在連綿的崇山峻嶺間,在雄偉的婁山關腳下,一條造福渝、黔兩省人民的鐵路大通道正在如火如荼地建設著,它就是渝黔鐵路。
中鐵一局渝黔鐵路夜郎河特大橋建設紀實
渝黔鐵路,又名重慶至貴陽鐵路擴能改造工程,線路全長345公裏,設計時速200公裏/小時,為國鐵一級雙線電氣化鐵路。線路自重慶引出,經綦江、桐梓、遵義、息烽至貴陽北站。 渝黔鐵路新線為我國快速鐵路網規劃中的一條重要的戰略要道,建成後不但可使渝黔兩地之間運能翻番,還將成為重慶出海大通道。
中國中鐵一局承建的渝黔鐵路擴能改造站前八標工程,位於遵義市桐梓縣至遵義市匯川區之間,標段分為三段,全長47.01公裏,其中隧道23座,總長度為34.49公裏;橋梁20座,總長度為8.18公裏,橋隧占線路全長90.76%;路基43段,總長度為4.35公裏;涵洞15座,車站2座,挖填土石方288.9立方米。合同總造價約26.96億元,合同工期1279天。
其中,夜郎河雙線特大橋主橋一跨370米鋼管砼拱梁是世界同類型橋梁中第三大跨度,貫入式大體積嵌岩拱座基礎屬世界首例。不僅是渝黔鐵路全線四大重點控製性工程之一,也是中國鐵路總公司重點監控工程。
12月14日,筆者深入中鐵一局渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋施工現場,探尋夜郎河雙線特大橋建設的故事。
科技攻關 挑戰“高精尖”
渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋位於貴州省桐梓縣夜郎鎮涼水村與新站鎮交界,跨夜郎河而設。大橋全長1120.8米,主橋設計采用1-370米上承式鋼筋混凝土X型(提籃)鋼管勁性骨架拱橋,拱頂橋麵至穀底高度約218米,拱上最高墩柱高達60.7米,主拱基礎為貫入式大體積嵌岩基礎,基礎斷麵16.38米×22.5米;斜向最長達47米。
中國中鐵一局渝黔鐵路項目經理徐永祥介紹,渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋橋型設計新穎,屬於高、精、尖、新工程,幾乎囊括了我國橋梁建設所有頂尖技術,集拱橋、斜拉橋、懸索橋、連續梁橋、剛構橋、懸索橋、高墩橋等七種橋型於一體,集深基坑、大體積混凝土、高橋墩和骨架的內壓外包混凝土於一身,是中國鐵路總公司鐵路建設的重點科研攻關項目,施工難度位居世界同類橋梁前列。中國中鐵一局集團公司和中國中鐵一局橋梁公司在項目開工伊始,就確定了把夜郎河雙線特大橋打造成橋梁品牌裏程碑式的工程的目標。
據項目部總工程師餘海介紹,渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋由連續梁、剛構、簡支梁、T構和1孔370米的上承式鋼管混凝土勁性骨架拱橋組成。大橋兩岸山勢陡峭,地表植被豐富、岩石風化、斷層發育,交通不暢,地形地貌複雜,山體滑坡、泥石流經常發生,施工條件差,施工環境惡劣,科技含量高,安全風險極大。
渝黔鐵路八標是中國中鐵一局集團公司委托中國中鐵一局橋梁公司管理的鐵路大項目,中國中鐵一局集團公司領導層高度重視渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋建設。中國中鐵一局集團公司總經理馬海民,總工程師範恒秀,副總經理崔科宇、張亞君等領導多次親臨施工現場指導施工。由中國中鐵一局集團公司26名專家組成的龐大專家團作現場技術指導,對工程實施中的重大技術方案、關鍵技術難題、質量控製標準、科研課題及新技術、新工藝、新材料的運用等開展技術谘詢。項目部成立了以項目經理為組長的科研攻關小組,反複對施組及施工方案進行優化。大橋開工以來,光召開夜郎河雙特大橋各類方案專題會就多達20餘次。
