山区高速公路品质工程创新实践
——以浙江省文泰高速建设经验为例
2023-08-21王安妮
王安妮,李 昭
(1.浙江省交通运输科学研究院,杭州 310023;2.丽水市公路港航与运输管理中心,浙江 丽水 323000)
随着公路水运品质工程创建工作的深入推进,全国范围内开展了大规模的公路水运品质工程示范创建工作,根据交通运输部《关于打造公路水运品质工程的指导意见》(交安监发〔2016〕216 号)、《“平安百年品质工程”建设研究推进方案》等文件精神,打造“品质工程”是深化交通运输供给侧结构性改革和全面提升工程建设质量安全水平的重要举措。随着近年来交通建设主战场从平原地区向山区、沿海和海岛转移,如何打造山区高速公路品质工程给施工管理者带来了压力和挑战。由于山区高速地质条件复杂、桥隧比高、施工条件差、建设难度大和受气候影响频繁,尤其是近年来绿色公路、生态公路等要求日益提升,此种背景下,跟普通高速公路相比,传统的建设管理模式和思路往往难以适应打造山区品质工程的新要求。基于此,本文结合文泰高速公路品质工程建设经验,对山区高速打造品质工程提出相应的建议及对策。
1 山区高速打造“品质工程”主要措施
打造品质工程是一项涉及工程全寿命周期的系统性工程,设计和建设是工程在全寿命周期内“健康长寿”的“基因”,营运养护就是保障工程全寿命周期内正常功能和使用价值的“粮食”和“营养”。打造山区高速“品质工程”,既要立足全寿命周期的系统考虑,也要突出当前的实施重点,应以建设阶段为主,力求率先突破。在品质工程方案制定时应从提升工程管理水平、强化工程质量控制、加强工程安全保障和提升工程绿色生态水平等几方面着手考虑,重点措施如下。
1)全面推行标准化、人本化、精细化、信息化和专业化“五化管理”。探索现代工程理念,以标准化为基本原则,人本化为基本理念,精细化和信息化为基本手段,走专业化管理道路,创新管理模式,健全管理体制,全力提升工程质量、安全、施工班组和临时建设的管理水平。
2)全面落实标准化施工。按照施工化管理实施细则的要求,全面落实高速公路施工标准化建设经验,全面推广“三集中”施工要求,加强操作流程标准化,推广成熟的施工工艺、施工方法,大力推行“机器换人”,提高项目集约化、机械化、智能化和信息化施工控制水平。对山区高速而言,更应着力推进桥梁与隧道工程施工标准化建设水平,做到“实施有标准、操作有程序、过程有控制、结果有考核”。
3)开展防治山区高速质量通病措施研究。开启动态优化设计,结合项目特色,重点研究山区高速可能存在的边坡锚固工程质量控制不到位、边坡排水系统措施不完善、钢梁疲劳裂纹、钢混组合连续梁墩顶负弯矩区混凝土桥面板横向开裂、钢混组合连续梁混凝土翼缘板纵向裂缝、桥头跳车、路基沉陷、路堤基底及填土压实度达不到标准、沥青路面平整度不良等质量通病防治办法,积极开展技能比武、设计回头看、质量回头望等专项活动,总结和宣传在解决设计和施工质量通病方面的成效,编制《质量通病防治手册》,持续提升实体工程质量,保持高水准常态化。
4)全面推动绿色公路建设。山区高速公路沿线生态环境比较脆弱,且环境敏感点较多,山区高速建设活动对沿线的生态环境会造成很大影响,由于这种地理条件、环境条件的特殊性,山区高速设计建设技术难度更大,因此在进行建设活动时,“因地制宜”显得格外重要,充分认识地形条件、地质条件、气候条件、生态条件和工程技术等方面的复杂性,利用当地生态优势,从景色怡人、节能减排、资源循环利用、生态保护与经济可行出发构建资源节约型、环境友好型、生态景观型高速公路。
2 以文泰高速为例说明山区高速“品质工程”建设重难点及对策
