点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我国最北高铁这样破解冻土难题
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我国最北高铁这样破解冻土难题

来源:人民日报2024-04-17 09:49

哈伊高铁哈铁段桥梁在进行前移就位施工。

施工人员在做桥梁前移施工准备。

施工人员在调整桥面附属钢筋。

  以上图片均为中国铁建大桥工程局集团第四工程有限公司提供

  核心阅读

  近年来,我国目前在建最北高铁——哈伊高铁的建设者们破解寒地冻土难题,持续创新工艺,严把施工质量。他们用奋斗和汗水,构筑起东北地区交通建设日新月异的稳固基础,为加快建设我国向北开放新高地贡献力量。

  4月的黑龙江,湛蓝的天空下,广袤肥沃的黑土地缓缓掀开“棉被”,嫩黄色的冰凌花粲然绽放。

  我国目前在建最北高铁——哈(尔滨)伊(春)高铁的建设工地一派火热景象。呼兰河上,桥墩破冰器分外醒目;庆安制梁场的智能化保温棚内,一榀榀桥梁在蒸汽中凝固成型;安邦河特大桥畔,桥墩如雨后春笋般成排矗立……

  能破冰的桥墩——

  优化施工方案,改进装置设计

  “同样的时间,在南方能建5公里,在这儿只能建1公里,得想办法和天气抢时间。”顶着寒风,中国铁建大桥工程局集团哈(尔滨)铁(力)项目总工程师任广聆在哈伊高铁呼兰河特大桥上忙碌着。

  36岁的任广聆是辽宁人,参与过很多铁路工程建设,但来到黑龙江后,作为项目质量管控、科研创新、施工组织的负责人,这里的低温还是让他经常犯愁。任广聆说:“同样的工程,气温适宜的南方可以全年无休施工,可在黑龙江,零下30摄氏度的天气没法动工,看着心里着急。”

  任广聆带领大家制定了浅冬期的施工方案,并开展项目技术重难点攻关。

  首先是添置施工设备。任广聆从河南调用了6套特制钢板桩,全都投用在呼兰河特大桥。这种桩强度高、尺寸大,专门用在涉水较深的桥梁。“南方的桥墩两套周转就能满足需求,我用6套同时开工,作业效率大大提升。”任广聆说。

  更重要的是研制适用的破冰器。初春时,融化的冰排顺流而下,对桥墩产生连续撞击,会影响桥墩使用寿命和高铁运行安全。

  任广聆曾见过有的大桥桥墩处有一种用钢轨制成的破冰器,但因为接触面是钝角,效果并不明显。他带着技术人员多次与设计单位沟通,最终确定新的破冰体形式:将桥墩与冰凌的接触面调整为锐角,并采用混凝土与墩身统一浇筑。

  这种破冰体结构减少了受力面积,有利于分流冰块,减少撞击对桥墩的损伤;而且整体性更好,有利于减少破冰体的松动和破冰体与桥墩之间的开裂。

  与大桥施工相比,路基建设时间更是紧张,春天冻融期未结束不行,夏天下雨也不行。“路基施工可以重新安排施工顺序,以往打两排桩,改成打三排桩,效率不就提高了嘛!”任广聆说,“现在,我负责的2.8公里路基基础处理已全部完成,效率提高了一倍。”

  任广聆每天在施工现场待8个小时,冬春季节,25米高的大桥上风很大,温度很低。他说:“这桥上的梁、桥下的桩,我要盯着才放心。”

  “温室”里的桥梁——

  搭建智能化保温棚,创新参数计算方法

  “智能化保温棚可以自动调节棚内温度,冬天也不耽误制梁。这是智能化张拉设备,输入公式代码,就可以自动生成计算结果,保证桥梁应力达标……”在黑龙江庆安县,聊起自己参与研发的几项成果,中国铁建大桥局哈铁项目一工区技术负责人王晓宇兴致盎然。

  今年28岁的王晓宇是项目部里最年轻的工区技术负责人。2022年,他调任哈伊高铁哈铁段五标项目部,负责安邦河特大桥制梁和架梁工作。制作桥梁要使用钢筋混凝土,可在黑龙江的高寒天气下,混凝土凝固成了一个大问题。

  “凝固和冻结是两个概念,冷空气看似把混凝土冻结实了,但温度上升后就可能变成废渣,所以必须要保证工作环境在10摄氏度以上。”王晓宇介绍,他从蔬菜大棚中得到启发,带领大家用保温板搭建了16个保温棚用来制梁。他们还在大棚里安装了智能温控器,使棚内温度始终保持在10摄氏度以上。“就算室外是零下20摄氏度的环境,大棚内也能每天生产一榀桥梁。”王晓宇说。