中國中鐵一局橋梁公司上下緊盯夜郎河雙線特大橋建設動態,公司總經理胡文俊將該橋定位為“橋梁公司天字一號工程”,要求公司上下要從人力、物力等多方麵全力以赴保證大橋的順利建設,並從大橋的前期策劃到方案評審,親自參與,並提出建設性意見和建議。中國中鐵一局橋梁公司黨委書記陳瑞,副總經理趙斌、吳小鋒,總工程師靜國鋒等領導多次深入一線現場調研,幫助項目工區解決技術等難題。機關各部門工作重心下移,駐紮施工一線,現場辦公,與項目部一道推進工程建設。
在中國中鐵一局集團公司和中國中鐵一局橋梁公司大力支持和幫助下,在項目部項目經理徐永祥、黨工委書記洪明傑、總工程師餘海、二工區(夜郎河雙線特大橋)區長程曉剛、黨支部書記李鵬輝、總工程師王高平等帶領下,全體參建員工始終堅持“精心組織、方案先行、科學管理、精細施工”的原則,對拱座基礎開挖、拱座大體積混凝土防裂縫施工、纜索吊係統的架設、扣錨索係統施工、勁性骨架斜拉扣掛懸臂拚裝、大跨度鋼管混凝土壓注施工、C60高性能混凝土施工與質量控製、勁性骨架外包混凝土施工等綜合施工技術,開展了一係列的深入研究和攻關,先後優化方案20多項,間接節約成本上百萬。
鑿山開路 打通生命線
施工便道是施工的生命線。每項工程都必須修築施工便道,然而,中國中鐵一局集團公司渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋便道的修築難度卻超乎所有人的想象。“大家都知道蜀道難,然而這裏的便道比蜀道還難,幾乎是從懸崖峭壁上鑿出來的。” 夜郎河雙線特大橋負責人程曉剛介紹說。
夜郎河雙線特大橋位於狹長的峽穀間,兩岸全部是懸崖峭壁,平均高差近200米,灌木叢生,孤石遍野。麵對如此艱難的情況,要修一條通往山頂的便道談何容易?為此,項目部領導帶領技術人員反複對現場地形進行踏勘,由於灌木叢生,植被茂密,暗溝密布,看不清腳下是虛是實,險象環生。為此,項目部特地找來熟悉當地地形的老鄉做向導,帶領技術人員,爬山選線。
技術員袁玉雷說:“當時是7月份,正值這裏高溫季節,我負責1號便道(通往重慶岸拱腳),我和另外一個同事,跟著老鄉在懸崖峭壁間攀爬,老鄉在前麵砍灌木,我們就後麵布線。我們早上7點就帶點零食和水出發了,經常是一爬就是一天,一天下來整個人就好像散架了,腿上、胳膊上到處都是劃的傷。”
線路選好後,項目部找了當地一家有山區便道施工經驗的施工隊,開始修築便道。便道必須從穀底沿桐梓縣習新公路旁順著山勢“之”字形盤旋而上,才能到達山頂。便道線路大多處於岩體順層,為了減少對岩體的擾動,盡量不放炮,使用破碎錘一點一點地鑿,再加上地形狹小,沒有棄渣場,棄渣必須外運,致使進度緩慢,每天隻能推進十幾米,2.5公裏的便道用了半年時間才修通。便道所在的山坡地質為砂岩,下方是桐梓縣習新公路,稍有不慎,石頭就會滾落到路麵。為了防止石頭滾落,對行人、車輛造成傷害,項目部在公路上方設置了被動防護網和搭設排架臨時防護,並對施工區段的公路兩端設置警戒。
為了保證暢通和物資供應順暢,項目部還對1號便道全部硬化,並在急彎處設置防撞墩和凸麵反光鏡,在地勢較為平坦的地方設置避車台。
現場領工員兼群安員史斌平介紹,在修築通往貴陽岸拱腳的2號便道過程中,12號到14號墩之間剛好是一座山,要拉通便道就必須破掉山頭,拉出一道槽子來。然而,該山坡度陡,山背後還有一戶農戶,離農戶水平距離隻有20米,山下麵又是水電廠的水渠,因此不能放炮,隻能用破碎錘去鑿。兩台挖機經過10餘天的連續奮戰,終於拉出一道槽子,便道得以到達拱腳。
大膽探索 破解世界難題
夜郎河雙線特大橋共有四個拱座,拱座基礎設計為貫入式大體積嵌岩基礎,且全部位於夜郎河兩岸的半山腰,施工區域地形陡峭,拱座施工集高邊坡,深基坑,大斷麵、斜度大、大體積混凝土澆築於一體,安全風險極大。如何高質量完成拱座成為該項目部麵前的一道難題。
其中重慶側為1、2號拱座,深度均為47米;貴陽岸為3、4號拱座,深度均為42米,四個拱座基礎斷麵達22.5*16.38平方米,與地麵成55.18度的夾角。基礎挖方量達52564立方米,共計需要綁紮1632.4噸鋼筋,澆築51987.6方混凝土。斷麵大、深度大、斜度大,致使開挖難度大,岀渣困難。這還是一種全新的設計,屬世界首例,沒有成熟的施工經驗可以借鑒,這就意味著項目部要摸索著施工。
