[分享]世界首例“贯入式大体积嵌岩拱座基础”大桥建设纪实

发表于2014-12-25    1110人浏览    29人跟帖    总热度:129  

摘要:渝黔铁路夜郎河双线特大桥主桥一跨370米钢管砼拱梁是世界同类型桥梁中第三大跨度,贯入式大体积嵌岩拱座基础属世界首例。不仅是渝黔铁路全线四大重点控制性工程之一,也是中国铁路总公司重点监控工程。

渝黔铁路夜郎河双线特大桥建设场地

渝黔铁路夜郎河双线特大桥建设场地

渝黔铁路夜郎河双线特大桥施工现场

渝黔铁路夜郎河双线特大桥施工现场

在连绵的崇山峻岭间,在雄伟的娄山关脚下,一条造福渝、黔两省人民的铁路大通道正在如火如荼地建设着,它就是渝黔铁路。在中铁一局渝黔铁路夜郎河双线特大桥施工现场,探寻夜郎河双线特大桥建设的故事。

渝黔铁路夜郎河双线特大桥位于贵州省桐梓县夜郎镇凉水村与新站镇交界,跨夜郎河而设。大桥全长1120.8米,主桥设计采用1-370米上承式钢筋混凝土X型(提篮)钢管劲性骨架拱桥,拱顶桥面至谷底高度约218米,拱上最高墩柱高达60.7米,主拱基础为贯入式大体积嵌岩基础,基础断面16.38米×22.5米;斜向最长达47米。

中国中铁渝黔铁路项目经理介绍,渝黔铁路夜郎河双线特大桥桥型设计新颖,属于高、精、尖、新工程,几乎囊括了我国桥梁建设所有顶尖技术,集拱桥、斜拉桥、悬索桥、连续梁桥、刚构桥、悬索桥、高墩桥等七种桥型于一体,集深基坑、大体积混凝土、高桥墩和骨架的内压外包混凝土于一身,是中国铁路总公司铁路建设的重点科研攻关项目,施工难度位居世界同类桥梁前列。中国中铁一局集团公司和中国中铁一局桥梁公司在项目开工伊始,就确定了把夜郎河双线特大桥打造成桥梁品牌里程碑式的工程的目标。

据项目部总工程师介绍,渝黔铁路夜郎河双线特大桥由连续梁、刚构、简支梁、T构和1孔370米的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥组成。大桥两岸山势陡峭,地表植被丰富、岩石风化、断层发育,交通不畅,地形地貌复杂,山体滑坡、泥石流经常发生,施工条件差,施工环境恶劣,科技含量高,安全风险极大。

渝黔铁路八标是中国中铁委托中国中铁桥梁公司管理的铁路大项目,中国中铁集团公司领导层高度重视渝黔铁路夜郎河双线特大桥建设。中国中铁集团公司总经理民,总工程师,副总经理等领导多次亲临施工现场指导施工。由中国中铁集团公司26名专家组成的庞大专家团作现场技术指导,对工程实施中的重大技术方案、关键技术难题、质量控制标准、科研课题及新技术、新工艺、新材料的运用等开展技术咨询。项目部成立了以项目经理为组长的科研攻关小组,反复对施组及施工方案进行优化。大桥开工以来,光召开夜郎河双特大桥各类方案专题会就多达20余次。

中国中铁机关各部门工作重心下移,驻扎施工一线,现场办公,与项目部一道推进工程建设。全体参建员工始终坚持“精心组织、方案先行、科学管理、精细施工”的原则,对拱座基础开挖、拱座大体积混凝土防裂缝施工、缆索吊系统的架设、扣锚索系统施工、劲性骨架斜拉扣挂悬臂拼装、大跨度钢管混凝土压注施工、C60高性能混凝土施工与质量控制、劲性骨架外包混凝土施工等综合施工技术,开展了一系列的深入研究和攻关,先后优化方案20多项,间接节约成本上百万。

施工便道是施工的生命线。每项工程都必须修筑施工便道,然而,中国中铁一局集团公司渝黔铁路夜郎河双线特大桥便道的修筑难度却超乎所有人的想象。“大家都知道蜀道难,然而这里的便道比蜀道还难,几乎是从悬崖峭壁上凿出来的。”夜郎河双线特大桥负责人介绍说。

夜郎河双线特大桥位于狭长的峡谷间,两岸全部是悬崖峭壁,平均高差近200米,灌木丛生,孤石遍野。面对如此艰难的情况,要修一条通往山顶的便道谈何容易?为此,项目部领导带领技术人员反复对现场地形进行踏勘,由于灌木丛生,植被茂密,暗沟密布,看不清脚下是虚是实,险象环生。为此,项目部特地找来熟悉当地地形的老乡做向导,带领技术人员,爬山选线。

技术员说:“当时是7月份,正值这里高温季节,我负责1号便道(通往重庆岸拱脚),我和另外一个同事,跟着老乡在悬崖峭壁间攀爬,老乡在前面砍灌木,我们就后面布线。我们早上7点就带点零食和水出发了,经常是一爬就是一天,一天下来整个人就好像散架了,腿上、胳膊上到处都是划的伤。”

线路选好后,项目部找了当地一家有山区便道施工经验的施工队,开始修筑便道。便道必须从谷底沿桐梓县习新公路旁顺着山势“之”字形盘旋而上,才能到达山顶。便道线路大多处于岩体顺层,为了减少对岩体的扰动,尽量不放炮,使用破碎锤一点一点地凿,再加上地形狭小,没有弃渣场,弃渣必须外运,致使进度缓慢,每天只能推进十几米,2.5公里的便道用了半年时间才修通。便道所在的山坡地质为砂岩,下方是桐梓县习新公路,稍有不慎,石头就会滚落到路面。为了防止石头滚落,对行人、车辆造成伤害,项目部在公路上方设置了被动防护网和搭设排架临时防护,并对施工区段的公路两端设置警戒。

