以科技创新引领交通又好又快发展

以科技创新引领交通又好又快发展湖北省交通运输厅党组书记、厅长林志慧(发布时间：2010-04-2009:42:56)科技创新是转变交通运输发展方式的必然要求，是实现可持续发展的内在需要，更是引领交通科学发展的支撑保障。纵观我国公路发展的历程，更加安全、更加便捷、更加环保、更加舒适的公路建设过程，就是科技创新持续不断的过程。只有始终坚持理念创新，才能不断解放思想、突破传统、开拓进取，引领交通发展的方向；只有始终坚持科技创新，才能不断攻克交通发展面临的关键技术和难点问题，提升工程质量水平；只有始终坚持机制创新，才能为交通发展提供动力，实现交通发展又好又快。坚持科技引领、创新驱动打造湖北沪蓉西全国科技示范工程湖北地处中部腹地，具有承东启西、接南纳北、内畅外联、辐射全国的重要综合交通运输枢纽地位。1991年，湖北第一条汽车专用公路——全长70公里的武黄公路建成通车，拉开了湖北高速公路建设的序幕；2003年，湖北高速公路里程突破1000公里，达到1073公里；2009年，湖北高速公路里程突破3000公里，达到3282公里，无论是发展规模、发展速度，还是发展的质量和效益都取得了令人瞩目的巨大成就。特别是2004年，湖北沪蓉西高速公路的开工建设，正式宣告我省高速公路建设由平原走向山区，闯入“禁区”。六年栉风沐雨、六年创新超越，湖北沪蓉西高速公路成为我省高速公路建设史上的一个巅峰之作，一个山区高速公路建设的科技创新之作。湖北沪蓉西高速公路建设，得到了中央、部省领导的高度重视和关心。中央政治局常委、国务院副总理李克强，中央政治局委员、原湖北省委书记俞正声，湖北省委书记罗清泉，省长李鸿忠，交通运输部部长李盛霖，副部长高宏峰、冯正霖、徐祖远等领导多次亲临现场检查指导，明确指示“头等大事是确保安全”，并深情感慨：建成这条路，就是个奇迹！（一）以科技创新打造“平安沪蓉西”。安全发展是交通发展的永恒主题，更是山区高速公路建设的时代命题。湖北沪蓉西高速公路是国家“7918”网沪渝高速公路的重要组成部分，位于湖北鄂西高原、秦巴山脉，全线峰峦起伏、沟壑纵横、悬崖峭壁，穿越14座高山，跨越13道深谷；沿线滑坡、岩堆、危岩体、岩溶、岩溶塌陷、地下暗河、崩塌、断裂带、冲积扇等不良地质一应俱全，堪称集地质病害之大成，被地质专家们长期视为工程“禁区”。全线桥隧里程占总里程的三分之二，尤其是技术复杂的高墩大跨桥梁、特长隧道，高危边坡众多，且工程施工通道狭窄，施工场地缺乏，地质灾害易发频发，存在大规模岩溶突泥突水、高地应力、软岩变形等重大地质灾害风险，工程地质状况之差、施工条件之难、工程建设之险、技术难度之大前所未有，被誉为山区高速公路“地质病害百科全书”。为打造“平安沪蓉西”，我们牢固树立整体安全理念并贯穿于设计、施工、营运、维护等全过程，紧紧依靠科技创新，采用先进技术，利用信息手段，建立了全线320公里范围内特大桥梁、特长隧道等控制性工程视频实时监控系统，将施工生产安全过程纳入视频监控范围，只要登录湖北高速公路视频监控系统，就能看到施工现场的实时实景。我们在全线所有隧道均配备了瓦斯监测仪、电子监控仪，推行了TSP综合预报、地质雷达探测、RPD-150C高速钻机钻探技术等，施工企业自行采购了自升式爬模、高墩大跨桥梁施工电梯等。我们在全线组织开展了《大规模山区高速公路建设安全控制与预警系统研究》，自主开发了事故严重程度（MLES）危险源评价系统，建立了施工现场安全评价指标体系及预警防控机制，总结形成了山区高速公路隧道、桥梁、边坡施工安全操作规程。如隧道施工现场“五不挖”（不探不挖、不护不挖、不测不挖、不定不挖、不符不挖）、桥梁施工现场“四防”（防水、防毒、防落、防爆）、“五查”（查特种机械、查安全通道、查高空防坠、查用电设施、查持证上岗）、边坡施工现场“三防”（防滑坡、防坍塌、防坠落）、“四必须”（必须分级开挖、必须边挖边护、必须扎牢支架、必须加强观测）操作法等。