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    广东跨度”到“广东跨越”——广东交通四十年发展成就系列(二)

    2018年11月16日 12:09 


    品质工程

    从“广东跨度”到“广东跨越”


    2018年是中国改革开放40周年。40年众志成城,40年砥砺奋进。40年来,广东交通人始终艰苦奋斗、顽强拼搏,创造了多项全国第一,特别是以港珠澳大桥为代表的桥梁建设,在我国桥梁建设史上树立起一个又一个的里程碑。


    为了迎接改革开放40周年盛典,广东省交通运输厅携手南方日报社、广东省交通集团制作了《道行致远 桥见未来 广东交通四十年发展》成就特刊,寻迹广东交通人的奋斗之路。




    “港珠澳大桥在技术标准上采用‘就高不就低’的原则,成就了这项世纪工程。这些技术标准现在被整理成系列,被‘一带一路’沿线国家所接受。”港珠澳大桥管理局局长朱永灵在介绍大桥建设经验时,对于标准的总结和推广格外强调。

    改革开放以来,广东省交通运输行业全面实施“科技强交”发展战略,紧紧围绕广东经济建设的主题主线,统筹推进重大科技研发、科技成果推广、标准化建设、创新能力建设等各方面工作,充分发挥了科技支撑和引领作用,为保持交通运输业可持续发展做出了重要贡献。

    如今,广东站在建设“交通强国”的潮头,一大批具有示范意义的项目在南粤大地迸发,成为全国乃至国际的样板工程。


     

    据统计,2011年至2017年间,全省已登记成果62项,通过鉴定项目108项,通过评审项目数71项,已验收项目数375项,其中有60多项科技创新成果达到国际领先或国际先进水平。佛山东平大桥、广东省河口至平台(粤桂界)高速公路、珠江黄埔大桥等5项获得中国土木工程詹天佑奖,广东高速公路建设科技创新及应用、广梧高速公路隧道群安全保障与节能关键技术研究、珠江三角洲磨刀门水流泥沙运动规律及整治技术研究、广东地区高液限土改良施工技术研究及应用、高速公路路面典型结构的研究等48项获得广东省科学技术奖;特大型桥梁工程BIM+应用技术研究、“外海桥梁、隧道工程定额研究”、珠三角交通一体化国省道快速化改造策略研究等69项获得中国公路学会科学技术奖,外海深插钢圆筒快速筑岛技术、海事费收系统建设研究等24项获得中国航海学会科学技术奖;广东省交通运输厅道路运输电子证件试点工程荣获国家金卡工程优秀成果金蚂蚁奖。

    特大桥隧建设技术取得新突破。港珠澳大桥超长沉管隧道关键技术的突破和应用,有力地支撑了大桥建设。港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道采用曲线顶管和冻结止水的创新工法。虎门二桥研发了高强度主缆及锚具,推动了国内桥梁缆索技术水平的发展。

    山区高速公路建设成套技术取得新进展。乐广高速构建了隧道群的安全预警体系和决策系统;博深高速构建了远距离无线监控现场环境管理系统;广佛肇高速创建了特殊土路基填筑技术,并入选交通运输部“十二五”绿色公路试点项目。我省山区高速公路安全、绿色、智慧的建设新理念逐步形成。

    路面关键技术取得新成效。针对沥青路面早期损坏情况,研究开发了新式碾压混凝土基层设计施工技术,节省了基层施工费用和工期,该成果已在广东省境内的高速公路上推广应用300多公里。桥面铺装方面,首次采用FAC环氧沥青混合料配合比设计方法,并在省内首次开展浇筑式沥青施工的工程应用,解决了钢桥面铺装早期病害,提高了桥面铺装的使用寿命。其中“钢桥面高性能铺装关键技术研究及工程应用”取得发明专利3项,实用新型专利2项,工法3项,并荣获2016年度省科学技术奖一等奖。

    除特别约定与保密要求外,厅科技项目成果通过交通科技网向社会公开,无偿共享。通过制定交通科技成果推广计划、发布交通科技示范工程和科技成果推广目录、成果汇编等方式,使先进、适用的科技成果得到重点推广应用,进一步提高了我省交通运输行业科技成果的推广应用水平,促进了科技成果向现实生产力的有效转化。


    经典项目

    港珠澳大桥
    多项核心技术打造“世界之最”


    港珠澳大桥是由粤、港、澳三地共建共管的,集外海桥梁、人工岛、海底隧道的大型跨海集群工程,既是世界最长的沉管隧道、最长的跨海大桥,也是公路建设史上建设条件最复杂、技术标准最高、环保要求最高的超级工程。在“一国两制”的跨境建设条件下,港珠澳大桥“桥-岛-隧”集群工程建设难度极高,面临的重大技术挑战均为行业制约性瓶颈问题,包括外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术、外海厚软基桥隧转换人工岛设计与施工关键技术、海上装配化桥梁建设关键技术、跨海集群工程混凝土结构120年使用寿命保障关键技术、跨境集群工程建设管理等系列问题。