  在棚里制梁要经过钢筋入模、混凝土搅拌、混凝土浇筑、预应力施工、场内移梁至蒸养棚、养护等多道工序,比正常施工多了模板预热、蒸汽养护和覆盖棉被三道工序。“加热和保温非常重要。”王晓宇说。

  “桥梁松松垮垮的话一压就塌了,所以需要给它提前抻上劲儿,它的抗裂性和承载力就上来了,这就是预应力。”王晓宇说,拉抻工作要使用预应力张拉机,以往需要人工提前计算出16到21个数据,再将参数输入设备,不仅非常复杂,还有出错的风险。王晓宇参与创新了预应力和伸长值计算公式,仅凭一台电脑就能迅速准确地算出需要的数值。最终,他们生产的桥梁尺寸误差不超过20毫米,强度不小于50兆帕。

  桥梁造好后,还有一个难题就是架设。桥梁下落到桥墩上的垫石后,需要灌浆料,以保证架设牢固。“根据以往经验及多次水温试验后,我们最终采用40摄氏度的温水与早强型灌料,也就是能更快凝固的水泥,搅拌完成后进行灌浆,再覆盖保温毯和棉被来保温,直至达到设计强度。”王晓宇说。

  “我负责的范围内一共需要369榀桥梁,目前已经建造72榀,预计今年10月底就完工了。”王晓宇满怀信心地说。

  冻土下的桥桩——

  破碎锤砸冻土,精准放置护筒

  “咚!咚!咚!”前不久,安邦河畔,原本用于破碎混凝土的破碎锤,在这里承担起了新工作。“原来用挖掘机挖冻土,7个小时才能打下一个桩。现在先用锤砸碎,再挖坑,4个小时就能完工。”中国铁建大桥局四公司总经理兼标段项目指挥长乔树勋说,采用这个办法,多亏了桥梁工程师赵宇翔。

  安邦河特大桥全长22.12公里,有5400多个桩基,而且建桩位置都是稻田。一到冬天,稻田里的水土冻结在一起,就像是一个硬壳,挖掘机一铲子下去只留下一个大白点。

  施工还要遵循黑土地保护法。“我们需要将用地红线内及施工便道内50厘米厚的表层黑土进行剥离保护,用于竣工后农田复垦。”赵宇翔说,冻土层硬度大,剥离难度也大,这些都需要一个能把冻土破开的利器。

  “把冻土破开后,下一步是放置用于桥桩定位的钢制护筒,护筒里要灌入护壁泥浆。”赵宇翔说,在冻土里注浆,一要循环,防止泥浆结冰;二要保温,要用10摄氏度以上的泥浆。

  这又带来了另一重风险:泥浆的热量通过护筒传导至外侧的冻土,导致冻土解冻,护筒就容易发生偏位,这需要测量人员及时检测护筒位置并进行调整。如果无法在原有护筒位置进行调整,则需将护筒拔出,重新定位埋放。

  对于用来浇灌桥桩的混凝土,赵宇翔要求也很高。“我们要用热风炮加热混凝土里的沙子、碎石,然后用50摄氏度的温水搅拌,保证其温度达到10摄氏度以上。运输途中,我们还会用棉被和保温棉把罐体裹得严严实实。”

  “现在5400多个桥桩已经完成5000个,下个月肯定全部完工。”赵宇翔说。

  路上,赵宇翔遇到一群工友围在一处桥墩旁,不时发出赞叹声。走近一看,原来是一簇嫩黄色的冰凌花引起了大家的兴趣。

  冰凌花常在冰雪覆盖时破冰而出,建设者们何尝不是一朵朵冰凌花呢?花不畏冰雪,破冰而生;人不惧严寒,搭桥铺路。

  延伸阅读

  高寒地区的高铁怎么建?

