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“智造”发力,打赢四场“硬仗”

来源:王光明 易守维 邓胜朋 发布时间:2025年09月11日 A+ A A-
       长江上游的崇山峻岭间,江龙高速宛如一条蜿蜒的纽带,串联起渝东北三峡库区的山与水。由中国十九冶承建的路段总长36.4千米,沿线地形复杂、挑战重重,共包含21座桥梁、10座隧道与4处互通立交,具有“沟深坡陡便道险、山高隧长地质难、桥多柱高跨天堑、深挖路堑边坡险”的工程技术难点。
  面对多重考验,中国十九冶建设者秉承“逢山开路、遇水架桥”的初心,以科技为刃、创新为盾,攻坚关键技术难题,在深山峡谷间书写了一段不朽的工程传奇,为“桥都”重庆再添一张新名片,让三峡库区人民的“出行梦”,从愿景照进了现实。
复兴长江大桥:百米高空“织”猫道
  站在复兴长江大桥的桥塔下仰望,百米高空处,一条纤细的“空中走廊”若隐若现——这便是大桥上部结构施工的“生命线”,猫道。这座主跨1208米的钢箱梁悬索桥,要实现“天堑变通途”,必须先让猫道稳稳架起:它是主缆架设的“脚手架”,是钢箱梁吊装的“安全道”,更是施工人员在高空作业的“立足点”。
  可这条看似简单的通道,却藏着许多“刁钻”的要求。
  “猫道垂度必须控制在1.5米到1.7米之间,差一点儿都不行!”时任项目总工程师周泽林介绍到。因为猫道处于百米高空,一旦设计误差过大,就会导致猫道整体垂度不满足要求。垂度过小,会直接挤占主缆的架设空间,让后续工程“卡脖子”;垂度过大,施工人员与作业面的距离拉远,相当于“悬空干活”,安全风险陡增。
  更为棘手的是,复兴长江大桥的猫道采用三跨连续式结构,跨径组合为296.699米+1208米+296.712米,单幅猫道由8根猫道承重索、2根门架支撑索、变位刚架等多个构件组成,其边跨平面线形呈外八字形,与主桥轴线夹角为1.009°。这看似这微小的角度,却让每根索陷入“各有长短”的困境,大大增加了猫道的设计及施工难度。
  传统猫道施工中,工人得趴在图纸前,手工配合仿真软件将每根超2000米长的猫道承重索一一分段计算,再逐段累加,并反复修正变位钢架处的索段。然而误差好似“甩不掉的尾巴”,极易导致安装后的线形明显偏离设计预期。更麻烦的是,猫道调索及改吊需依赖人工经验进行反复调试,数智化程度偏低,施工进度迟缓。
  面对这些难题,项目部迅速组建技术攻关团队,引入精细化数值建模技术,构建1:1实体仿真模型——将各类索单元、梁单元与桁架结构全要素还原,极大提升了计算的可靠性与准确性。借助这一模型,团队不仅顺利取消了风险较高的下拉装置,大幅降低高空作业隐患,还啃下了高精度缆索线形调整的“硬骨头”。通过有限元分析与点云数据融合,实现了“一次调索,精准到位”,彻底告别了以往凭经验反复调整的粗放模式,显著提高了施工效率与安全性,为猫道施工的数字化建造与实时监控提供了坚实数据支撑。
  如今,站在复兴长江大桥上远眺,那条曾经让建设者头疼的“空中走廊”,正稳稳托举着“钢铁巨龙”跨越长江。
龙缸隧道:虹吸原理“驯”涌水
  江龙高速主线包含10座隧道工程,其中特长隧道2座、长隧道5座,隧道占比高达48.8%。所含隧道群穿越了红层砂岩、低瓦斯煤系地层、石膏岩层等西南地区典型的特殊地质。同时,沿线隧道存在浅埋偏压、极小净距下穿既有省道和民用建筑群、三峡库区弃土自然保护区等情况,技术难度大、安全风险高、生态要求严。
  其中,龙缸隧道全长2561米,处于构造破碎带的核心区域,进出口掌子面涌水问题频发,稍有不慎便打乱施工节奏、埋下安全隐患,是这场“地下攻坚战”里最难啃,也最棘手的一块“硬骨头”。
