第十工区起始段清水1号隧道掘进突破1000米                          ■记者 董一鸣/摄

        北京建工集团国道109新线高速公路项目第十工区位于门头沟区清水镇,离此不远处便是北京第一高峰——灵山,虽然在风景优美景区附近施工,但对项目50多名管理人员来说却无暇顾及周边美景,一场鏖战进入第三个年头,项目团队也攻克了多个施工难题。

        钻爆法施工完成千米掘进

        国道109新线高速公路北京段全线位于北京市门头沟区,起点为西六环路军庄立交桥,终点位于市界与河北省张涿高速公路相接处,全长约65.4公里。其中第十工区位于整个项目末端,标段全长10.5公里,包含2条隧道、9座桥梁工程及路基、交安、绿化等工程。

        隧道工区负责人毕新健说:“2020年12月底我们开始进行第十工区起始段清水1号隧道掘进,由于疫情和管控措施,实际有效施工时间也就250多天,截至2021年12月24日,我们实现了隧道单面1000米掘进。”

        走进隧道内,十几名工人正在掌子面进行打孔作业,“我们隧道采用钻爆法施工,也就是钻孔装炸药进行爆破作业。”毕新健说。

        隧道施工危险重重,特别是掘进中对山体不良地质的探知极为关键,虽然前期进行了地勘,为稳妥起见,项目部使用了超前地质预报技术。这种技术通过TSP和地质雷达等专业探测设备在开挖前对掌子面背后约100米的山体情况进行探明,再结合地勘报告对爆破作业进行整体策划。

        隧道掘进另一个关键点就是围岩等级,等级越高证明山体越酥脆,更容易出现坍塌风险,整条隧道的五级围岩占比接近1/3。施工中项目部成立了毕新健质量管理型青年突击队,合理优化各工序,采用全流程机械化施工作业,按照实际施工地质、现场作业人员数量和进场机械设备情况等,编排日进度计划,制定日领导带班值日表,确保完成日进度目标,专班盯守保障总体施工进度,实现了2021年度1000米的掘进任务。

        大纵坡路基上建预制梁厂

        除了隧道掘进分秒必争,全线9座桥梁的构件加工制作效率也决定着整个工程的进度。

        位于第十工区末端,有一个占地2.5万平方米的预制梁加工厂,在这里被加工好的桥梁构件通过龙门吊+架桥机的组合被安装到指定位置。但让项目副总工程师郭宝君非常头疼的是这个加工厂竟然是倾斜的。“我们整个加工厂两端的高差达到了16米,坡度大约3.5%。”郭宝君说。最初设计方案是简单的异地选址,但无疑增加了建设周期和对环境的破坏,为坚持绿色和环保建设理念,项目决定在斜坡上建加工厂。

        建设中,项目将整个加工厂分为了八级台阶,同时针对两端坡度进行了削坡处理,压低高差带来的不利影响。“将加工厂分为八个区,每个区都可以进行构件加工,再通过龙门吊+运梁车将构件吊至施工区进行铺设。”郭宝君说。

        由于龙门吊行走需要轨道,在坡上做轨道,技术人员仔细计算厂地坡度、轨道长度、动力布置,调整了龙门吊的设备选型,将两条轨道从平行线变为了两个同心圆的曲线,更改了龙门吊的轮子,让内弧用小轮子,外弧用大轮子,再通过制动系统数据调整,实现了龙门吊平稳曲线行走。

        全市首次用上波形钢腹板桥

        第十工区的起始段是一座高架桥,几十米高的大桥看似极为普通,却是内藏乾坤。

        原因是这座大桥使用了一种名为波形钢腹板的材料。这种材料也是在本市桥梁类工程中首次使用。“传统挂篮悬臂现浇梁腹板为两排约300毫米厚的钢筋混凝土板,虽然结构坚固但是自重较大,且必须上下面板同时浇筑,单循环周期长。”项目工程师李春跃介绍,这套系统最大的亮点在于将传统钢筋钢板组合的骨架更换为两排波浪形的钢板,这种钢板厚度达到24毫米,由工厂预制加工而成。

        与此同时,项目施工中采用了挂篮悬臂现浇工艺,即在桥墩柱顶部安装如同天枰一样的设备,可以从两端分别浇筑混凝土,钢波腹板被吊装到指定高度并安装模板后,便可通过悬臂现浇工艺浇筑混凝土,该构件比传统构件轻了40%,还省去了钢筋绑扎、模板安装等繁琐工艺,施工效率提高了约20%。

        整个工区标段共有840片预制构件,除了钢波腹板构件外,还包括了钢箱梁、预制构件、传统现浇路段,目前全线施工正在紧张推进。

        2021年12月8日上午,随着庞大的提梁机缓缓升起,精准放置在鹿鸣苑大桥首榀长30米,重104.5吨的混凝土箱梁成功架设,鹿鸣苑大桥全线(左幅127米,右幅97米),共需28榀箱梁,本次首榀箱梁采用C50高性能混凝土,由于山区的地理环境复杂,对混凝土抗渗、抗折、抗氯离子渗透、抗冻融、抗碳化等耐久性要求较高,同时箱梁配钢筋较密,混凝土流动性较差,为了保障109新线高速公路的混凝土质量,确保耐久性,技术团队综合考虑混凝土的含气量、水化热和体积的稳定性,结合山区环境因素,经过多次混凝土配合比调整,最终成功配置出符合施工标准和规范的混凝土并成功浇筑。

        “手艺好还要家伙妙”这是国道109新线高速公路第十工区项目负责人陈鹏经常提到的一句话。道桥项目的梁体架设关乎工程安全,更关乎车辆在桥上通行时的安全,不能有半点偏差,所以设计先进、安全可靠、控制灵活的架桥机无疑是梁体架设环节中的重中之重。本项目选用的架桥机为自平衡式架桥机,配备有起重量限制器、高度限制器、抗风防风装置及超速、连锁保护装置等,能有效保证施工安全。