为了保证畅通和物资供应顺畅,项目部还对1号便道全部硬化,并在急弯处设置防撞墩和凸面反光镜,在地势较为平坦的地方设置避车台。

现场领工员兼群安员介绍,在修筑通往贵阳岸拱脚的2号便道过程中,12号到14号墩之间刚好是一座山,要拉通便道就必须破掉山头,拉出一道槽子来。然而,该山坡度陡,山背后还有一户农户,离农户水平距离只有20米,山下面又是水电厂的水渠,因此不能放炮,只能用破碎锤去凿。两台挖机经过10余天的连续奋战,终于拉出一道槽子,便道得以到达拱脚。

大胆探索破解世界难题夜郎河双线特大桥共有四个拱座,拱座基础设计为贯入式大体积嵌岩基础,且全部位于夜郎河两岸的半山腰,施工区域地形陡峭,拱座施工集高边坡,深基坑,大断面、斜度大、大体积混凝土浇筑于一体,安全风险极大。如何高质量完成拱座成为该项目部面前的一道难题。

其中重庆侧为1、2号拱座,深度均为47米;贵阳岸为3、4号拱座,深度均为42米,四个拱座基础断面达22.5*16.38平方米,与地面成55.18度的夹角。基础挖方量达52564立方米,共计需要绑扎1632.4吨钢筋,浇筑51987.6方混凝土。断面大、深度大、斜度大,致使开挖难度大,岀渣困难。这还是一种全新的设计,属世界首例,没有成熟的施工经验可以借鉴,这就意味着项目部要摸索着施工。

为了解决这一难题,项目经理和工区长带领攻关小组技术人员,从施工方案入手,反复现场研究,摸索,并邀请设计院和集团公司专家到工地集体“会诊”,最初确定了“先开挖中导洞,再开挖侧壁导洞”的方案。该方案先在贵阳岸4号拱座试验性实施后,由于中导洞最宽处只有4.5米,空间狭小,机械无法操作,而被迫中止。后经对方案优化,变更为上下导洞开挖,先上后下,挖掘机接力岀渣,该方案需要在实施过程中降坡,由于拱座基础深达42米,坡降到30米后就已经到了极限,无法再继续施工。为此,项目部技术人员又开始技术攻关,优化方案,结合现场地质、地形等实际情况,最终通过艰辛的科技攻关,对拱座基础开挖创造性的采用了挖机接力,全断面开挖,台阶法施工工艺,洞口安装改造的40吨龙门和自制出料斗配合岀渣,很好的解决了在地势陡峭的情况下,大断面、大深度、大斜度拱座基础开挖的难题,提高了施工效率。

项目工区安全总说:“为确保拱座施工安全,项目部对安全质量加大投入毫不吝啬。”贵阳岸拱底下面就是悬崖,谷底有习新公路和水电站的水渠,在刷坡时,石头和土经常滚落下去。为此,项目部采用人工方法在拱底修筑了10根抗滑桩和80米的挡土墙,并在外围设置被动防护网。在习新公路桥位段设置了一座防护棚,防止石头滚落影响过往行人和车辆。

由于是全断面开挖,对拱座上方高边坡必须做永久性防护工程。拱座开挖断面大,安全风险高,作支撑难度大,且影响出渣效率,经过技术方案的反复研究,采取以锚代撑的方法,加强了大断面拱座开挖的安全性。

目前,主桥四个拱座基础均采用全断面开挖方法已全部开挖,其中贵阳岸3号拱座浇筑26米,剩余16米正在绑扎钢筋;4号拱座正在绑扎钢筋。重庆岸1号和2号47米深的拱座基础平均进尺分别为18.4米和24米。

敢于实践拼装最大吊机

夜郎河双线特大桥属于客货共线桥梁,其承载力要比普通客运专线桥梁的承载力高40%左右。为“强筋健骨”,设计采用钢管劲性骨架结构,不仅有效增大桥梁的跨度,提升线路跨越夜郎河峡谷的能力,还能增加铁路选线的自由度,节约投资。

据介绍,所谓劲性骨架是指在大桥混凝土构筑物中添加钢管、型材组合结构以提高大桥施工过程受力性能。夜郎河双线特大桥劲性骨架共约5500吨,总分20个吊装节段,单节最长25米,节段最重175吨,施工工艺为钢管拱单节段整体从谷底吊装平台吊到205米的高空,进行节段拼装,定位。

“工欲善其事,必先利其器”。要想完成骨架安装,就必须靠大型缆索吊机来完成。项目部结合工程实际经过反复计算,设计了适用于夜郎河特大桥的缆索吊机。该吊机采用直径800毫米的钢管作为塔架立柱,每节长8米,每层有8根,塔架共11层,加上连接件贵阳岸塔架总高度达101米,重庆岸高97米。承重主索由9根62毫米的钢丝绳构成,牵引索为3根32毫米的钢绳,3根32毫米的钢绳为起重索。该缆索吊跨度548米,吊重达200吨,是目前国内吊重最大的缆索吊机。

目前,该缆索吊已完成贵阳岸101米的塔架已完成拼装,重庆岸塔架拼装也过半,工人们正在加班加点拼装,预计2015年2月中旬完成并挂索。

渝黔铁路夜郎河双线特大桥建设考验着每一个参建者,然而,充满“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越!”豪迈气概的桥梁人从来都不缺乏挑战“高精尖”的魄力和勇气,魄力来自于雄厚的实力,勇气来自于过硬的技术。

来源:中国路面机械网

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有没有关于这个的施工图纸、技术方案?拿来学习学习呀!

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