沿江施技 橋跨金沙

文/圖 四川沿江宜金高速公路有限公司 黃紅亞 布赫 李強 G4216線屏山新市至金陽段高速公路ZX2項目部 李寶清 陳旭 本刊特約記者 唐浩

G4216屏山新市至攀枝花高速公路（以下簡稱“沿江高速”）屏山新市至金陽段起于屏山新市鎮，止于金陽蘆稿鎮，是目前四川高速公路建設中，地質環境最復雜、造價最高、施工難度最大的一條高速公路。在眾多控制性工程中，卡哈洛金沙江大橋無疑是工程體量和建設難度最大的工程之一。對此，施工項目部通過新工藝、新技術，采用實測數據與理論計算數據相結合等方法，制定相應方案，克服了混凝土體積大、結構物線性復雜等難題，優質高效地完成了項目節點目標，保障了施工進度。

沿江高速宜賓新市至金陽段是《國家公路網規劃（2013年-2030年）》中G4216成都至麗江高速公路和《四川省高速公路網規劃（2014-2030）》中G4216沿江高速”改為“宜賓—雷波—金陽—寧南—攀枝花高速公路”的重要路段，于2020年9月開工建設，工期5年，預計2025年實現通車運營。該項目全長約174公里，橋隧比高達92%，因所處位置的特殊地質條件，是目前四川在建高速公路中，地質環境最復雜、造價最高、施工難度最大的一條高速公路。

作為項目中工程體量和建設難度最大的控制性工程之一，卡哈洛金沙江大橋(以下簡稱“大橋”)因其所跨河流而得名。工程駐地位置偏遠、生態環境脆弱、地質條件差，施工條件艱苦。由于大橋位于深山峽谷區，沿途溝壑縱橫、重巒疊嶂，既有道路安全防護設施不足，臨江、臨崖路段多，彎急、坡陡、路窄，通行條件極差、施工難度極大。

智能制造攻堅克難

施工過程中，項目部以智能化手段推進技術攻關。工程師利用BIM技術，將大橋主塔關鍵部位和結構復雜部位生成三維模型，將抽象的技術難題可視化，同時利用多個安裝在懸崖峭壁上的攝像頭，實時監控各操作環節，以確保施工安全可控。項目部還利用信息化平臺，集成大數據管理進行數據推算，對原材料追本溯源，確保主塔建設質量。截至目前，大直徑樁基鋼筋籠安裝、高邊坡框架基礎錨塊基坑快速開挖、高陡邊坡防護施工、大噸位內傾式格構鋼管安裝等施工難點被一一攻克。

先進技術創造紀錄

建造在深山峽谷中的大橋為雙塔單跨度鋼混組合梁懸索橋，主跨達到1030米，在懸索橋歷史上開創了3項世界首次，即首次應用框架基礎作為永久結構參與懸索橋錨碇整體受力，首次應用鋼管-混凝土格構柱結構作為懸索橋索塔，首次應用鋼-混組合面板與鋼桁梁結合作為懸索橋橋道系。

據項目負責人袁文介紹，大橋左線長1825.7米，右線長1826.5米，兩座主塔分別坐落于四川省涼山彝族自治州雷波縣卡哈洛鄉寶山鎮和云南省昭通市黃華鎮境內。其中，四川岸主塔高175米，云南岸主塔高197米，是四川省在建同類型橋梁第一高塔。

大橋主塔為四肢鋼管混凝土格構空心柱結構，由四肢格構柱及柱間混凝土肋板形成單箱單室截面的塔身，以及兩道鋼-混凝土結構波形鋼腹板橫梁組成。主塔外形采用圓潤流暢的圓弧形，一方面能夠提升抗擊金沙江江面強風的能力，另一方面可使橋塔外觀線性更加優美。

施工駐地溪洛渡庫岸地質以粉質黏土、堆積層碎石、高階地卵石為主，地質復雜多變，難以著力，因此需將40根直徑2.5米至3米、長65米至72米、重達53噸的鋼筋籠超深樁基打入地下幾十米的復雜地層。為解決“豆腐上插筷子”的難題，項目方還需對注漿加固周圍軟弱地層，以此形成群樁基礎，用于托舉寬大厚實的承臺與主塔荷載。

