贵州,自古就有“八山一水一分田”之说,全省92.5%的国土面积为山地和丘陵。这种典型的喀斯特地形地貌,注定了“黔道难”。
多山之地,修路历来被视为畏途。可是,没有畅达的交通,没有连接山里山外的公路,如何改变过去的落后?
遇山凿洞、逢水搭桥,是贵州修路的常态。2001年,我省交通行业大规模开展科技研发。15年来,一个个公路建设史上的地标性建筑、一次次刷新修桥筑路的世界纪录,清晰展现:科技的力量,支撑和推动了贵州高速公路迅猛发展。
2012年12月,省委、省政府决定,在全省范围内实施高速公路三年会战。2015年年底,要实现“县县通高速公路”,建立适应贵州经济社会跨越发展的高速公路路网体系。
让高速公路通到全省最偏远的县!为了这个目标,无数科研人员、专家、技工等等,投入了大量心血精力,面对错综复杂的修路难题,不断创新,运用科学技术为我省高速公路建设中的攻坚克难做出了突出贡献。
如今,“县县通高速公路”的三年会战,进入倒计时。让我们走进全省高速公路网络,一探科技筑路的奥秘。
建设
桥
千山有路桥万座,要让贵州的山水之间能够连通,一座座桥梁必不可缺。3年来,我省新建成桥梁3000多座,总长达600多公里。
难题:地势陡峭、地形变化急剧、河谷深切偏长
攻坚:运用板桁结合钢桁加劲梁
个例:清水河大桥
即将在年底通车的贵瓮高速上,屹立着世界跨径最大的山区板-桁结合加劲梁悬索桥——清水河大桥。
清水河大桥地处西部山区峡谷地段,两岸地势陡峭、地形变化急剧、河谷深切350米至500米。
桥梁总体设计,打破了国内外已建大跨径悬索桥加劲梁采用板桁分离体系的传统。而常规的板梁分离式悬索桥技术,无论在设计、施工还是后期的养护上都存在很大问题。
工程人员经过不懈努力,解决了这一系列难题。大桥在建设过程中首次运用了板桁结合钢桁加劲梁用于山区千米级悬索桥,这种技术的运用为科学合理的解决施工效率低、养护成本高问题提供了有效的解决方案。
建设中采用的千米级大吨位缆索吊施工方法,也大大缩短了大桥的建设周期,使用的技术也是同类型桥梁的首次。
另外,针对常规主缆检查无法实现自行走和全方位检查现状,项目正在研发履带式自行走系统和全方位检修平台,对于此类自行式主缆检查车设备尚属国内首创。
难题:气流脉动性强、路面凝冻
攻坚:风洞试验,推导覆冰预测模型
个例:北盘江特大桥
毕都高速公路上的北盘江特大桥,桥高(桥面到河面高度)为564米,桥面高程在1500米以上。
由于桥面高度和受峡谷地形的影响,大桥附近气流脉动性很强、自然风的非平稳特性明显。
科研人员通过开展山区钢桁梁桥风致振动及主梁构件风荷载的现场实测,并结合风洞试验,建立了非平稳风作用下钢桁梁的等效风荷载设计方法,进而提出山区大跨度桥梁风-汽车-桥梁系统的安全评价准则,这在国内外尚属首次。
科研人员从覆冰的机理、特性、影响因素角度进行分析,理论推导覆冰预测模型,同时实现监测数据信息共享、资源调动的协调统一,解决了覆冰灾害安全预警、突发灾害应急管理等技术难题。
隧
喀斯特地貌的显著特点是崇山峻岭,见山开洞更是成了在贵州修建高速的常态。开展三年会战以来,我省高速共新建成隧道400多座,总长达300多公里。
难题:瓦斯爆炸
攻坚:优化煤系地层隧道结构设计
个例:四官寨隧道、水塘隧道
贵州煤系地层是高速公路工程建设中典型不良地质,处治不当将引发瓦斯爆炸等重大安全事故。