湖北沪蓉西高速公路独具特色、系统完备、切实管用、执行到位的安全管理防控机制，有效化解了工程建设不放心、不踏实、不安全因素，有力促进了工程建设质量安全平稳可控。工程建设六年间，全线未发生重特大安全事故，项目安全管理工作连年获省政府表彰。2006年10月，国家七部委安全督察组评价指出，沪蓉西高速公路安全生产管理代表了我国山岭重丘地区高速公路建设安全生产管理先进水平。（二）以科技创新打造“桥梁博物馆”。湖北沪蓉西高速公路全线建有桥梁370座，其中拥有“世界第一高墩”、“世界第一高桥”、“世界第一上承式钢管混凝土拱桥”，斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥、大跨径连续刚构桥等各种桥型齐全，可谓“桥梁博物馆”。——四渡河大桥：主跨为900米加劲钢桁梁悬索桥，桥面距谷底达560米，这是目前世界第一高桥，也是一座“科技创新之桥”。大桥建设首次将军用技术应用于工程建设，成功利用火箭抛送先导索，有效解决了先导索穿越峡谷的技术难题；首次在900米跨径悬索桥上使用隧道锚，减少水泥混凝土用量近2/3，节约投资约2000万元；首次采用了可单根抽换无黏结预应力锚固系统，提高了锚固系统可维护性；首次利用地形微缩模型进行风动试验，研究山区风环境和风特性对大桥影响，增加了中央扣，优化了桥梁受力结构。——龙潭河大桥：主桥为106米+3×200米+106米五跨预应力混凝土箱梁连续刚构桥，主桥墩高178米，这是目前世界第一高墩连续刚构桥梁。为确保质量安全，我们紧紧依靠科技创新，有效解决了高墩泵送混凝土技术难题，直接将水泥混凝土泵送至178米以上高度；有效解决了高墩泵送混凝土性能和高墩稳定、抗风、施工控制等关键技术难题；有效预防了腹板开裂和跨中下挠等质量通病。——支井河大桥：主跨为430m的上承式钢管混凝土拱，这是目前世界同类桥型第一拱桥。成功采用了无支架缆索起重系统，直接将缆索锚在基岩上，起吊达300吨，跨径达756米，为同类起吊系统世界之最；成功实现主拱肋在无风缆条件下吊装，合龙误差仅9毫米。（三）以科技创新打造“隧道博览会”。湖北沪蓉西高速公路全线建有各类隧道46座，其中拥有华中第一、亚洲第二的龙潭隧道等10座特长隧道，形成了全国目前规模最大的特长公路隧道群，连拱隧道、小间距隧道、分离式隧道、分岔式隧道等结构形式多样，被誉为“隧道博览会”。——龙潭隧道：上下行分离式隧道，左洞长8694米，右洞长8599米；属高风险岩溶地质隧道，穿越高地应力软岩、断层和地下暗河，施工通风困难，软岩变形大，水文地质异常复杂；在龙潭隧道建设中，首次采用U形新式通风方式，解决了施工通风难题；首次采用大格栅支护，克服了高地应力软岩变形作用；首次在公路隧道中采用前进式注浆新工法，有效克服了突泥突水难题；并大胆采用了侧壁导坑工法，成功穿越3断层。——乌池坝隧道：上下行分离式双洞隧道，左洞长6710米，右洞长6695米；穿越2条暗河且暗河水量大、水位高、水压大；为确保工程质量安全，我们广泛采用了红外线探水、瞬变电磁、地质雷达、TSP203等物理探测和地质钻探相结合的综合超前地质预报手段，有效避免了高风险岩溶隧道突泥突水事件发生。——八字岭隧道：分岔式隧道，左洞长3521米，右洞长3544米；分岔式隧道在公路隧道建设中尚属首例，其采用了从小间距段过渡到连拱再过渡到四车道大拱的设计施工；通过数字模拟、现场实测，解决了如何确定分岔式隧道夹心隔墙最小厚度的施工难题，为分岔式隧道在公路建设领域推广应用积累了经验。（四）以科技创新打造“路桥专业大学堂”。回顾湖北沪蓉西全国科技示范工程建设历程，最宝贵的财富就是拼搏、进取、实干、奉献的“沪蓉西精神”，即：敢闯禁区、敢为人先、敢于担当的拼搏精神，勇于探索、勇于创新、勇于实践的进取精神，精心谋划、精细管理、精益求精的实干精神，不畏艰险、不怕吃苦、不计得失的奉献精神；最有力的保障就是开放式合作机制，即：中外合作、院所合作、部省合作、跨行业合作、跨项目合作、跨学科合作，联合攻关、联合试验、联合开发、联合推广、联合检测、联合评估。