,对声屏障顶部增设空腔形状来提高降噪的有效性和持久性;通过将当前的镀锌钢板更换为耐久性更好的铝合金板、对声屏障顶部进行有效的覆盖来提高材料的耐腐蚀性;通过调整声屏障的安装方式等方法,来提高施工及后期维护的便利性。

开展隧道机电课题研究

针对现行的交流供电存在设备成本高、电源损耗大、设备和线路的绝缘成本、电缆成本较高等问题,推进课题研究,以达到节约能源、提高供电安全,便于新能源接入使用、便于控制信号加载的目的。该课题如研究成功,将为公路隧道机电设备的可靠运营提供安全经济的用电解决方案,为浙江省乃至全国绿色智慧公路建设提供技术保障。

聚焦工程品质,开展小技改、微创新

南浦溪特大桥吊装

龙丽温高速积极倡导小技改,鼓励微创新。以“工艺微改进,设备微改造,工法微改良”为落脚点,探索创新“微改”技术,开展“首创在基层,高手在民间”活动,持续引入各类“新技术、微创新”,不断提升工程品质。

改进锚杆注浆工艺

文瑞项目隧道支护班组自主创新,对锚杆注浆及拱腰、边墙锚杆注浆工艺进行改进,采用φ20单向止回阀,防止注浆完毕后浆液回流,提高锚杆注浆饱满度。

水压爆破提升施工品质

文瑞项目隧道部分III级围岩采用水压爆破作业,该工艺是通过在炮眼中一定位置安装一定量的水袋并使用专用设备制成的炮泥进行回填堵塞。根据水压爆破与光面爆破实施效果对比,炮眼利用率可提高到91.3%,每循环进尺增加15厘米,每米可节约爆破材料约15%。水压爆破可有效降低隧道内粉尘浓度,改善施工环境。

冰块降温改善施工环境

夏季施工,隧道洞内温度过高,项目部自制冰块降温设备,将冰块均匀放置于自制台架上,再运用大功率风扇对准台架,将凉风直接吹送到施工一线。这种方法环保高效,既为施工人员及时送上清凉,也可利用冰块融水降低洞内粉尘浓度。

这些小小的技改看似微不足道,但在实际施工中有效地改善了施工环境、减少工艺弊端。除此之外,龙丽温高速还在农民工工资发放管理、“阳光工程”系统平台开发应用、景文项目安全管理、景区化高速公路打造等方面,皆有突破和创新。在山区高速公路建设方面,龙丽温高速也积累了一系列的经验,形成了自己独特的管理模式。龙丽温高速建设者的创新精神与创新理念也必将融入其他承接的建设项目中,不断传承沿袭,为浙江省交通建设事业贡献一份力量。

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