北斗“千里眼”紧盯沉降智能“攀岩手”拔高主塔
新洲特大桥采用智能“攀岩臂”。 (湖北日报通讯员 张鹏宇 摄)
近5年来,湖北交通基础设施投资建设规模持续高位运行,目前31个在建公路重点工程中有9条为山区高速,建设里程达565公里,投资规模超千亿元。
山区高速公路建设有哪些难点,怎样破壁出圈?9月中旬,湖北日报全媒记者随省交通运输厅工程事务中心送技术下基层,赴十堰至巫溪高速公路湖北南段一探究竟。
古堆积体互通有了北斗“千里眼”
从十堰驱车3小时,翻过几座大山,来到竹溪县丰溪镇的十巫南高速丰溪互通。2.5万平方米的作业场地落差达200多米,一览无余的蝴蝶般互通已现雏形。3台强夯机扬起18吨重的锤头,从15米高空冲击而下,瞬间将4米厚的路基压实成3.8米。
指着一个大型山体,省交通运输厅工程事务中心工程安全处处长王祥寿介绍,丰溪互通位于这个古生代堆积体上,最大处堆积深度约70米。经前期勘测,堆积层材质为块石土及碎石土层。由于没有坚硬的岩石支撑,一旦施工时遇暴雨等极端天气,极易产生滑坡或深层次的位移。
该堆积体预估体积约2700万立方米,这样规模的高填深挖工程,在全省乃至全国都极为少见。在省交通运输厅工程事务中心技术指导下,湖北交投郧楚建设管理有限公司进行了固脚壮腰工程——
固脚:在坡地下方,建设者正兴建61根大型的抗滑桩,这是每根长3米、宽2米的方桩,其中21根露出地面,并设置桩板墙。壮腰:在古生代堆积体附近运来257万立方米的泥土,进行10多级边坡防护,可填满1100多个标准游泳池。
中交建筑项目部总工张伟介绍,在专家指导下,在高边坡防护中引入钻锚一体机,它能自动注浆,人员减少七成,效率提升3倍。从上至下第14至11级框架梁已施工完成,这是全省目前最大的深路堑挖方边坡。
边坡稳,则互通稳。“高填深挖路段的稳定性很重要,你们一定要加强施工过程中的监测,现在国内山区高速都在用GNSS位移监测技术,还有BIM+GIS等科技兴安手段,你们要了解一下。”王祥寿说。
目前,项目遵循“开挖一级,防护一级”的原则,给14级路堑边坡打造“钢筋铁骨”。同时,积极应用GNSS位移监测系统,设置16个监测点位组建综合智能监测系统云平台,覆盖面积约2.5万平方米,实现地表变形、深部位移监测、分层沉降毫米级监测,任何异常都可以通过北斗通信终端进行数据传输实时预警,犹如北斗“千里眼”时刻紧盯沉降。
丰溪镇是鄂渝陕毗邻地区最大的中药材集散地,年交易量超2万吨。丰溪互通建成后,将进一步便利本地中药材产品销往全国,畅通致富路。
为有效遏制违规抢赶工期现象,省交通运输厅工程事务中心主要负责人许剑建议将各项目考核体系中“质量安全”考核指标占比合理提高。目前,湖北高速公路建设考核体系中质量安全考核合计占比由20%提高到55%。
智能“攀岩臂”让大桥节节拔高
在竹溪县新洲镇汇湾河与泉河交汇口,十巫南高速控制性工程——新洲特大桥主塔正节节拔高。技术人员运用BIM模型进行数字孪生推演,为施工提供精准的数据支持和可视化模拟,提高了施工效率和精准度。
新洲特大桥采用世界最大跨径的独塔地锚式混合梁斜拉桥结构。面对超高空作业、大体积混凝土连续浇筑、复杂模板爬升及毫米级线形控制等挑战,在省交通运输厅工程事务中心指导下,中交二航局项目部在主塔采用液压爬模系统施工,爬模的模板系统采用工字木代替传统槽钢背带,在满足爬架模板系统的整体受力要求的同时,又能减轻爬模整体重量,如同为塔柱安装了智能“攀岩臂”。
此外,主塔的养护在夏季采用自动喷淋机进行养护作业,自动喷淋机可以监测到湿度及温度的变化实现自动化喷淋。
面对山区高速点多、线长、面广的建设难点,省交通运输厅大力推广“线上巡查+差异化监督”的监管模式。依托信息化管理系统和视频监控设备,定期对隧道掌子面、高墩桥梁、预制梁场等部位开展视频巡查,并将巡查情况作为实施差异化监管的线索,对视频巡查多次发现问题的项目加大检查力度。
“在先进工艺工装加持下,大桥主塔正以每天近1米的速度长高,目前已突破110米,计划明年初实现封顶。”中交二航局项目经理周范武介绍。
隧道“八台套”筑牢安全防线
全线30座隧道,桥隧比高达85.6%的十巫南高速,堪称隧道博物馆。
走进全长895米的兴隆1号隧道,曲臂凿岩台车、湿喷机械手、自行式仰拱栈桥等隧道全系列智能工装齐上阵。湖北交投郧楚建设管理有限公司副总张建功跳下深沟,拿起一块黑色岩石,用手一捏就碎。“这就是遇风散、遇水软的千枚岩,围岩等级均为Ⅳ、V级。”他的一句话,道出了山区隧道修建之难。
如何破解软岩大变形?隧道掘进施工过程中,项目按照省交通运输厅工程事务中心要求,投入隧道施工“八台套”,以“自动化减人、机械化换人”为核心导向,引入全电脑三臂凿岩台车、拱锚一体机、湿喷机械手等智能装备,单工序人员减少60%,工期压缩30%。
“当初建议我们引入电缆沟和水沟一体化施工台车,但要多花20万元,心里还有些抵触。”保利长大项目经理钟招炬说。“是啊,现在尝到甜头了吧。”王祥寿笑道。他指着整齐划一的电缆沟介绍,相比传统钢模板施工,虽然前期投入大,但可减少施工作业人员3到5人,同时台车可一次性浇筑两侧结构物,相比传统施工工艺工效大幅提升。
此外,兴隆1号隧道洞口设置了多功能安全体验馆,通过VR技术让工人沉浸式、互动式体验触电、物体打击、高处坠落、焊接动火等场景,切实强化“无防护,不作业”的安全意识,同时设置了拱架连接、逃生管道等实物,直观感受工艺工序、应急逃生要点,提升实操能力。
省交通运输厅工程事务中心高度重视产业工人培育工作,将一线作业人员视为工程建设安全生产的“最后100米”进行严格把控,起草了《工程作业人员安全教育培训和安全技术交底工作要求》,进一步规范安全教育培训实效性,大力推进产业工人由“工”到“匠”的转变。
省交通运输厅相关负责人透露,湖北将以十巫南高速为标杆,在全省推广隧道智能工装、智慧梁场等创新成果,力争到2027年实现在建高速公路全覆盖,隧道机械化施工率达90%以上。