【自主创新·领先企业】科技新高度托起“亚洲第一”
——来自广州新客站建设工地的创新报告

72座桥,上百台塔吊,5000人会战……走进中铁二十二局集团担负施工的广州新客站,每个人都会情不自禁为这座亚洲规模最大的客运枢纽宏大的建设场面感叹。
超“大”的背后却更有着高“难”的一面,即它领先行业的技术水平和挑战世界的科技高度。
在建设者攻克了道道技术难关,创造了数十项新工艺后,这座“亚洲第一”的客运枢纽正悄悄绽露真容……
清水混凝土的使用,不只是一种新材料的引入,更是一系列新工艺的集成
广州新客站占地近1200亩,是目前亚洲规模最大的铁路客运枢纽,也是国内唯一将包括两个咽喉区的所有站房区设在高架桥上的客运枢纽。
它把普速列车、广珠城际和武广、广深港客专等三种不同的运输标准组合在同一个车场里,建成后将形成集国有铁路、城际铁路、地铁和公交、出租等城市交通设施为一体的大型综合性交通运输枢纽,成为广州市现代化的标志性工程。
由中铁二十二局集团担负施工的广州新客站XKZ-3标段,包括广州新客站站房及两端咽喉区,正线长4.158公里。整项工程任务重,工期紧,技术难度大,其中站房桥鱼腹式三腹板槽型双箱梁,单孔重量达2200多吨,就连此前曾创纪录的900吨巨型箱梁和它相比,也算“小巫见大巫”。
工程大量引进了新材料,其中为了建成后的站房美观,高架桥立柱和矩形桥墩高出出站层的部分均采用普通清水混凝土。
“就是结构物完工后,不能再像过去那样对它的表面进行粉刷装修,只能‘素面朝天’。”项目常务副经理兼总工卢胜坤说。
要做到“素面朝天”,须先拥有“天生丽质”。这种结构对外观质量要求非常苛刻:颜色均匀,平整度不允许超过1毫米,不允许有面积大于20平方毫米的气泡,每平方米范围中大于10平方毫米小于20平方毫米的气泡不能多于3个,裂缝宽度不允许超过0.2毫米等。
习惯了大开大挖“野外作业”的建设者,能否迅速适应精细的“室内装潢”?
一种新材料的采用,总会伴随着系列新工艺的创新与集成。项目部组织成立了技术攻关小组和10个QC小组,并专门聘请了国内高性能混凝土专家、清华大学教授冯乃谦联合科研。
“别小看这一项新材料,实际上背后我们要提供更多的材料、设备支持。”项目经理柴春明说。比如,项目部采用的碎石为反击破碎石,形状相对圆一些,针片状含量比普通碎石大大降低。为了保证碎石的清洁,物资、试验人员在进料时就严格控制其中的含泥量,甚至在传送带上方安装“喷头”,给这些碎石“淋浴”。
为保证清水混凝土的生产质量,实验人员仅就配合比先后制作了5组试件,最终取得了科学数据。项目部还投资216万元购买了一台高精度的拌合机,每半个月校正一次计量精度,防止混凝土配合比出现误差。
“而一般情况下,这种拌合设备一年才校一次。”项目部副经理兼拌合站站长邓启华介绍,
“清水混凝土并不神秘,关键要细、控制要严。”曾担任项目安质部长、现任项目副经理的赵胜说。每次灌注时,总会有一名技术人员在旁边监督记录浇注的厚度和振捣的次数、位置等,有时候为了看仔细,技术人员甚至要爬到钢筋笼上。
“土发明”看上去很土,却很实用,更创造了一项施工新纪录
“我们这里的技术创新主要是一些‘土’办法。”二分部的项目经理张前军谦虚地说:“看上去很土,不过很实用。”
就是他们的土发明——“整体移动支架法”,却创造了一项施工新纪录。
在北咽喉区梁部施工中,由于地基软弱,根据设计要进行桩基础处理后,再搭设满堂支架,一跨六孔梁一次灌注施工。目前先进且成熟的技术是在墩柱上面制作整体移动模架,通过模架空中移动进行循环作业。但一套整体移动模架投入要500多万元,一个循环最快要12天。