  哈伊高铁是我国在建纬度最高、全线所处地区全年温差最大、首条穿越多年岛状冻土区的高速铁路,起自黑龙江省哈尔滨市,终至伊春市,正线全长318公里,设计时速250公里,2021年10月开工,预计2026年10月全线通车。

  哈伊高铁地处高寒地区,地质结构复杂,分布多处季节性冻土,沿线均为黑土地,还穿越部分原始森林、二级水源保护区等,施工要求高、难度大。面对严寒低温,采用浅冬期制架梁施工加热保温工法;针对冻土埋桩,创新设计破碎锤砸碎冻土后埋桩工法;为达到环保要求,制定剥离50厘米表层黑土用于复垦等施工要求;为应对春季冰凌撞击桥墩,改良生产一体式锐角混凝土破冰体结构……目前,工程建设正按计划平稳推进。哈伊高铁全线建成通车后,将不断满足广大群众的出行需求,为加快建设我国向北开放新高地贡献力量。(崔 佳 郭晓龙)

[ 责编:张梦凡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 田间课堂感悟劳动之美

  • 伊朗为总统莱希及其随行人员举行遗体告别仪式

独家策划

推荐阅读
通过基因组重组等技术,王薇廷终于选育出具有抗逆特性的运动发酵单胞菌菌株ZM532,大幅提升了其生物转化效率。
2024-05-22 09:48
此次是权威专家的共识文章,其呼吁政府严格监管,而不是自愿制定一些规范行业的行为。
2024-05-22 09:46
近乎严苛的测试环境,为产品打开市场奠定了基础。
2024-05-22 09:42
近年来,300兆瓦等级压缩空气储能主机设备、全国产化液流电池隔膜、单体兆瓦级飞轮储能系统等实现突破,助力我国储能技术达到世界先进水平。
2024-05-22 09:40
草原植物多样性丰富,一年四季因植物季相变化,呈现“春绿、夏彩、秋黄、冬灰”的不同景观。
2024-05-22 09:38
科技人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑,亦是乡村振兴的核心驱动力,要大力培养一批懂农业、爱农村、爱农民的乡村科技人才。
2024-05-22 09:29
中国气象局国家空间天气监测预警中心5月11日9时发布地磁暴红色预警。地磁暴是地球磁场对太阳活动响应的结果,主要表现为地球磁场的短期剧烈波动。
2024-05-21 09:28
引力子激发的发现,为分数量子霍尔效应的量子几何理论提供了关键实验证据,打开了关联物态的几何效应实验研究的新方向。
2024-05-21 09:23
与陈季旺一道,2021年至2023年,武汉轻工大学累计派出科技副总44人、科技特派员62人、三区人才60人。
2024-05-21 09:15
那时我们朝夕相处,是他手把手教我,如何寻找资料、阅读文献;如何提出问题、思考问题;如何调动全组同志积极性、共同解决问题;如何团结大家、关心大家。
2024-05-21 09:10
这是一份凝聚着国防科技工作者报国情怀、又十分科学客观的建议书,在我国核武器发展史上具有不可磨灭的重要地位!此后,中国核武器事业走过了一条“十年加快”之路,核武器研制水平实现了极大提升。
2024-05-21 09:08
引力子激发的发现,为分数量子霍尔效应的量子几何理论提供了关键实验证据,打开了关联物态的几何效应实验研究的新方向。
2024-05-21 09:23
在现代农业示范园区4000多亩核心区里,各类农业新技术、新品种、新模式不断探索升级,经集中试点示范进而复制推广。
2024-05-21 09:18
与陈季旺一道,2021年至2023年,武汉轻工大学累计派出科技副总44人、科技特派员62人、三区人才60人。
2024-05-21 09:15
在小浪底、在三峡、在万家寨……一次次机电安装与调试的圆满完成,让水电四局安装与调试团队的名字,深深烙在这些响当当的水利水电工程上。
2024-05-21 09:14
加快发展新质生产力,必须充分发挥科技创新的引领作用,让科技创新塑造发展新动能新优势,促进社会生产力实现新的跃升。
2024-05-21 09:13
创新驱动的战略性新兴产业不断壮大,新能源汽车、先进光伏和新兴储能、新一代信息技术、人工智能等产业迅猛发展。 新质生产力由创新起主导作用,摆脱了传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征。
2024-05-21 09:12
通过碳普惠机制,公众的绿色减排行为可以在互联网数字化平台被量化、记录,生成自己的碳账户和汇总的碳账本。
2024-05-20 10:36
据介绍,草地贪夜蛾、棉铃虫、玉米螟、稻纵卷叶螟、小菜蛾等鳞翅目害虫是联合国粮农组织认定的全球重大农业害虫,对棉花、玉米等农业生产构成重大威胁。
2024-05-20 10:33
选取载人航天工程、北斗卫星导航系统、高分辨率对地观测系统重大专项等领域代表应用,展示航天科技如何服务国计民生,创造美好生活。
2024-05-20 10:29
加载更多