卡哈洛金沙江大橋效果圖

內外兼修提質增效

四川岸8號主塔承臺長29.5米、寬23.25米、高6米；云南岸9號主塔承臺長28.5米、寬21米、高6米，按施工圖紙需澆筑15412.5立方米混凝土，耗用鋼材2072.1噸。由于施工區域完全無覆蓋層，強風化泥質粉砂巖、碎石土地質情況復雜，承臺數量多，這給施工組織、安全管控增加了巨大難度。

按混凝土澆筑要求,如此大體積的超長超厚超寬混凝土只有連續性澆筑,才能保證大橋建設質量。同時,大體積混凝土在凝固過程中還會產生大量水化熱，由于這些水化熱聚集在承臺內部不易散發,會產生巨大的溫度應力,如不采用有效降溫措施,會導致混凝土內部及表面產生裂縫,甚至是貫穿性裂縫,嚴重影響承臺混凝土的強度及性能。因此,連續澆筑、優化混凝土配比、有效降溫等成為建設關鍵。

據了解，超大體積承臺分成兩次澆筑,每次澆筑高度為3米。8號主塔承臺分別于2021年11月15日、12月30日順利澆筑完成,連續不間斷用時分別為32小時、33小時,奠定了主塔施工基礎。為達到混凝土最為直接的物理降溫效果,項目部一方面優化生產工藝,在保證混凝土強度及性能的前提下，選用低水化熱和凝結時間長的水泥品種,摻用可降低水化熱的外加劑,改善粗集料級配等方式;另一方面,對承臺內部進行水化熱仿真模擬計算,繪制出承臺內部溫度云圖,并由此制定承臺內部的“清剿”路線和點位，以更清晰直接地找到潛伏的水化熱。為做到萬無一失,項目方還采用了“智能溫控監測系統”,實時監測大體積混凝土的內外溫度,隨時采取“內降外保”控溫措施、以達到最佳澆筑和養護效果。

實時監控精準定位

面對四川岸、云南岸主塔的摩天高度，如何讓橋塔鋼管精準定位安裝？如何讓橋塔保持圓潤流暢的線型？

“為解決新型鋼管格構柱索塔施工難題,項目部首先運用BIM、Revit等軟件三維建模，通過模型掌握索塔各個結構部位的空間尺寸，然后采用最高精度0.5級的徠卡TS60全站儀進行三維坐標法放樣，以此能將結構物精度控制在2毫米以內。”ZX2項目副總工程師李寶清介紹道。

由于大橋基礎區域兩岸呈“V”字形、地形坡度大（四川岸坡度達15°～25°),且處于山體滑坡群中,惡劣的地形地質條件與橋面凈空高的河谷橋梁特征造成大橋便道、護坡、樁基、基坑施工難度大、安全風險高。為確保橋塔線型圓潤流暢，四川岸8#塔柱主管共分15個節段，云南岸9#塔柱主管共分17個節段，采用分節段安裝的4根鋼管（根據受力需要不同區段采用不同的尺寸，從上到下采用φ1600*34mm、φ1700*36mm、φ1800*38mm、φ1800*40mm）與型鋼橫撐、斜撐形成骨架，骨架采用型鋼構件，與立柱鋼管間采用節點板拼接或焊接連接，橫橋向設置水平撐，縱橋向設置水平撐和交叉斜撐。由于橫橋向截面設計坡度5.53%、順橋向設計坡度1.69%，因此對精度要求極高。若遇上強烈江風天氣,則會進一步加大施工難度，不只如此，由于鋼管格構柱索塔對環境溫度、日照、風力變化等因素較為敏感,這也給每日施工造成了許多不確定性。

“當塔柱施工上升到幾十米高的時候,看似龐大的橋塔就會因為重力原因出現傾斜，上升到100多米時，傾斜幅度會更大。” 據項目負責人介紹,“要解決這一系列棘手難題，唯一的辦法就是通過檢測，并采用實測數據與理論計算相結合的方法制定出相應的控制、調整、施工方案，這一過程循環往復，直到施工全面完成。”

建設難題一個接一個，項目方憑借數字監控、云服務、BIM等技術一一破解。隨著大橋主塔首節段鋼管格構柱混土澆筑的順利完成，為沿江高速如期實現全線通車奠定了基礎。通車后，沿江高速將結束四川省雷波縣卡哈洛鄉至云南省永善縣黃華鎮無高速公路的歷史，并形成內暢外聯、互聯互通的大交通網絡格局。沿江高速的建成對于貫徹落實長江經濟帶發展戰略,促進“川滇”兩省沿線旅游資源開發具有積極意義。