省交通厅先后立项多个科研项目对瓦斯隧道地质勘查深度、瓦斯等级划分标准、防瓦斯结构设计、通风与瓦斯检测、安全管理、应急救援等开展系统研究,取得大量研究成果,规范了高速公路瓦斯隧道的设计与施工,保证了瓦斯隧道的施工和运营安全。
位于晴兴高速的四官寨隧道是一个典型的瓦斯隧道,该隧道周边为当地的煤炭主产地,周围分布有菜子田、兴顺、纳海沟、谱兴、兴利、富达、王家寨等众多煤矿。
工程人员通过试验掌握了该类地层隧道支护结构变形和受力规律及受载作用下抗气渗性特点和变化规律,对煤系地层隧道结构设计及优化提供了基础数据和依据。
针对瓦斯隧道瓦斯防治安全问题,依托四官寨隧道总结提出了通风主导型施工组织管理模式和施工方法,已推广应用于省内大量瓦斯隧道工程,瓦斯隧道重瓦斯、重防爆、轻通风的安全施工管理现状得到极大改观,施工管理水平得到有效提升。
毕威高速水塘隧道是毕节至威宁高速公路的控制性工程,隧道区工程地质条件极为复杂,大范围穿越煤层,附近的煤洞就曾发生过瓦斯爆炸。隧道开挖时极易产生突水、涌水,且极易产生垮塌,隧道约三分之一在厚煤层中穿过。
针对水塘隧道地质条件复杂的特性,技术人员提出了煤系地层大断面公路隧道铣挖与爆破联合施工法。充分集成了机械铣挖法扰动小和钻爆法施工效率高的优点,解决了煤系地层软弱地层隧道掘进施工技术难题。
路
我省素有“天无三日晴”的说法,每年雨量相对充沛。在高速公路的修建过程当中,对于滑坡、泥石流等灾害的防治就显得越发重要。
难题:边坡物质松散,影响锚固构件稳定
攻坚:预应力锚固框架板,加装变截面桩板墙
个例:镇胜高速公路
镇胜高速公路上,大多数边坡物质组成主要为碎石、角砾、砂砾和粉质黏土的混合体,结构松散、稍湿。建设当中,如果不能很好地处理这一问题,会为以后投入使用留下很大的安全隐患。
但是在现有的技术当中,并不能将整个坡面进行有效的覆盖,更由于土质松软的原因,使用原技术很容易影响锚固构件的稳定。因此,工程人员为了提高类土质边坡的地基承载力或降低外锚固头对地基承载力的要求,设计了预应力锚固框架板,在晴隆滑坡段上便采用了这项技术。
除了框架板技术,在该段路中还采用了预应力锚索变截面桩板墙。这一技术可以根据不同地段边坡高度、滑坡推力以及强风化与中风化界面埋深的不同,设置变截面悬臂式抗滑桩和预应力锚索变截面抗滑桩。
截至目前,全省88个县中已有81个县通高速公路
建成气象监测站75个
情报板748块
全省高速公路重点路段实现视频监控100%全覆盖,ETC(电子不停车收费系统)的主线收费站覆盖率达到90%
公路水路行业近三年共申报25项成果,获得高奖7项,比例达到28%,高于全省15.8%的平均水平,其中一等奖获奖率达到12.5%,远远高于全省2.6%的平均水平
“黔通途”APP累积发布高速路况信息达5000条
16个服务区开通免费无线Wi-Fi,拥有300M的上网速度
安全
重点路段视频监控全覆盖
我省地势起伏较大,地形也较复杂,导致气温的垂直变化十分明显,“一山有四季,十里不同天”的贵州,交通出行有天然的安全隐患。
为了让高速公路的通行更加安全,同时也为有效监测威胁行车安全的恶劣天气条件和路面状况,我省高速公路现已建成气象监测站75个、情报板748块。高速公路交通气象预警和及时发布,并能通过交通气象灾害预警平台向社会及时发布气象信息,有效提升了高速公路路网管理能力。
