文 貴州省公路工程集團有限公司 陳雪峰

在創(chuàng)建科技示范工程的過程中，興義環(huán)高的建設者們開展了特大橋索塔預應力混凝土橫梁預制裝配化技術、隧道預制裝配式仰拱結構快速施工技術等多項新技術研發(fā)，為興義環(huán)高的高質(zhì)量發(fā)展奠定了基礎。

特大橋索塔預應力混凝土橫梁預制裝配化技術在興義環(huán)高的控制性工程——峰林大橋索塔裝配式橫梁吊裝中應用。

實例一 特大橋索塔預應力混凝土橫梁預制裝配化技術

研發(fā)目的與意義

目前預應力混凝土索塔橫梁主要采用支架現(xiàn)澆施工法，該施工法存在占用工期長、施工措施費用高、施工作業(yè)安全風險高等問題。利用成熟的超大體量結構整體提升施工技術，推進交通基礎設施建設用大型裝備技術升級，發(fā)展索塔預應力混凝土橫梁預制裝配化的快速施工方法，是解決目前索塔橫梁施工痛點和難點問題的有效方法。

該項技術的研發(fā)成功，實現(xiàn)了索塔橫梁主體段低位預制，整體提升至高位合龍安裝的快速施工，并完善配套的設計方法、監(jiān)測手段和管理措施，形成索塔預應力混凝土橫梁預制裝配化成套技術，對于推進我國橋梁預制裝配化水平、形成有國際影響力的創(chuàng)新性成果具有重要意義。

主要技術創(chuàng)新點

首先，該項技術解決了橫梁預制裝配接縫構造設計優(yōu)化與預應力設計優(yōu)化問題，提出了預制裝配齒槽豎縫連接節(jié)點的局部損傷演化和力學性能退化模型，發(fā)展了玄武巖纖維摻合混凝土的具體工程應用并完善了應用指標。

其次，從整體上解決了索塔橫梁預制提升時的索塔結構安全性控制、預制段結構安全性控制、提升支架動力穩(wěn)定控制、主動橫向支撐桁架優(yōu)化設計問題等超大噸位混凝土橫梁高空整體提升施工關鍵技術問題。

最后，解決了利用故障樹和層次分析法進行主要施工風險問題的觸發(fā)因素、前饋控制及反饋處置協(xié)調(diào)管理策略技術，制訂并完善了橫梁整體提升施工作業(yè)標準程序及其質(zhì)量檢查控制標準、作業(yè)管理控制標準流程和異常情況處理機制等關鍵管理流程，研發(fā)了具有國內(nèi)先進水平的基于多終端信息交互機制的索塔混凝土橫梁預制裝配化施工管理云平臺。

實施地點

該項技術在興義環(huán)高的控制性工程——峰林大橋主塔中橫梁預制吊裝施工中，進行了技術研發(fā)與工程示范。

峰林大橋主梁拼裝中

實例二 高速公路分岔隧道連拱段獨立雙洞法修筑技術

研發(fā)目的與意義

分岔式隧道是近幾年國內(nèi)在更加復雜地形地質(zhì)條件下，修建山區(qū)高速公路隧道過程中出現(xiàn)的一種新結構型式。目前，國內(nèi)外普遍采用多種結構型式的組合分岔隧道，在極小凈距特別是隧道洞口中央分隔帶寬度小于4米時，洞口段一般按大跨度隧道或連拱隧道進行設計和施工，再由小凈距隧道逐步過渡為上下行分離式隧道。

興義環(huán)高舊屋基隧道為一座分岔式短隧道，進口至出口從分離式隧道逐漸收攏為小凈距、極小凈距和連拱隧道，隧道所處地形較為復雜，出口段為深溝峽谷，連接峰林大橋。該項目分岔隧道原連拱隧道段凈距最小厚度0.62米，通過優(yōu)化提出按極小凈距獨立雙洞分修方案，首次采用了極小凈距隧道出洞減震施工工法，按平衡拱理論對中夾巖柱及兩洞之間三角區(qū)進行針對性優(yōu)化設計和加強，并獲得相應的優(yōu)化支護參數(shù)。在確保隧道施工安全和結構穩(wěn)定的前期下，可顯著提高施工工效、降低工程造價，對推動極小凈距隧道施工技術提升具有重要意義。

主要技術創(chuàng)新點

首先，該項技術通過結構型式比選，提出分岔隧道連拱段極小凈距隧道優(yōu)化方案，確定了支護結構優(yōu)化參數(shù)。

其次，基于理論分析和現(xiàn)場試驗，獲得極小凈距隧道結構內(nèi)力及變形規(guī)律，總結形成分岔隧道連拱段后行洞超前導洞擴挖施工工法。

最后，通過現(xiàn)場爆破振動測試與動力數(shù)值仿真，從減振和隔振兩方面提出了相應的施工爆破振動控制措施，總結形成了與現(xiàn)場施工相匹配的減震爆破控制技術與工法。

