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“智造”發力,打贏四場“硬仗”

來源:王光明 易守維 鄧勝朋 發布時間:2025年09月11日 A+ A A-
       長江上游的崇山峻嶺間,江龍高速宛如一條蜿蜒的紐帶,串聯起渝東北三峽庫區的山與水。由中國十九冶承建的路段總長36.4千米,沿線地形復雜、挑戰重重,共包含21座橋梁、10座隧道與4處互通立交,具有“溝深坡陡便道險、山高隧長地質難、橋多柱高跨天塹、深挖路塹邊坡險”的工程技術難點。
  面對多重考驗,中國十九冶建設者秉承“逢山開路、遇水架橋”的初心,以科技為刃、創新為盾,攻堅關鍵技術難題,在深山峽谷間書寫了一段不朽的工程傳奇,為“橋都”重慶再添一張新名片,讓三峽庫區人民的“出行夢”,從愿景照進了現實。
復興長江大橋:百米高空“織”貓道
  站在復興長江大橋的橋塔下仰望,百米高空處,一條纖細的“空中走廊”若隱若現——這便是大橋上部結構施工的“生命線”,貓道。這座主跨1208米的鋼箱梁懸索橋,要實現“天塹變通途”,必須先讓貓道穩穩架起:它是主纜架設的“腳手架”,是鋼箱梁吊裝的“安全道”,更是施工人員在高空作業的“立足點”。
  可這條看似簡單的通道,卻藏著許多“刁鉆”的要求。
  “貓道垂度必須控制在1.5米到1.7米之間,差一點兒都不行!”時任項目總工程師周澤林介紹到。因為貓道處于百米高空,一旦設計誤差過大,就會導致貓道整體垂度不滿足要求。垂度過小,會直接擠占主纜的架設空間,讓后續工程“卡脖子”;垂度過大,施工人員與作業面的距離拉遠,相當于“懸空干活”,安全風險陡增。
  更為棘手的是,復興長江大橋的貓道采用三跨連續式結構,跨徑組合為296.699米+1208米+296.712米,單幅貓道由8根貓道承重索、2根門架支撐索、變位剛架等多個構件組成,其邊跨平面線形呈外八字形,與主橋軸線夾角為1.009°。這看似這微小的角度,卻讓每根索陷入“各有長短”的困境,大大增加了貓道的設計及施工難度。
  傳統貓道施工中,工人得趴在圖紙前,手工配合仿真軟件將每根超2000米長的貓道承重索一一分段計算,再逐段累加,并反復修正變位鋼架處的索段。然而誤差好似“甩不掉的尾巴”,極易導致安裝后的線形明顯偏離設計預期。更麻煩的是,貓道調索及改吊需依賴人工經驗進行反復調試,數智化程度偏低,施工進度遲緩。
  面對這些難題,項目部迅速組建技術攻關團隊,引入精細化數值建模技術,構建1:1實體仿真模型——將各類索單元、梁單元與桁架結構全要素還原,極大提升了計算的可靠性與準確性。借助這一模型,團隊不僅順利取消了風險較高的下拉裝置,大幅降低高空作業隱患,還啃下了高精度纜索線形調整的“硬骨頭”。通過有限元分析與點云數據融合,實現了“一次調索,精準到位”,徹底告別了以往憑經驗反復調整的粗放模式,顯著提高了施工效率與安全性,為貓道施工的數字化建造與實時監控提供了堅實數據支撐。
  如今,站在復興長江大橋上遠眺,那條曾經讓建設者頭疼的“空中走廊”,正穩穩托舉著“鋼鐵巨龍”跨越長江。
龍缸隧道:虹吸原理“馴”涌水
  江龍高速主線包含10座隧道工程,其中特長隧道2座、長隧道5座,隧道占比高達48.8%。所含隧道群穿越了紅層砂巖、低瓦斯煤系地層、石膏巖層等西南地區典型的特殊地質。同時,沿線隧道存在淺埋偏壓、極小凈距下穿既有省道和民用建筑群、三峽庫區棄土自然保護區等情況,技術難度大、安全風險高、生態要求嚴。
  其中,龍缸隧道全長2561米,處于構造破碎帶的核心區域,進出口掌子面涌水問題頻發,稍有不慎便打亂施工節奏、埋下安全隱患,是這場“地下攻堅戰”里最難啃,也最棘手的一塊“硬骨頭”。