后来,职工们经过勘察发现,此区一跨六孔梁高度、形状一样,并且地势平坦,提出能否为“梁柱式”支架安上“腿”,带动上面的模板进行整体横向滑移。
项目部总工谢芳君听到后感觉可行,决定采用“整体移动支架法”。
但是,支架怎么才能“动”起来?谢芳君和其他技术人员没少费脑筋,最后他们决定在下部的钢管柱与槽钢间安装沙箱,一来可以调节高度,二来当梁部施工完毕后,通过千斤顶将沙箱拆掉,安装上一个小平车。
别小看了这个小平车,它是项目部和扬州一厂家联合研制的,最大载重可达60吨。与此同时,拆掉上部与滑移方向相反一侧的侧模板,最后利用两组钢丝绳一端拴在小车上,一端连在铰磨上,人工转动铰磨,就可以将整个支架拉动了。
这种整体移动支架可以重复利用,费用仅是整体移动模架的五分之一,施工速度更让人刮目相看:移动一次仅用时4个小时,一个作业循环最快可达8天,仅为整体移动模架法施工的三分之二,创造了一项我国客专桥梁施工新纪录。
大跨度连续梁施工,不只是一种量的简单叠加,更见证了客专技术的飞跃
广州新客站设15座站台28条到发线,采用高架站台桥梁、建筑最高点距离地面52米。
项目部施工的站房桥其中有双线梁桥9座,单线梁桥5座。前者是一个桥墩上一片梁,一片梁上两条线路,后者则是一个桥墩上两片梁,每片梁上各一条线路,均为连续箱梁,这些桥梁紧密排列,体积庞大,并且下有两条地铁正施工,交叉施工干扰大,技术控制难上难,是整个客站的控制性工程。
已施工的32米×3连续梁每孔重达2200多吨,相当于目前已在其他客专施工的巨型箱梁的2.4倍。“实际上,我们打的第一段梁重达到了2600多吨。”一分部项目总工程师蔺清君介绍,“如果把所有用料加起来,足以装45节标准车皮,恰好够一列货运火车。”
然而,这种超大体积、超级重量的箱梁施工难度并不仅仅在于量的叠加,还在于其技术控制风险呈几何倍数增加。
集团项目部和一分部多次邀请专家前来论证、研讨,为了计算方便,蔺清君在他的办公室里专门加了一张大桌子,上面的图纸堆积如山。经过近一年的反复论证和计算,最终,他们形成了“支架现浇、超量预压、分段施工、循环作业、相继拆除”的施工方案,顺利通过了建设单位和有关专家的鉴定。
内模方案是另外一个争论的焦点。由于这种超大体积箱梁为中空,在灌注混凝土时既需要外部有模板,中间也要有模板,这就是“内模”。
蔺清君解释说,混凝土灌注到内模的底部后,如果压力太大容易顶动内模向上发生错位,从而导致质量事故。
经过论证,技术小组决定采取“内模封闭式”进行施工,并对内模进行技术创新改造。
2008年9月19日,一分部施工的站房桥首孔梁正式施工。技术人员还创造性地在内模底部安装了几扇“窗口”,就是每隔两米开一个60厘米呈三角形的“窗口”,“可别小看这些窗口,它既能进行混凝土捣固,也可以作为混凝土排气口,散发热量,同时也成了观察口,真是一举三得!”蔺清君自豪地说。
经过30个小时的奋战,该项目部站房桥区第一孔梁施工完毕,灌注混凝土985立方米。而两天后,另一家施工单位也进行了站房桥梁体施工,其内模底部为敞开式,结果发生了混凝土翻浆现象。
正是依靠科技攻关,中铁二十二局集团保证了广州新客站的顺利建设,同时也大大地推动了客运专线建设的技术进步,在建设单位组织的八次综合评比中获得第一,并多次受到铁道部有关领导的高度评价。



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