漂阳至宁德高速公路(G4012)文成至泰顺段公路是浙江省全面推进大通道建设的十大标志性工程(图1),也是浙江省实现“十三五”陆域“县县通高速”目标的最后节点工程。路线全长56 km,总投资109.3 亿元,起于文成樟台,终于泰顺友谊桥。项目全线采用双向四车道高速公路标准建设,设计速度80 km/h,路基宽度25.5 m。项目地处浙西南山丘区,地形起伏大、地质条件差、控制性工程多、技术要求高、施工难度大,全线桥隧占比高达72%,平均海拔500 m,工程线路跨越了飞云江及珊溪水库饮用水水源二级保护区,涉及营江溪、寿泰溪河段等II 类水功能区,是目前省内地形条件最差,海拔最高,施工难度最大的高速公路之一,被称为浙江的“天路”。
图1 文泰高速项目位置图
2.1 实施“五项先行”破解征迁难题
文泰项目建设工期短、施工难度大,为了在短时间内打好工程品质升级战,文泰指挥部针对项目特点制定并充分开展“五项先行”建设,即政策先行、施工便道先行、施工用电架设先行、用地报批先行和总体方案征集先行,努力实现无障碍施工工地,确保后期施工顺利推进,有效节约后期施工时间,仅用10 个月就完成全线政策处理“清零”,成为浙江省首条施工队伍尚未进场,即可实现全线无障碍施工的标杆典范工程,创造了“文泰速度”,高效助力“品质工程”建设开展。
2.1.1 政策先行
指挥部本着“征迁先行,能快则快”的原则,积极协调沿线政府尽早启动开展各项工作,做到“5 个提前”,即提前启动土地报批、提前启动坟墓迁移、提前开展房屋征迁、提前准备杆线迁改和提前着手永临建设,为政策处理工作争取了大量的时间。
2.1.2 施工便道先行
由于项目施工点地形条件复杂,施工进场非常困难,为缩短工期,从项目技术难度和关键环节的整体分析,针对隧道、桥梁等关键工程先行修建施工便道,率先开工建设长约37 km 的9 条便道。
2.1.3 施工用电架设先行
由于线路周边均为农网,其负荷不能满足施工建设的需要,为了保障施工进场需要,提前开展施工用电架设。
2.1.4 用地报批先行
鉴于项目建设工期紧张,如果等全线土地批复再进场施工,不利于项目按计划完成,因此,提前启动用地报批,以满足重点施工区域先行施工的条件。
2.1.5 总体方案征集先行
邀请全国具有公路特级资质、隧道一级资质并且连续3 年信用评价“双A”的8 家单位重点对施工建设方案提出合理科学的意见建议,给施工建设计划安排提供了充分依据。
2.2 临时工程“相对三集中”建设思路
按照《浙江省高速公路施工标准化管理实施细则》(浙交〔2013〕191 号)的要求,各施工合同段应按照“混凝土集中拌制、钢筋集中加工、混凝土构件集中预制”的原则来组织生产,即推行拌合站、钢筋加工场、预制厂统一规划和集中布置的“三集中”制度,由于山区高速项目地理条件特殊,临时用地极为紧张,施工难度极大,危险系数极高,各标段在具体施工时几乎无法实现“大而全”的临时工程“三集中”建设,为进一步促进施工现场的集约化管理、工厂化生产、专业化施工,针对山区高速则需打破专业限制,打破标段限制,全线统筹应用,打造“小而精”的临时工程“相对三集中”建设。
2.2.1 打破标段限制,全线统筹临时建设用地
体量较大的工程一般会划分标段实施,但如果施工现场条件较差,严格区分标段实施不利于全线资源的整合利用。如图2 所示,统筹之前,第WTTJ-2 标在标段结尾部分拟建一座混凝土拌合站,第WTTJ-3 标在标段起始段处也计划建一座混凝土拌合站,二者相距仅500 m 左右,2 个标段通过协商,根据工期调整错时用料,共用一处大型拌合场,将拌合场设置在图中2处位置中的任一处,如此既能节约用地,又可免去建站成本,在有限的用地上创造更多的可能。
图2 文泰高速第WTTJ-2 标和第WTTJ-3 标交界处拌合站平面布置图