  2022年夏,龍缸隧道進口掌子面突然傳來“轟隆”一聲悶響,地下水從巖層縫隙中噴涌而出,瞬間漫過了施工人員的腳踝。“快撤!”項目質量負責人張申大喊著,帶領工人撤離。等涌水稍緩,測量數據讓所有人倒吸一口涼氣:單洞最大涌水量達4萬立方米/天,相當于1800多個普通家庭一個月的用水量。
  涌水持續了整整6個月,隧道內積水最深時達1.2米,地下水壓力最高飆升至0.6兆帕斯卡,掌子面儼然成了“地下瀑布”,挖掘機等機械設備陷在泥水里動彈不得,施工徹底停滯。
  項目部緊急邀請多位地質專家“會診”,會議室的燈光亮了好幾個通宵。可最終給出的方案,卻讓大家犯了難:“等水小了再施工,用大功率抽水機把水排出去。”“等?要等多久?”張申看著窗外連綿的雨,眉頭緊鎖,“萬一雨季再來,水量只會更大!而且這么大的涌水量,得多少抽水機?一天要耗多少電?”算下來,僅抽水設備投入就需200多萬元,每月電費超15萬元,成本高得驚人。
  “能不能不用抽水機?”張申翻看著相關書籍,“虹吸原理”四個字突然跳進眼簾——利用大氣壓讓水自動流動,無需額外動力。想法雖好,實施起來卻不簡單。隧道內地質復雜,管道鋪設要避開破碎巖層;管道密封性要求極高,哪怕一個細小的漏洞,都會讓排水失效。團隊反復試驗后,最后采用虹吸式反坡排水系統及排水技術,解決了原有反坡排水技術存在電力消耗大、抽水設備投入多、分級集水井設置數量多且后期需回填處理成本高、費工費時等問題。
  解決了大涌水,小范圍的圍巖裂隙水又成了新問題,這些“小股水流”會軟化巖層,導致隧道塌方。團隊又研發了“圍巖裂隙水專用排水系統及排水方法”,大幅提高了圍巖裂隙水引排效率,實現快速排干圍巖地下裂隙水,降低層狀弱膠結軟巖開挖后遇水軟化、風化程度,提高層狀軟巖的穩定性。如今,這兩項技術不僅申請了國家發明專利,還拿下了中國交通運輸協會科技進步獎一等獎。
  走進龍缸隧道,曾經的“地下河流”早已不見蹤影,取而代之的是平整的路面,正等待著車輛通行。
磨刀溪特大橋:焊接團隊“戰”風雨
  長江支流磨刀溪的上空,磨刀溪特大橋的拱肋如一道優美的弧線,連接著兩岸的山巒。可很少有人知道,這條弧線的誕生,是建設者們在風雨中“焊”出來的。磨刀溪特大橋拱肋吊裝焊接主要集中在7-10月,此時的江面,風力常達5級以上,空氣濕度更是長期穩定在85%以上,遠超“空氣濕度大于85%禁止露天焊接”的行業標準。
  “濕度太高,焊縫里容易產生氣孔,也可能會影響電弧穩定性,增加焊接飛濺和未熔合風險,就像給大橋留下‘定時炸彈’!”項目二工區生產經理李興權拿著檢測報告,臉色凝重。更難的是,大跨度鋼管拱橋的焊接堪稱“空中繡花”:高空作業時,焊工要懸在數十米高空,手持焊槍完成360°環向焊接;懸臂焊接時,拱肋會因受力輕微晃動,對焊接精度的要求更是達到毫米級。按照常規施工,此類橋梁合龍段的拱肋變形誤差可達12厘米,一旦超出這個范圍,整個拱肋的受力平衡都會被打破。
  “必須請‘王牌’來!”項目部當機立斷,邀請來公司的“世界焊接冠軍”曾正超和寧顯海。當曾正超戴著焊帽站在拱肋上時,江風裹著水汽直往他的衣領里鉆,濕度監測儀的數字牢牢釘在88%。他拿起焊槍,調好電流,通紅的焊花在空中劃出一道穩定的弧線,可剛焊幾分鐘,他就察覺到電弧有細微晃動——水汽正在干擾焊接。
  “快搭防風屏障!給焊接區加熱除濕!”曾正超摘下焊帽,聲音裹著江風有些沙啞,卻格外堅定。最終,他親自主持焊完首條焊縫,為后續施工立住了“標桿”。
