先进·可靠·安全
——聚焦2017全国桥梁与隧道建设关键技术创新成果研讨会
2018-01-19王琳琳
文/本刊记者 王琳琳
10月13日至14日,由中国公路学会和山东高速集团有限公司联合主办的全国桥梁与隧道建设关键技术创新成果研讨会在泉城济南召开。大会主题为先进性·可靠性·安全性,包括宏观形势分析,桥梁、隧道建设新成果及公路双向八车道隧道专题研讨及现场观摩。研讨会上,桥梁、隧道领域政产学研用大咖云集,演讲精彩纷呈。
2017全国桥梁与隧道建设关键技术创新成果研讨会由山东高速济莱(泰)城际公路有限公司、山东大学、中国公路学会科技成果转化中心联合承办。
不能刻意追求“新、奇、特”“之最”和“第一”
桥梁、隧道建设水平是各国科技实力、基础设施发展和经济社会发展水平的重要体现。20世纪90年代以来,我国在桥梁、隧道的标准规范、计算理论、模型试验、材料科学、施工工艺、施工控制、检测技术、大型专用机械等方面取得了长足进步,形成了独具特色的成套技术体系,并已成为世界桥隧大国。
与会嘉宾认为,应该清醒地认识到,我国桥隧建设在设计理念,全寿命周期理念,施工、管理精细化,运营养护等方面还存在很多问题。
交通运输部总工程师、政策研究室主任周伟在研讨会上说,今后我国桥隧建设要更加重视三个方面:一是更加重视桥隧建设运营安全。不能刻意追求“新、奇、特”结构,要把质量安全当做首要因素来考虑,要选用经得起实践检验、性能稳固、结构简单易于养护、耐久实用的建设方案。应始终把质量安全放在第一位,从参建人员的安全意识和施工细节抓起,实现“零伤亡”的建设目标和更好的后续运营管理状态。二是更加重视科技创新对桥隧功能的支撑。我国公路建设重心正在逐步向中西部地区转移,桥隧工程数量不断增多,地质条件愈加复杂,建设任务更加艰巨,工程管理难度明显增大,这对桥隧技术提出了更高要求。桥隧创新要避免一味追求“之最”“第一”,应更加注重结构功能、使用功能,建设“便于通行、便于养护”的桥隧。三是更加重视全寿命周期和经济耐久性。我国一些桥隧的工程质量没有与工程造价的增长成正比,有些桥隧建成没多久就出现大修、有些大桥通车几年就重新进行桥面铺装,这些问题值得深刻反思。在桥隧设计、建设时,应树立经济、耐久的理念,选择更可靠、更安全,易建设、易运营、易养护的方案,既能提高耐久性,又可延长功能寿命,这才是最好的可持续发展和绿色交通。
交通运输部总工程师兼政策研究室主任周伟出席会议并发言。
中国公路学会副理事长、秘书长刘文杰主持会议开幕式。
山东省交通运输厅公路管理局局长高立平出席大会,并致欢迎辞。
中国工程院院士、郑州大学教授王复明提出大规模建设“互联网+工程医院”,为在建和在服役工程“把脉问诊”。
全国工程勘察设计大师、交通运输部专家委员会委员蒋树屏通过案例对比,呼吁改变设计理念,桥隧建设尽量与自然环境相融。
“听完演讲感到振奋,为我国桥隧科技发展感到自豪。”中国工程院院士、陆军工程大学教授王景全对嘉宾演讲进行了点评。
大力建设“互联网+工程医院”
中国工程院院士、郑州大学教授王复明在报告中说,我国每年有大量公路交通基础设施进行大中修,其中水损害是导致设施过早出现问题的主要原因之一,开挖维修不仅浪费资金资源,还影响交通和环境。他介绍了非水反应高聚物材料,基于该材料的无损检测和非开挖防渗修复技术,以及柔性复合防水可回收支护技术,更为快速、耐久、经济、环保。
