伴随国内建设企业积极探索BOT、PPP工程投资模式带动EPC建设一体化模式发展的进程,国内工程总承包业务整体保持良好的发展趋势,“投建一体”项目经济效益逐渐明显。
2014年1月,江津(渝黔界)经习水至古蔺(黔川界)高速公路(简称“江习古高速”)采用“BOT+EPC+政府补助”模式开始建设,由四川路桥集团投资、建设和营运。本文将针对该项目控制性工程——赤水河特大桥设计、施工深度融合展开分析。(图1)
江习古高速全长80km,大部分路段位于贵州省习水县境内,赤水河大桥横跨黔川两省界河赤水河,大桥连接贵州江习古高速和四川叙古高速。主桥为325m+1200m+205m双塔单跨吊钢桁梁悬索桥,贵州岸锚碇为重力锚,四川岸锚碇为隧道锚。贵州岸引桥为2×30m+4×(4×40m)先简支后结构连续T梁,四川岸引桥为3×33m先简支后结构连续T梁,大桥全长2009m。
项目开建后,四川路桥集团确定了赤水河大桥的建设目标:依托项目发挥“投建一体”的最大优势,确定“新、快、好、省,建最美大桥,创投建标杆”的目标,实现投资效益的最大化。
1.在组织模式上进行了创新,从集团的层面对项目进行全过程管理。指挥部统揽江习古高速公路公司、勘察设计分公司及集团各施工单位等,集中调配人员、资金安排、施工组织。从集团领导、业主、设计院等单位技术负责人参与成立技术专家组。(图2)
图1 赤水河大桥效果图
2.设计先期介入投资。江习古高速公路中标估算价为85亿元,四川路桥设计公司对项目工可进行了深入的研究,最终批复将估算、概算作出上调,使工程造价更趋于合理化,实现投资可控。
3.科学高效决策。BIM应用、主缆防护、桥面铺装、主梁桁架材料、健康监测系统等重大技术方案,由技术专家组进行决策。
图2
设计是整个项目的灵魂,是工程技术和质量的引领,设计方案的优化是工程造价控制的核心。四川路桥勘察设计分公司作为四川路桥集团设计施工总承包资质组成单位,有别于传统的设计院,立足项目的全寿命周期和建设、运营成本控制来进行设计规划,在项目初期就充分融合四川路桥集团先进的桥梁施工技术和工艺,既做到了结构设计满足当下同类桥梁的先进性,又做到了施工方便快捷。
勘察设计结合BIM、GIS等技术运用,推进工程项目设计、建设管理、营运维护等阶段的三维可视化、智能化、信息化。
设计公司应在体制和机制上进行转变,具备关键技术、新技术、新材料研发创新能力。随着社会的进步,人力成本的增加,设计公司应发挥技术的先导作用推进集团项目建设的自动化、信息化、智能化、装配化,引领集团的产业升级。
对于山区的钢桁梁悬索桥,常用的桁梁架设方法有桥面吊机法、轨索滑移法、缆索吊装法。考虑到四川路桥集团在建的雅康高速兴康特大桥(主跨1100米的钢桁梁悬索桥)使用的缆索吊装法,而建设期正好与赤水河大桥有时间差,使得兴康特大桥的设备完全可以在赤水河大桥上使用,大大节约了施工措施费用。
传统施工方法是塔柱施工到横梁时,须待横梁施工完成后再进行塔柱的施工。设计、施工方联合研究后,决定在适当的时机设置横撑临时替代横梁的作用,使得横梁的施工不在关键工序上,极大地节约了工期。
四川岸岩壁陡峭,由于主塔承台、桥梁桥台、主桥隧道锚洞口三者之间高差很大,原设计考虑设置三条隧道便道分别通往三处位置。施工单位、设计公司进行联合研究后,只设置通往主塔承台位置处的隧道便道,再进行明挖盘山便道。此方案节约了投资且对山体造成的破坏最小。
设计初期考虑钢桁梁受力明确,采用的是板桁分离方案。在节约投资、加快建设工期、减少后期运营维护等方面,经技术组进行调研讨论,将结构型式调整为板桁结合。
对于隧道锚,已建桥梁隧道锚考虑锚塞体与隧洞初期支护之间的粘结强度和“瓶塞效应”未设置防水层,考虑设计要求及施工便捷,决定在锚塞体与初支之间设一层“水泥基渗透结晶防水涂层”。
对于明水的处理,在隧道锚中最底点设置汇水孔将水排入下方的公路隧道排水系统中, 对于重力锚,充分利用地形,设置引水洞,将重力锚中的明水排出地表。
目前,贵州境江习古高速已通车至习水,四川境叙古高速已通车至太平,急需加快赤水河大桥建设,将两条高速公路连接起来,实现投资效益最大化。
赤水河大桥于2017年5月开工建设,2018年6月29日索塔封顶、8月12日先导索过江,计划于2019年9月底建成通车,总工期约28个月,较原工期4年大大缩短了施工工期。
赤水河“投建一体”的建设管理模式,实现了设计与施工的深度融合,从而实现了经济效益的合理化、社会效益的最大化。