  2022年夏,龙缸隧道进口掌子面突然传来“轰隆”一声闷响,地下水从岩层缝隙中喷涌而出,瞬间漫过了施工人员的脚踝。“快撤!”项目质量负责人张申大喊着,带领工人撤离。等涌水稍缓,测量数据让所有人倒吸一口凉气:单洞最大涌水量达4万立方米/天,相当于1800多个普通家庭一个月的用水量。
  涌水持续了整整6个月,隧道内积水最深时达1.2米,地下水压力最高飙升至0.6兆帕斯卡,掌子面俨然成了“地下瀑布”,挖掘机等机械设备陷在泥水里动弹不得,施工彻底停滞。
  项目部紧急邀请多位地质专家“会诊”,会议室的灯光亮了好几个通宵。可最终给出的方案,却让大家犯了难:“等水小了再施工,用大功率抽水机把水排出去。”“等?要等多久?”张申看着窗外连绵的雨,眉头紧锁,“万一雨季再来,水量只会更大!而且这么大的涌水量,得多少抽水机?一天要耗多少电?”算下来,仅抽水设备投入就需200多万元,每月电费超15万元,成本高得惊人。
  “能不能不用抽水机?”张申翻看着相关书籍,“虹吸原理”四个字突然跳进眼帘——利用大气压让水自动流动,无需额外动力。想法虽好,实施起来却不简单。隧道内地质复杂,管道铺设要避开破碎岩层;管道密封性要求极高,哪怕一个细小的漏洞,都会让排水失效。团队反复试验后,最后采用虹吸式反坡排水系统及排水技术,解决了原有反坡排水技术存在电力消耗大、抽水设备投入多、分级集水井设置数量多且后期需回填处理成本高、费工费时等问题。
  解决了大涌水,小范围的围岩裂隙水又成了新问题,这些“小股水流”会软化岩层,导致隧道塌方。团队又研发了“围岩裂隙水专用排水系统及排水方法”,大幅提高了围岩裂隙水引排效率,实现快速排干围岩地下裂隙水,降低层状弱胶结软岩开挖后遇水软化、风化程度,提高层状软岩的稳定性。如今,这两项技术不仅申请了国家发明专利,还拿下了中国交通运输协会科技进步奖一等奖。
  走进龙缸隧道,曾经的“地下河流”早已不见踪影,取而代之的是平整的路面,正等待着车辆通行。
磨刀溪特大桥:焊接团队“战”风雨
  长江支流磨刀溪的上空,磨刀溪特大桥的拱肋如一道优美的弧线,连接着两岸的山峦。可很少有人知道,这条弧线的诞生,是建设者们在风雨中“焊”出来的。磨刀溪特大桥拱肋吊装焊接主要集中在7-10月,此时的江面,风力常达5级以上,空气湿度更是长期稳定在85%以上,远超“空气湿度大于85%禁止露天焊接”的行业标准。
  “湿度太高,焊缝里容易产生气孔,也可能会影响电弧稳定性,增加焊接飞溅和未熔合风险,就像给大桥留下‘定时炸弹’!”项目二工区生产经理李兴权拿着检测报告,脸色凝重。更难的是,大跨度钢管拱桥的焊接堪称“空中绣花”:高空作业时,焊工要悬在数十米高空,手持焊枪完成360°环向焊接;悬臂焊接时,拱肋会因受力轻微晃动,对焊接精度的要求更是达到毫米级。按照常规施工,此类桥梁合龙段的拱肋变形误差可达12厘米,一旦超出这个范围,整个拱肋的受力平衡都会被打破。
  “必须请‘王牌’来!”项目部当机立断,邀请来公司的“世界焊接冠军”曾正超和宁显海。当曾正超戴着焊帽站在拱肋上时,江风裹着水汽直往他的衣领里钻,湿度监测仪的数字牢牢钉在88%。他拿起焊枪,调好电流,通红的焊花在空中划出一道稳定的弧线,可刚焊几分钟,他就察觉到电弧有细微晃动——水汽正在干扰焊接。
  “快搭防风屏障!给焊接区加热除湿!”曾正超摘下焊帽,声音裹着江风有些沙哑,却格外坚定。最终,他亲自主持焊完首条焊缝,为后续施工立住了“标杆”。