王复明透漏,下一步,他将牵头成立国际非开挖技术研发中心,研发水利、交通与市政基础设施无损检测与非开挖修复新技术、新材料、新装备,形成具有国际领先水平的基础工程设施非开挖技术创新平台、技术转移与成果转化平台。针对我国基础工程安全防护领域疑难杂症,将创办“互联网+工程医院”,面向在建工程和在服役工程,汇聚一流专家、特色技术、典型案例,实现检测在现场、诊断在云端、专家在全球、服务在身边,打造基础工程设施体检、诊断、修复、抢险综合服务平台。通过工程医院总部(郑州)引领华中、华南、西南、西北、东南、东北等大区级工程医院的建设,逐步形成网络化的成果转化与技术服务体系。
山东高速路桥集团股份有限公司、中铁四局集团有限公司、中国建筑股份有限公司联合协办了本次会议。
呼吁原生态设计
全国工程勘察设计大师、交通运输部专家委员会委员蒋树屏在报告中以实际案例特别提出,是时候改变设计理念了!勘察设计时一定要高度重视保护自然环境,在保证桥隧使用功能的同时,尽量与环境和谐相融,尽量保持原生态。
其他多位专家也表示,推进绿色公路建设是国家生态文明发展战略的要求、是新时代的呼唤,要从源头上更新设计理念,从环境保护角度审视桥隧方案的选择、材料和工艺的使用。这应该成为今后要坚持的重要原则。
新技术纷至沓来
研讨会上,交通运输部公路科学研究院高级工程师林述涛讲述了“互联网+BIM”在路桥领域的运用。广东虎门二桥实现了基于BIM三维可视化技术进行桥梁项目管理及运营维护,打通了质量、安全、进度、造价、图纸、预制梁、钢结构、监控、监测、档案10类业务,大大提升了桥梁建管养一体化水平。浙江温州瓯江北口大桥正在勘察、设计、招标管理、施工及运营管理阶段建立完整的BIM应用体系,以模型为基础、信息为主导,在项目建设各阶段完善BIM标准体系,有望成为我国公路交通BIM技术应用的模板。目前该桥BIM成果效益明显,通过错漏碰缺检查,设计、招投标阶段仅主桥就解决了2808项问题,截至招投标阶段,全桥钢筋量节省了2780万吨。
林述涛表示,结合物联网技术,BIM当前已经发展到了2.0版本,它采用模型轻量化技术、模型兼容技术、模型LOD技术、数据模型绑定技术、空间数据管理技术等,可通过掌上App实现更加精准的施工监控。
石家庄铁道大学教授朱永全结合兰渝铁路关键性工程——胡麻岭隧道,介绍了富水弱胶结砂岩隧道建设技术。他认为,洞内综合降水是短距离疏干地下水的易操作方法。在井点施工技术许可的条件下,特别是遇水囊、溶腔、岩溶通道或地下河时,要优先选用地表超深井井点降水。针对流塑状围岩挤出及流坍,在综合降水的同时,需采用超前水平旋喷高压注浆加固或帷幕注浆加固或水平旋喷与帷幕注浆联合加固技术,才能有效保障围岩的稳定性。采用综合降水、非液化土置换、隧底补注浆等综合技术,防控围岩局部振动液化,效果良好。
中交公路规划设计有限公司大桥事业部总工程师林道锦介绍了嘉绍大桥设计创新研究,嘉绍大桥为主跨428米六塔斜拉桥,主要技术难点是主梁竖向活载刚度及长主梁温度变形问题。该桥在国际上首创了“双排支座+刚性铰”多塔斜拉桥结构体系,使得主梁竖向位移与塔梁固结体系基本一致,与半漂浮体系相比,竖向刚度提高了26%,最不利组合下边塔塔底温度内力可降低36%,突破了刚度和温度效应的双重制约。首次提出了能释放主梁轴向变形,约束其他自由度变形,确保桥面连续的钢箱梁刚性铰新型装置。其基本力学原理是在大箱梁内部设置两个小箱梁,小箱梁与大箱梁之间通过间隔一定间距的支座加以约束,将主梁的弯矩、扭矩和剪力转换为支座反力,从而将复杂的面接触转化为明确可靠的点接触。刚性铰内部还设置了密封系统、除湿降温系统、健康监测系统、更换系统等,保障刚性铰装置的耐久性。