為了解決這一難題,項目經理徐永祥和工區長程曉剛帶領攻關小組技術人員,從施工方案入手,反複現場研究,摸索,並邀請設計院和集團公司專家到工地集體“會診”,最初確定了“先開挖中導洞,再開挖側壁導洞”的方案。該方案先在貴陽岸4號拱座試驗性實施後,由於中導洞最寬處隻有4.5米,空間狹小,機械無法操作,而被迫中止。後經對方案優化,變更為上下導洞開挖,先上後下,挖掘機接力岀渣,該方案需要在實施過程中降坡,由於拱座基礎深達42米,坡降到30米後就已經到了極限,無法再繼續施工。為此,項目部技術人員又開始技術攻關,優化方案,結合現場地質、地形等實際情況,最終通過艱辛的科技攻關,對拱座基礎開挖創造性的采用了挖機接力,全斷麵開挖,台階法施工工藝,洞口安裝改造的40噸龍門和自製出料鬥配合岀渣,很好的解決了在地勢陡峭的情況下,大斷麵、大深度、大斜度拱座基礎開挖的難題,提高了施工效率。
項目工區安全總監張帆說:“為確保拱座施工安全,項目部對安全質量加大投入毫不吝嗇。”貴陽岸拱底下麵就是懸崖,穀底有習新公路和水電站的水渠,在刷坡時,石頭和土經常滾落下去。為此,項目部采用人工方法在拱底修築了10根抗滑樁和80米的擋土牆,並在外圍設置被動防護網。在習新公路橋位段設置了一座防護棚,防止石頭滾落影響過往行人和車輛。
由於是全斷麵開挖,對拱座上方高邊坡必須做永久性防護工程。拱座開挖斷麵大,安全風險高,作支撐難度大,且影響出渣效率,經過技術方案的反複研究,采取以錨代撐的方法,加強了大斷麵拱座開挖的安全性。
目前,主橋四個拱座基礎均采用全斷麵開挖方法已全部開挖,其中貴陽岸3號拱座澆築26米,剩餘16米正在綁紮鋼筋;4號拱座正在綁紮鋼筋。重慶岸1號和2號47米深的拱座基礎平均進尺分別為18.4米和24米。
敢於實踐 拚裝最大吊機
夜郎河雙線特大橋屬於客貨共線橋梁,其承載力要比普通客運專線橋梁的承載力高40%左右。為“強筋健骨”,設計采用鋼管勁性骨架結構,不僅有效增大橋梁的跨度,提升線路跨越夜郎河峽穀的能力,還能增加鐵路選線的自由度,節約投資。
據餘海介紹,所謂勁性骨架是指在大橋混凝土構築物中添加鋼管、型材組合結構以提高大橋施工過程受力性能。夜郎河雙線特大橋勁性骨架共約5500噸,總分20個吊裝節段,單節最長25米,節段最重175噸,施工工藝為鋼管拱單節段整體從穀底吊裝平台吊到205米的高空,進行節段拚裝,定位。
“工欲善其事,必先利其器”。要想完成骨架安裝,就必須靠大型纜索吊機來完成。項目部結合工程實際經過反複計算,設計了適用於夜郎河特大橋的纜索吊機。該吊機采用直徑800毫米的鋼管作為塔架立柱,每節長8米,每層有8根,塔架共11層,加上連接件貴陽岸塔架總高度達101米,重慶岸高97米。承重主索由9根62毫米的鋼絲繩構成,牽引索為3根32毫米的鋼繩,3根32毫米的鋼繩為起重索。該纜索吊跨度548米,吊重達200噸,是目前國內吊重最大的纜索吊機。
目前,該纜索吊已完成貴陽岸101米的塔架已完成拚裝,重慶岸塔架拚裝也過半,工人們正在加班加點拚裝,預計2015年2月中旬完成並掛索。
渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋建設考驗著每一個參建者,然而,充滿“雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越!”豪邁氣概的橋梁人從來都不缺乏挑戰“高精尖”的魄力和勇氣,魄力來自於雄厚的實力,勇氣來自於過硬的技術。正如徐永祥所說的“中國中鐵一局橋梁公司有這樣的實力和能力將這座橋梁建成一座豐碑。”
程曉剛非常堅定地說:“在古夜郎國所在地,橋梁人不會‘夜郎自大’,會的就是腳踏實際,秉承中鐵一局‘誠信創新 永爭一流’的企業精神,堅持中國中鐵一局集團公司‘追求卓越是我們的人生品格’和中國中鐵一局橋梁公司‘橋梁見品質’的核心價值觀,發揚艱苦奮鬥的優良傳統,迎難而上,銳意創新,一定把渝黔鐵路夜郎河雙線特大橋建成一座豐碑!”