  此外,一套精准的“组合拳”在江面上全面铺开。项目团队在施工现场配备了空气湿度监测仪,当湿度超过80%时,会对药芯焊丝进行预加热,并擦拭焊接接头及母材表面的水分。针对风力较大等情况,项目设置了防风屏障,搭建防风棚或使用防风布,减少风力对焊接区域的直接影响。同时,为了提高焊接效率和质量,适当增加了焊接电流和电压,缩短电弧长度,以补偿风对电弧热量的散失,使电弧热量更集中,减少干扰。此外,还根据风力情况适当调整焊接速度,保证焊缝成型均匀。焊接完成后,及时采取保温等防护措施,避免焊缝在冷却过程中受到风的不良影响,全面保障了焊接质量。
  最紧张的时刻,是合龙段焊接。焊接负责人亲自操刀,每焊接10厘米就停下来检测一次变形量。“左边再降0.5毫米!”他通过对讲机指挥着调整拱肋位置,汗水顺着安全帽带往下淌,很快浸透了工作服。经过数小时连续奋战,最后一道焊缝完成,检测数据显示:拱肋变形控制量在1厘米之内,远低于行业12厘米的常规误差。
  站在桥下仰望,那道完美的弧线在阳光下熠熠生辉,仿佛在诉说着建设者们与风雨搏斗的故事。
龙王溪边坡:北斗云眼“护”安全
  江龙高速沿线原始地形地质复杂,山高谷深,滑坡体、顺层边坡不良地质众多,最高边坡开挖高度近百米。其中,龙王溪边坡作为全线关键节点的高风险边坡,其稳定性直接决定着路基、防护结构的安全,一旦发生裂缝扩张或滑移,不仅会损毁已建工程,还可能导致全线施工停滞,造成巨大经济损失与工期延误。“必须24小时盯着它!”项目经理王凯的这句话,是对边坡安全管控的硬性要求。
  2021年,“北斗云眼智能监控系统”在龙王溪边坡正式投用。多个监测传感器被埋设在边坡的不同位置,部分深入地下30米,实时监测深层位移;部分安装于边坡表面,精准追踪裂缝扩张变化;北斗定位系统则实时捕捉边坡的细微移动,为边坡稳定性研判提供精准数据支撑。
  监测数据都通过无线网络传输至项目部的智慧中心,每半小时自动推送一次至手机微信公众号,实现边坡滑坡地质灾害的智能分析、预警。“就像给边坡装了一双‘千里眼’,哪怕有0.1毫米的位移,都能精准捕捉。”一工区生产经理陈濛指着监控屏幕介绍说。
  2021年8月29日,可视化边坡智能监控系统的警报声突然响起,陈濛立即赶往智慧中心,屏幕数据显示:龙王溪边坡局部区域的深层位移量在半小时内突然增加了5厘米,表面裂缝扩张宽度超过20厘米,远超10厘米的预警阈值,出现显著变形与滑移迹象。“不好,要滑坡!”他当即按下紧急预警按钮,系统同步触发应急响应机制,迅速向项目各施工班组、技术组及应急团队推送预警信息。
  项目部的应急队伍第一时间赶赴现场,在边坡周边设置工程警戒区,暂停附近路段施工,撤离作业人员与机械设备,避免人员设备损伤;同时调配挖掘机、装载机等设备,在边坡前缘搭建临时支挡墙,减缓滑坡速度。经过数小时紧张处置,边坡滑移趋势得到有效控制,周边工程设施完好无损,未造成任何工程损失与工期延误。
  此次成功预警,让北斗“云眼”智能监测系统成为江龙高速边坡安全的“工程卫士”。如今,这套系统仍在24小时不间断监测沿线边坡动态,既为建设期边坡开挖、防护施工提供了安全保障,也为后续运营期边坡维护奠定了基础。
  从复兴长江大桥的“空中走廊”到龙缸隧道的“地下治水”,从磨刀溪特大桥的“风雨焊接”到龙王溪边坡的“智能预警”,江龙高速建设者以一项项硬核的技术突破,生动诠释了“中国智造”的力量。这条跨越山与水的高速公路,不仅将改善渝东北三峡库区交通格局,让沿线300多万居民出行更加便捷,更将为长江上游地区发展注入新的动能,在奔流的长江畔,书写下属于十九冶人的“桥隧传奇”。
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