    创造了深埋沉管隧道设计与施工的技术理论体系。根据伶仃洋外海水深、海底软土厚,地层差异大、回淤荷载大、地震烈度高等特点,确定节段式的钢筋混凝土沉管隧道方案,创立海底深埋沉管隧道的设计理论,并突破了沉管大体积高质量混凝土施工技术极限。隧道的设计充分考虑了管节差异沉降控制、抗震性能分析、管节及接头密水可靠等技术难题。

    创造了一整套中国外海快速筑岛核心技术,实现外海人工岛设计施工的新突破。经过深入的研究,多轮的技术专家讨论,综合考虑环保、质量、工期、安全等因素,我们突破深海筑岛的技术难关,采用大直径钢圆筒围成人工岛技术,大大减少船机及海上作业的时间。为了保证工程质量,确保把直径22米最高50.5米的120个大钢圆筒振沉深入海底围成岛,我们提出了振动锤联动振沉大钢圆筒的构想,并与美国有关公司合作研究制造“超级振动锤”,确保了大圆筒施工的顺利进行,创造深海大钢圆筒筑岛设计与施工核心技术。

    创新了海中沉管浮运沉放对接安装系统核心技术。要把每节重量和规模都相当于一艘航母的33节沉管精确的沉入到水下40多米深的海底基槽,逐节安装对接,难度非常大。建设者充分考虑了外海恶劣的施工环境,研发了一整套的沉管隧道水下对接安装技术和设备,确保了安装的精度和质量。

    创新了沉管浮运沉放对接“窗口期”预测新技术。沉管浮运沉放必须在合适的天气、海洋潮汐与海浪、海流的条件下才能施工,我们通过气象预测找到满足两个因素叠加形成的作业保障窗口期,保障了沉管的浮运沉放各项指标均满足设计要求。

    创新了“大型化、工厂化、标准化、装配化”建设理念。港珠澳大桥桥梁部分的建设克服了装配化桥梁设计方法、施工方法、加工制造、寿命保障等方面诸多技术瓶颈;为减少对海域环境的影响,突破埋置式承台水下施工安装技术和钢箱梁大节段逐跨吊装施工新技术,采用部分桥墩墩身和承台、钢箱梁在工厂预制,用浮吊进行安装的技术,最大吊装重量达3600吨,海豚塔整体吊装成为“世界第一吊”。


    深中通道
    将建世界首例特长双向八车道海底沉管隧道


    深中通道是集超大跨径跨海桥梁、世界首例特长双向八车道海底隧道、海中人工岛和地下互通于一体的世界级集群工程。全长约24千米,采用东隧西桥方案,路线起自广深沿江高速机场互通立交,通过广深沿江高速二期东接机荷高速,向西跨越珠江口,在中山市马鞍岛登陆。

    深中通道项目工程规模宏大,建设条件复杂、技术挑战大。其中,具有“超宽、深埋、变宽”特点的钢壳砼沉管隧道为世界首次大规模应用,对于国内而言属全新的结构和技术,存在较大技术挑战,深中通道建成后将成为世界首例特长双向八车道海底沉管隧道。

    深中通道中主跨1666米的海中超大跨径悬索桥,涉及海中锚碇施工及超高桥面抗风性能问题,国内外建设经验较少,水中锚锭施工难度大,90米的主桥超高桥面建成后将成为全球最高海中大桥。

    除此以外,深中通道建设还面临着重重挑战。如离岸深水人工岛快速成岛、钢圆筒入岩难度大;地下互通立交、海中钢围堰深基坑开挖、支护、防渗技术难度大;隧道运营里程长,交通量大,货车比例高,运营安全、防灾救援难度大;位于珠三角几何中心,海陆空三维视点多,工程景观设计要求高等诸多挑战。


    虎门二桥
    主缆用上“中国芯” 展现中国制造硬实力


    虎门二桥全长12.89公里,全线均为桥梁工程,其中有两座超千米的跨江特大悬索桥,分别是大沙水道桥和坭洲水道桥。

    正在建设中的虎门二桥,诞生了众多令人骄傲的桥梁史上第一:坭洲水道桥以1688米跨径位列钢箱梁悬索桥世界第一;主塔高260米,相当于90层楼的高度,高度居国内悬索桥第一;锚碇地连墙外径达90米,壁厚1.5米,面积相当于15个篮球场,规模国内第一;双向八车道钢箱梁全宽49.7米,宽度为世界整体式钢箱梁第一;主缆第一次采用1960兆帕国产超高强度镀锌铝钢丝新材料……