最成功的探索就是产学研一体化，即：坚持工程科研同向、科技生产同力，科研服务工程，工程依靠科研；坚持理论实践结合、创新应用结合，科学技术引领，科技研究先行。最显著的成效就是“四个一批”，即：攻克了一批技术难题，取得了一批科研成果，培养了一批懂技术善管理专业队伍，集聚了一批多学科高层次院士专家。据统计，他们先后荣获了“四渡河深切峡谷特大跨悬索桥关键技术研究”等2项部省级科学技术一等奖；“分岔式隧道设计施工关键技术研究”等5项部省级科学技术二等奖；“大跨度悬索桥先导索火箭抛送技术”等3项部省级科学技术三等奖；国家工程建设QC创新奖5项；工法创新20项；专利技术15项；《公路隧道施工地质预报规程》等专著3部。联合培养博士30余人（其中在读博士后4人），硕士50余人，为2000多名大中专毕业生提供了实习基地，为我省交通重点工程建设项目输送了5位指挥长，3位总工程师，10余位技术骨干以及市长、教授各1名。坚持传承发展、创新超越打造鄂东、荆岳等世界一流桥梁工程湖北是桥梁大省，其独特的地理条件决定了跨越江河山川的桥梁数量多、跨径大、建造技术复杂。自1957年建成第一座武汉长江大桥以来，我省规划建设的长江大桥就达23座，其中已建成13座、在建两座，待建两座、规划6座，平均每隔62公里就有一座长江大桥，长江已经成为现代桥梁艺术的“长廊”。今年，我省将建成鄂东、荆岳两座世界级长江公路大桥。其中，鄂东长江公路大桥为主跨926米的混合梁斜拉桥，位列同类桥型世界第三；荆岳长江公路大桥为主跨816米的高低塔非对称混合梁斜拉桥，位列同类桥型世界第六。实践中，我们研发并应用了众多新技术新工艺和新工法：（一）采用了全寿命设计理念。鄂东大桥建设者首次将全寿命设计理念应用于大桥的设计和管理，研究制定了大桥结构可检查、可维修及可更换的设计方法和具体措施；研究编制了大桥耐久性设计方法及相应的养护手册；建立了大桥基本风险概率和风险损失模型，形成了适合项目的风险评估指标，明确了建设和使用阶段风险转移的基本方法和策略，为完善我国桥梁设计理论和桥梁设计规范的修订提供了可靠依据。（二）探索了特大桥梁施工监控技术。鄂东大桥建设者根据特大跨径桥梁的特点，采用了不同的控制重点和控制方法：中跨以线形为控制重点，以全过程几何控制为控制方法；边跨以应力为控制重点，以标高线形控制为控制方法。根据今年4月6日检测情况，成桥线形和应力状态最大程度满足了设计要求，取得了良好的控制效果。（三）应用了宽幅混凝土箱梁综合防裂技术。鄂东大桥边跨PC宽箱梁达38米，其质量控制极具挑战性。鄂东大桥建设者在设计中根据施工期和运营期的受力模式及其转换，完成了结构设计，并通过模型试验优化了预应力体系和普通钢筋的配置；在施工中采用了“支撑排架法”，将临时墩桩基础进入弱风化基岩，力求“零沉降”；提出了缓凝低水化热、低收缩、高耐久性的混凝土配合比和施工防裂工艺方案，制定了“鄂东大桥箱梁高性能混凝土及施工专用技术指南”，有效指导了PC宽箱梁施工，经多次检测未发现结构性裂缝，有效解决了PC宽箱梁的防裂问题。（四）开展了混合梁斜拉桥钢混结合段结构形式研究。鄂东大桥建设者在设计中首次采用了多格室传力构造，分散剪力连接器的结构型式，通过1：1模型荷载试验和工艺试验，验证了传力构造的可靠性和工艺的可行性，并按应力相似和几何相似原理设计制作模型，测试钢混结合面滑移分布和钢混结合段混凝土内部应力分布。在工程实施过程中，有效解决了混凝土浇筑时格室混凝土密实难、易出现裂缝等技术难题。（五）创新了陡立破碎软硬相间的岩体钻孔技术。荆岳大桥建设者经过实践摸索、联合攻关，发明了一种带有自导向功能的钻头。钻头上设置了防跑偏的环向先导刀刃，在钻进时先导刀刃在倾斜的岩层上首先切割岩层，以定位钻机的钻头，保证钻进过程中不偏位。该环向先导刀刃钻头及其施工技术获得了国家实用新型专利。（六）采用了先进的混凝土梁预制拼装技术。荆岳大桥建设者积极探索采用预制节段拼装技术，有效解决了混凝土宽箱梁收缩变形产生的开裂病害，有效解决了宽38.5米、长7.5米、重120