  此外,一套精準的“組合拳”在江面上全面鋪開。項目團隊在施工現場配備了空氣濕度監測儀,當濕度超過80%時,會對藥芯焊絲進行預加熱,并擦拭焊接接頭及母材表面的水分。針對風力較大等情況,項目設置了防風屏障,搭建防風棚或使用防風布,減少風力對焊接區域的直接影響。同時,為了提高焊接效率和質量,適當增加了焊接電流和電壓,縮短電弧長度,以補償風對電弧熱量的散失,使電弧熱量更集中,減少干擾。此外,還根據風力情況適當調整焊接速度,保證焊縫成型均勻。焊接完成后,及時采取保溫等防護措施,避免焊縫在冷卻過程中受到風的不良影響,全面保障了焊接質量。
  最緊張的時刻,是合龍段焊接。焊接負責人親自操刀,每焊接10厘米就停下來檢測一次變形量。“左邊再降0.5毫米!”他通過對講機指揮著調整拱肋位置,汗水順著安全帽帶往下淌,很快浸透了工作服。經過數小時連續奮戰,最后一道焊縫完成,檢測數據顯示:拱肋變形控制量在1厘米之內,遠低于行業12厘米的常規誤差。
  站在橋下仰望,那道完美的弧線在陽光下熠熠生輝,仿佛在訴說著建設者們與風雨搏斗的故事。
龍王溪邊坡:北斗云眼“護”安全
  江龍高速沿線原始地形地質復雜,山高谷深,滑坡體、順層邊坡不良地質眾多,最高邊坡開挖高度近百米。其中,龍王溪邊坡作為全線關鍵節點的高風險邊坡,其穩定性直接決定著路基、防護結構的安全,一旦發生裂縫擴張或滑移,不僅會損毀已建工程,還可能導致全線施工停滯,造成巨大經濟損失與工期延誤。“必須24小時盯著它!”項目經理王凱的這句話,是對邊坡安全管控的硬性要求。
  2021年,“北斗云眼智能監控系統”在龍王溪邊坡正式投用。多個監測傳感器被埋設在邊坡的不同位置,部分深入地下30米,實時監測深層位移;部分安裝于邊坡表面,精準追蹤裂縫擴張變化;北斗定位系統則實時捕捉邊坡的細微移動,為邊坡穩定性研判提供精準數據支撐。
  監測數據都通過無線網絡傳輸至項目部的智慧中心,每半小時自動推送一次至手機微信公眾號,實現邊坡滑坡地質災害的智能分析、預警。“就像給邊坡裝了一雙‘千里眼’,哪怕有0.1毫米的位移,都能精準捕捉。”一工區生產經理陳濛指著監控屏幕介紹說。
  2021年8月29日,可視化邊坡智能監控系統的警報聲突然響起,陳濛立即趕往智慧中心,屏幕數據顯示:龍王溪邊坡局部區域的深層位移量在半小時內突然增加了5厘米,表面裂縫擴張寬度超過20厘米,遠超10厘米的預警閾值,出現顯著變形與滑移跡象。“不好,要滑坡!”他當即按下緊急預警按鈕,系統同步觸發應急響應機制,迅速向項目各施工班組、技術組及應急團隊推送預警信息。
  項目部的應急隊伍第一時間趕赴現場,在邊坡周邊設置工程警戒區,暫停附近路段施工,撤離作業人員與機械設備,避免人員設備損傷;同時調配挖掘機、裝載機等設備,在邊坡前緣搭建臨時支擋墻,減緩滑坡速度。經過數小時緊張處置,邊坡滑移趨勢得到有效控制,周邊工程設施完好無損,未造成任何工程損失與工期延誤。
  此次成功預警,讓北斗“云眼”智能監測系統成為江龍高速邊坡安全的“工程衛士”。如今,這套系統仍在24小時不間斷監測沿線邊坡動態,既為建設期邊坡開挖、防護施工提供了安全保障,也為后續運營期邊坡維護奠定了基礎。
  從復興長江大橋的“空中走廊”到龍缸隧道的“地下治水”,從磨刀溪特大橋的“風雨焊接”到龍王溪邊坡的“智能預警”,江龍高速建設者以一項項硬核的技術突破,生動詮釋了“中國智造”的力量。這條跨越山與水的高速公路,不僅將改善渝東北三峽庫區交通格局,讓沿線300多萬居民出行更加便捷,更將為長江上游地區發展注入新的動能,在奔流的長江畔,書寫下屬于十九冶人的“橋隧傳奇”。
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