實施地點

該項技術依托于興義環(huán)高舊屋基隧道，開展相關技術研發(fā)與工程示范。

實例三 隧道預制裝配式仰拱結構快速施工技術

研發(fā)目的與意義

裝配式混凝土結構的產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化及現(xiàn)代化發(fā)展已成為近年來工程行業(yè)熱點，同時推動了以地下綜合管廊主體結構構件標準化為代表的地下工程預制拼裝技術的發(fā)展。構件預制化是施工工廠化技術發(fā)展的必然趨勢，是提高工程質(zhì)量和修建速度、降低成本的主要方法，是積極推廣應用預制拼裝技術以符合國家節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略。

隧道仰拱預制一方面可使隧道施工中隧道結構盡早封閉成環(huán)，保證隧道結構與施工安全，另一方面有利于標準化施工，提高工程質(zhì)量；在技術成熟運用之后可提升隧道施工效率，壓縮隧道施工工期，大幅降低工程造價；為我國高速公路隧道工程提供更經(jīng)濟合理的結構形式，為后續(xù)山區(qū)高速公路隧道工程建設積累經(jīng)驗。

主要技術創(chuàng)新點

該項技術優(yōu)化預制仰拱結構節(jié)段設計參數(shù)，確定仰拱預制節(jié)段設計圖，研發(fā)預制節(jié)段連接方式；研發(fā)了隧道基底預制仰拱節(jié)段裝配與隧底灌漿一體化新方法；形成了隧道基底預制仰拱結構快速裝配施工工法。

實施地點

該項技術依托于興義環(huán)高毛栗坪隧道，開展相關技術研發(fā)與工程示范。

實例四 基于光感條件下隧道智慧照明管控技術

研發(fā)目的與意義

該項技術以基礎材料創(chuàng)新為目的，完成對隧道全新的交通照明形態(tài)的改變，提升社會重大經(jīng)濟領域的科技競爭力和以長余輝鋁酸鹽發(fā)光功能材料為核心的全新隧道照明理論，以及對完成智能管控下全新隧道管控技術的應用探索。

組圖：興義環(huán)高共創(chuàng)新及應用了17項科技成果

該項技術應用將大幅降低隧道的事故發(fā)生率和降低二次事故所帶來的重大損失；可消除長期以來隧道照明用電巨大的實際經(jīng)濟痛點和減少后期的隧道運維成本。

主要技術創(chuàng)新點

大幅降低困擾已久的隧道“黑白洞”痛點效應的存在，消除駕駛危險因素與隧道“眩光”現(xiàn)象；解決因事故發(fā)生的徹底斷電、煙霧條件下的應急照明的實現(xiàn)，避免由此導致的二次事故而產(chǎn)生后續(xù)的重大傷害。

實施地點

該項技術依托于興義環(huán)高豐都隧道的照明工程，在豐都雙向隧道進行技術研發(fā)與工程示范。

實例五 高速公路智能配電關鍵技術

研發(fā)目的與意義

針對高速公路配電系統(tǒng)目前處于被動性維護、設備監(jiān)測狀態(tài)缺失、信息化程度低和運管效率低的情況，開發(fā)了高速公路智能配電系統(tǒng)，降低了配電系統(tǒng)的故障率，減少了停電次數(shù)和停電時間，提高了管理水平和降低人員勞動強度，保證了交通的暢通高效。

主要技術創(chuàng)新點

該項技術研發(fā)了高速公路智能配電系統(tǒng)，通過研發(fā)應用一套高速公路電氣設備壽命老化分析和電氣設備性能的大數(shù)據(jù)分析評估系統(tǒng)，實現(xiàn)主動式運維、信息推送、能耗分析。

實施地點

該項技術依托于興義環(huán)高機電工程，在隧道配電房增加智能配電硬件設備、隧道監(jiān)控中心增加相關管理軟件。

其他科技創(chuàng)新成果

喀斯特石漠化地區(qū)綠色設計理念

堅持“最小破壞就是最大保護”原則，合理選線；綜合利用沿線土地和地材資源，推廣應用資源節(jié)約、生態(tài)保護、環(huán)境污染控制等方面的“四新”應用；將沿線資源、地域文化等特點融入設計。

喀斯特石漠化地區(qū)高速公路景觀仿真技術

借助無人機和BIM技術手段，建立三維數(shù)字實景模型，在項目景觀概念策劃階段，將設計方案與實景模型融合，進行方案對比與規(guī)劃，實現(xiàn)高速公路與路域環(huán)境的自然融合和景觀協(xié)調(diào)。