2.2.2 打破专业限制,实现临建用地集约最大化
紧抓临时建设中的“临时”二字,打破专业限制,根据用地性质及工期可能性,合理规划,对用地进行二次利用或多次利用。如图3 所示,在四标的临时建设平面布置图中,有8 处水泥混凝土拌合站,图中白圈中所示“砼”位置,可考虑在水泥混凝土施工结束后,选择条件优良处设置沥青混合料拌合站达到集约用地的目的。
图3 文泰高速公路第WTTJ-4 标临时建设平面布置图
2.2.3 调整各个工区建设工期,主线路基能利用则加以利用
临建工程的选址,需要各个标段项目经理部精心筹划,既要保证工程施工方便,又要保证进度与安全,还要解决山区无地可用的实际困难,因地制宜,体现出山区特色的建设水平。不拘一格,向谋划要土地,如一标的4#临建区域,K7+700 处地势较为平坦,交通便利,可在此处主线经过路段设置预制场,一来发挥预制场功能;二来解决山区用地缺乏,不占用路基以外用地,可节约用地8 000 m2;三来预制场的硬化水平可以满足路基填筑要求。
2.3 BIM 技术应用思路
Building Information Modeling(以下简称“BIM”)即建筑信息模型,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM 强调的是建筑物的信息,便于使用者查询、修改、提取和使用。利用BIM 信息化和可视化技术,将BIM 技术应用在桥梁工程中,整合桥梁结构在设计、施工及运营各个阶段相关信息,实现桥梁全寿命周期内的信息传递与共享,在桥梁方案比选、施工过程优化及提高运营养护管理效率与质量、节约成本等方面发挥着重要作用。
文泰项目在飞云江大桥(波形钢腹板工字型钢混组合梁)的建设期和运营养护期引入BIM 技术,构建飞云江大桥BIM 管养系统,将桥梁关键构件的建设期安全监控信息与运营期养护管理信息相结合,形成桥梁一体化监管,实现桥梁全寿命周期内各种数据分析、管理、共享和信息融合。开展桥梁远程安全监控、桥梁综合分析评估、特殊事件应急监管和监测数据分析管理等工作。
2.3.1 施工阶段BIM 技术应用
通过引入BIM 技术搭建飞云江大桥建设期BIM协同管理平台,实现波形钢腹板组合桥梁在制造与预拼装(钢构件制造一体化、钢构件虚拟预拼装)、施工过程模拟(施工工艺模拟及辅助计算、施工进度管理、施工质量管理、施工质量复核、施工安全监控与分析)、资源管理(工程算量、计量支付)和精确模型移交(竣工数字化交付)等方面的实时可视化管控。施工阶段的应用流程如图4 所示。
图4 BIM 技术在施工阶段的应用流程
2.3.2 运营养护阶段BIM 技术应用
搭建基于BIM 的飞云江大桥管养一体化云平台,实现波形钢腹板组合桥梁病害的快速采集、传输和定位、结构状态的智能化评估,构建桥梁养护大数据。建立基于BIM 技术的桥梁管养一体化平台如图5 所示,解决全寿命周期的可视化信息共享,实现桥梁精细化、动态化管理,坚持以“全寿命周期内的监管养护”为目标,通过数字化养护,建立桥梁全寿命周期的数字化、信息化档案,及时“感知桥梁”,在结构危险萌芽阶段发出预警,从而有效地提高运营养护的效率。
图5 桥梁管养一体化平台
3 结束语
品质工程是公路水运工程质量安全发展的新理念,打造“品质工程”的提出顺应了时代的需求和工程建设发展的实际需要,涉及到工程质量、优美外观、安全舒适、文化内涵、生态和谐及全寿命服役等多个方面,是一项综合性的系统工程,本文以龙丽温高速文成至泰顺段创建品质工程经验为例,提出在山区高速实际施工条件下,开展品质工程建设的方法举措,为类似交通工程建设项目提供建设经验,助力打造一批优质耐久、安全舒适、经济环保且社会认可的品质工程项目。