    据介绍,坭洲水道桥共两根主缆,每根主缆由252根通常索和6根背索组成,而每根索股又包含了127根直径为5毫米的高强镀锌钢丝。虎门二桥项目副总工程师鲜荣告诉笔者,此前,国产钢丝强度最高仅为1770兆帕,其发展停滞了近十年时间。

    通过近3年的探索与攻关,大桥建设者与钢丝生产厂家专门为虎门二桥研发的钢丝强度从1770兆帕跳过了1860兆帕,直接上升至1960兆帕,提升了两个等级,打破了日本等国对1960兆帕钢丝生产技术的垄断。这一研究成果使得坭洲水道桥的钢丝用量减少了10%。据测算,在建的虎门二桥坭洲水道桥采用1960兆帕镀锌钢丝主缆索股后,主缆总重约30120吨,相比1770兆帕镀锌钢丝主缆,降低近3800吨,同时相应的锚固构造也将有所降低,极大地减少了材料用量。


    珠江黄埔大桥
    “华南第一桥”揽下多项技术第一


    珠江黄埔大桥是京珠高速公路的重要组成部分,全长18.694公里,总投资约42亿元,有“华南第一桥”的美称。

    大桥采用新颖的悬索桥与斜拉桥结合的方式,以江心的大蚝洲岛为落脚点,悬索桥主跨1138米,建成时长度全省第一,比虎门大桥的888米还要长250米。大桥主跨通航净高60米,可以保证5万吨海船通过。而采用的独塔斜拉桥主跨383米,更是当时全世界同类桥型最长的。而东二环的另一个较为瞩目的明星项目则是修建当时全国跨度最大的公路隧道——龙头山隧道。

    珠江黄埔大桥不止是跨径宽,其高度也是其一大特色,其中北汊桥的主塔自承台顶起高226.14米,相当于80层楼高度,排名国内第二,是当时的岭南第一高塔。而为了预防南方大风、雷雨的天气,大桥在塔心预埋了避雷针,同时,连接大桥和塔的88根斜拉索采用减震设施,这一系列措施可以保证大桥抵抗12级大风。


    荣获第六届“詹天佑土木工程大奖”的崖门大桥

    广乐高速
    全省率先配备“施工远程监控系统”


    广乐高速是中国史上通车线路最长、投资规模最大的高速公路,其技术难度之高在国内高速公路建设项目中名列前茅。

    针对项目路线长、规模大的特点,广乐高速率先在省内交通项目建设中配备“施工远程监控系统”,对全线关键控制施工点和隧道施工现场进行24小时安全监控,详细录入每位施工人员的姓名、年龄、工种、岗位,在施工人员安全帽上配备GPS定位系统。该套系统有效实现了项目远程动态管理,在全线控制性工程和安全高危工程等75处工点均设置了监控点,保证对施工过程进行有效的监控。


    潮惠高速
    全国开创设计标准化先河


    2015年12月底通车的潮惠高速公路正式通车,标志着广东正式实现“县县通高速”的目标。

    潮惠高速在全国开创了设计标准化的历史。经过近3年调研分析、研讨借鉴,项目完成了桥涵、隧道、隧道预留预埋、路基路面排水等一系列专题研究,在全国率先发布了255册通用图、参考图,设计标准化指南等多项技术成果。同时,潮惠高速率先将成果全面应用于项目建设,有效整合与节约了资源,提高了工程安全性及耐久性,取得了良好的社会经济效益。


    广梧高速
    部省联合实施勘察设计典型示范工程


    广梧高速公路河口至平台段是广东省内唯一一个部省联合实施勘察设计典型示范工程,同时也是唯一一个在建前就被确定为广东省交通运输厅首批科技示范工程的高速公路。

    该项目线路穿越典型粤西山岭重丘区,全线地质条件复杂,桥隧比例大,施工技术要求高。项目遵循安全、环保、舒适、节约、耐久的工程建设新理念,全面提高工程的科技含量和科技水平。如岭重丘区高速公路建设管理关键技术研究与应用,采用隧道照明节能、安全条件提升技术、土地节约技术、公路路域材料技应用、施工安全保障、生态恢复技术、建设管理技术等技术原理,提出了合理的路线线位及线型指标,有效节约土地资源。


    惠清高速
    绿色公路建设典型示范工程


    惠清高速是汕湛高速公路的重要组成部分,是交通运输部第二批绿色公路建设典型示范工程和2017年度交通运输部科技示范工程。

    惠清项目根据全寿命周期成本理念,将绿色公路、安全标准化的要求落实到惠清高速公路设计、施工、运营管理的全过程。在原木移植方面,惠清项目主动开展移植调研,通过系列措施将红线范围内的绿色树木资源移植再生;在环保方面,引入环境、水保监测,优化、完善施工图设计边坡防护草种配比方案,针对自然保护区、水产种资源保护区、森林公园主要生态保护区、生态严控区等不同环境敏感区域制定专项保护措施。

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