经过三年会战,全省高速公路重点路段实现视频监控100%全覆盖。同时,ETC(电子不停车收费系统)的主线收费站覆盖率达到90%,贵州成为西南片区首个完成ETC全国联网的省份,实现ETC全国一卡通。
数据运用
多部门信息共享提高监管水平
2014年,按照全省交通“一张图”、“一个平台”的目标,省交通运输厅建设的GIS平台正式运行使用。它涵盖了我省公路、水路交通基础设施的基本信息,以及交通环境的基本信息、我省基础地理数据、我省2.5米分辨率的卫星影像等多项数据。
这一平台对省内出行提供统一、灵活的交通地理空间信息服务,满足交通各业务管理和社会公众的需求。
同时,由省公安厅、省交通厅和省安监局联合推广的“贵州省道路交通安全综合管理平台”,实现了三部门之间信息共享,构建起监管部门和道路运输企业海量信息大数据系统平台,服务“大交通”建设,强化两客一危等重点车辆及驾驶人监管效果,降低事故发生率,加强了高速公路的监管力度。
另外,高速公路路政许可、路政巡查、路政执法和案件办理在全省没有统一的标准,我省建立了路政管理系统,不仅使路政案件的办理流程更加的标准化和透明化,更可以查询每一条高速公路的基本情况,精确了解高速公路上每一座桥或者隧道的具体参数和现在使用状态。截至10月19日桥梁档案表已录入1932条、隧道档案表已录入371条、涵洞档案表已录入1917条。这一管理系统大大提高了高速公路的养护水平和质量,有效保障了高速公路的安全可靠、平稳有序运行。在发生事故的时候,尤其在一些桥隧发生事故时,通过系统可以查询到桥的承重、隧道的高矮等具体数据,为救援提供了有力保障。
信息化
Wi-Fi和APP方便民众
信息化社会,有句经典的描述是,“最远的距离就是没有了网络”。为了让广大乘车人士在高速公路上也能享受便捷的信息化服务,我省以无线网络为载体,全力打造高速公路无线Wi-Fi。
目前,全省已有16个服务区开通免费无线Wi-Fi服务,覆盖便利店、餐厅、室内休息室和卫生间等区域。
出行的司乘人员通过扫描Wi-Fi网络D-GZGS(大数据贵州高速公路的拼音首写字母简称),点击无密码链接即可拥有300M的上网速度。今年8月底开通至今,已服务近5万名司乘人员。今年年底,将实现整条贵遵高速路的Wi-Fi覆盖。
依托我省发展大数据的优势,2014年,“黔通途”手机应用APP正式上线,现已完成6次改版和升级。
家住贵阳的王先生聊起“黔通途”APP,很是感慨。由于工作原因,他每周都要在贵阳到安顺之间往返。以前,由于信息不畅或者信息滞后,常常被堵在路上。听朋友介绍,才知道有这款提供我省高速公路服务的APP,王先生发现这个APP不仅能及时看到高速公路上的拥堵情况,还能通过APP所提供的分流图找到一些“捷径”。
有一次,王先生的车在高速上抛锚,他打开“黔通途”的一键救援功能,把所在高速、方向、车牌号、电话号码等一系列资料输入。工作人员通过救援系统,准确定位到了事发地点并且提供了救援服务。
据了解,APP现已在应用主界面推出12个功能入口,除能提供高速查询、高速资讯、导航、一键救援等高速出行服务功能之外,还可以为公众提供出行线路规划、高速服务站点查询、通行费查询、车辆应急救援等内容。
截至目前,“黔通途”APP累积发布高速路况信息达5000条,推送交通资讯达3000条,累计服务用户50万人次,用户下载量累计超过12万人次。
肖慧 曾帅