同时,山东大学副校长、长江学者李术才介绍了隧道与地下工程突涌水灾害源超前预报及治理关键技术,长安大学教授、长江学者陈建勋带来了黄土隧道支护设计与关键施工技术,中国建筑股份技术中心副总工程师郭小红讲述了基于支护结构承载能力的隧道复合衬砌设计方法,长江水利委员会长江科学院教授级高工张奇华讲解了隧道锚抗拔机理及勘察设计研究。
加强人才培养
中国工程院院士、陆军工程大学教授王景全在研讨会上强调,面对“一带一路”和国际化的新形势,当前我国桥隧领域学科建设亟待完善,目前建设、管理、养护各环节人才培养脱节现象严重,今后要大力培养桥隧建管养一体化方面的综合人才。
王复明也介绍,在即将成立的国际非开挖技术研发中心,将设立全国非开挖技术培训中心,大力培养水利、交通与市政基础设施相关领域专业技术人才。
公路双向八车道隧道专题研讨
依托目前世界最大规模双向八车道公路隧道群——京沪高速公路济南连接线、济南绕城高速公路连接线项目,此次大会还特别设立了公路双向八车道隧道专题研讨。
京沪高速公路济南连接线、济南绕城高速公路连接线项目由山东高速集团有限公司投资建设,项目公司——山东高速济莱(泰)城际公路有限公司与集团院士工作站、山东大学等 17 个科研院所单位合作,成立了《复杂城区环境下大跨度公路隧道群建设关键技术》课题组,目前已获得多项成果。
参会代表到京沪高速公路济南连接线、济南绕城高速公路连接线项目小岭隧道参观。
专题研讨上,山东省交通规划设计院隧道室主任万利介绍了公路双洞八车道超大断面隧道设计理论与方法,山东大学博士刘洪亮对超大断面隧道层状围岩不稳定块体与灾害源定位定量识别技术进行了细致介绍,西南交通大学副教授孙克国对超大断面小净距隧道中夹岩墙稳定性与爆破精确控制进行了讲解,山东大学博士王旌展示了隧道断层破碎带与隐伏溶洞围岩稳定性及灾害控制技术,山东高速济莱(泰)城际公路有限公司博士张琪介绍了超大断面公路隧道群建设全过程安全管理系统。
主办方特别邀请与会代表到京沪高速公路济南连接线、济南绕城高速公路连接线项目现场,进行了参观。该项目全长21.59公里,主线设隧道6条(均为双向八车道),特大桥1座,大桥2座,中桥2座,互通立交7座等。项目具有三大特点:一是隧道规模及断面大,隧道全长9.74 公里,桥隧比达 64.6%,最大开挖宽度 20米,最大开挖断面219.8平方米。二是安全风险大。隧址区地下水通道密集,富水破碎带多,透水风险高;洞口围岩松散,自稳能力差,易坍塌;洞身浅埋段长,岩层存在富水破碎带及溶洞。三是施工组织难度大。项目位于济南市区,干扰因素多,有效作业时间短。该项目是在目前行业缺乏相关标准的情况下,对双向八车道公路隧道群的一次开创性的实践探索。
据中国公路学会科技成果转化中心相关负责人李荣华介绍,为更好地服务参会者,推动科技成果交流,此次会议体现了三个方面的创新:一是与正在施工中的典型工程项目密切交流,共同确定会议主题及内容;二是设立项目专题研讨,对实际工程案例进行了全面分析;三是邀请院士研讨点评,拓展研讨主题的深度和广度。全国各地交通主管部门相关负责人,各地桥梁和隧道业主及建设单位相关负责人等350余人参加了此次会议。