塊片石自密實混凝土施工技術

根據(jù)貴州混凝土原材料特點而開發(fā)的超流態(tài)自密實混凝土，能在自重下無需振搗自行流注充填模板，并澆筑成形。該技術使片石摻量從20%提高到60%，極大地減少了水泥用量，已在全線擋墻、橋臺、涵洞中推廣應用。

高速公路粗填料高路堤強夯控制技術

通過采用大噸位分層振動碾壓施工至一定累計厚度時，進行強夯補強加固，克服常規(guī)壓路機壓實質(zhì)量差、壓實功能不足的缺點，可以大幅提高粗填料的控制粒徑和分層攤鋪厚度，并在無破碎情況下，快速利用大粒徑棄渣。

石漠化高陡巖質(zhì)邊坡植被修復及三聯(lián)生態(tài)防護技術

該技術是專門為喀斯特石漠化地區(qū)公路建設開發(fā)的一項邊坡植被恢復技術，采用微生技術和生態(tài)修復技術、快速生長根系的植物配比技術等成套工程技術，實現(xiàn)公路巖質(zhì)邊坡植被恢復與周圍環(huán)境和自然景觀相協(xié)調(diào)。

喀斯特山區(qū)陡坡地段高樁承臺施工技術

通過提高承臺標高，改變橋梁基礎施工順序，即先完成樁基施工，后完成施工平臺，在平臺上搭設支架、模板、綁扎鋼筋，澆筑混凝土，并采用溜管出渣、軌道出渣等施工技術，減少甚至避免對邊坡的開挖、擾動。

喀斯特石漠化山區(qū)隧道零開挖進出洞施工技術

優(yōu)化隧道進洞工法，形成環(huán)境協(xié)調(diào)型隧道進洞工法技術體系，建立隧道安全環(huán)保進洞施工工藝技術標準，研發(fā)適用于喀斯特石漠化山區(qū)特殊環(huán)境下的零開挖進洞技術方法和隧道反向出洞施工工法，形成一套環(huán)境協(xié)調(diào)型隧道進出洞工法技術體系，實現(xiàn)隧道洞口施工對周邊環(huán)境的微擾動。

隧道超欠挖數(shù)字化控制技術

采用三維重建技術的隧道超欠挖檢測方法，檢測隧道開挖毛洞、初支等凈空情況，并生成斷面圖及偏差云圖，也可同步生成洞壁及掌子面展開圖，實現(xiàn)施工全過程的凈空檢測，可精準控制隧道超欠挖情況，減少隧道不必要開挖與出渣量。

巖溶地區(qū)公路隧道突水突泥防治技術

針對喀斯特山區(qū)隧道突水突泥特點，采取堵、排、截等一系列技術進行綜合防治，實現(xiàn)巖溶地區(qū)地下水資源保護，避免路域石漠化進一步加劇。

高速公路煤系地層瓦斯隧道安全施工技術

提出瓦斯突出隧道安全過煤層支護結構優(yōu)化參數(shù)，以及安全施工方法和瓦斯隧道不動火新型支護結構設計方法，研發(fā)“銑挖+弱爆破”聯(lián)合開挖工法，優(yōu)化瓦斯突出煤層預留安全巖柱合理厚度閾值，形成《貴州省瓦斯隧道設計與施工地方標準》。

高速公路施工期信息化管控技術

構建智能遠程集中監(jiān)管體系，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場環(huán)境、建筑材料、特種設備、從業(yè)人員的全方位實時監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)測與預警”，真正體現(xiàn)“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。

喀斯特山區(qū)路基邊坡風險管控技術

集合多維監(jiān)測網(wǎng)、北斗災害監(jiān)測、地質(zhì)災害微應變監(jiān)測及地質(zhì)災害智能管控決策等技術，形成一整套公路地質(zhì)災害多維多基管控技術，實現(xiàn)對喀斯特石漠化地區(qū)高速公路邊坡風險的常態(tài)監(jiān)控和對地質(zhì)災害的早期識別，以及對重點危險邊坡的長期觀測。

喀斯特石漠化地區(qū)高速公路滴灌自動化控制技術

運用自主研發(fā)的滴灌自動化控制系統(tǒng)，向植物輸送養(yǎng)分，保障其生長。此外，把農(nóng)藥、除草劑注入滴灌系統(tǒng)內(nèi)，可以除雜草、對土壤消毒，預防、殺滅病蟲害，精準控制作物的生長，真正實現(xiàn)高速公路綠化養(yǎng)護的自動化。