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中国交通报:长龙卧太行 智绿润山河——沿太行高速焦作段打造智慧化山区高速建设样板

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中国交通报 2026年09月21日 第8793期 第7版

郭莹 马一鸣

秋染太行,层峦叠嶂;通途逐绿,蓄势腾飞。初秋的豫北太行山区,一条依山顺势、串景联城的高速动脉正在群山之间稳步"生长"。

作为河南省重点交通工程、全省高速公路"13445工程"的关键组成部分,沿太行高速焦作段全长41.2公里、总投资约64.1亿元,由河南省公路工程局集团有限公司承建。

项目依山傍岭、桥隧密布,复杂多变的山区地质、严苛的施工条件,为工程建设带来多重考验。建设过程中,在河南交投焦云高速公路有限公司指导下,沿太行高速焦作段以智能建造打破传统基建模式,以攻坚匠心破解施工难题,以生态坚守践行绿色理念,全力打造智慧化、绿色化、标准化的山区高速建设样板,为完善豫西北路网格局、助推中原经济区高质量发展筑牢坚实交通支撑。

低碳梁场 数智领跑

走进沿太行高速焦作段JZSGTZ-1标2工区智慧化低碳预制梁场,整洁规整的标准化厂区一目了然,智能设备排布有序,防尘围挡环绕全域,一改传统梁场的旧貌。

265米长、38米宽的智能化生产线一字铺开,3条预制梁生产线同步运转,台座平稳滑移、中控系统实时调控,各道工序衔接紧凑、井然有序,现代化智慧建设场景在太行山下徐徐铺展。凭借成熟的智能建造体系,项目成功获评河南省建设工程智慧工地,8项智能建造微创新成果斩获"豫建杯"省级奖项,其中预制梁蒸养—张拉工序质量控制研究获评特等成果。

"过去生产一片箱梁,十几个工人连续作业一周才能完成,全程依赖人工把控、经验判断。如今依托智能流水线,梁体自动移位、模板自动合拢,蒸养过程也无需全程值守,标准化、自动化作业让箱梁生产实现质效双升。"河南省第一公路工程有限公司副总经理牛奇才谈及施工革新,感触颇深。

生产过程,梁会自己"走"——智能流水线作业的底盘,就是移动台座。每条生产线配置4个移动台座、1套模板,并列轨道外另设1条回程轨道。移动台座台下有18对轮组将梁体与模板重量均匀分散,降低集中承载力,避免底模应力集中变形。行走控制系统支持多档调速、柔性启停,"稳"字当头,只为守护一片尚未成熟的梁。

钢筋骨架绑扎完毕,台座载着它缓缓驶入预制区。现场工人按下总控按钮,液压横移外模复合模板"一"字合拢。外模顶部配施工作业平台,让工人高处作业更加安心;内模为6毫米厚钢板的机械式抽拉结构,卷扬机配合出模架分节拉出,安拆便捷。

混凝土浇筑过程全程连续、节奏稳定,布料和振捣同步推进、无缝衔接。360度全自动回转布料机灵活转动,出料口全覆盖所有预制台座,均匀落料、二次拌和,有效规避混凝土离析、骨料分布不均等问题。外模外侧,多组附着式振捣器按梅花形对称排布,经PLC编组联动,同步启停协同作业,确保混凝土密实饱满、无空洞、无气泡,梁体外观平整光洁、内部结构坚实稳固。

梁体浇筑完成后,随台座转运进入智能蒸养系统。整套系统由两间聚氨酯保温房搭配空气能热泵构成,设置高温蒸养一区、标养蒸养二区,分阶段连续养护各24小时,总养护周期48小时。升温阶段,空气能热泵将水箱水体加热至设定温度,依靠散热翅片与循环风扇构建均匀温场,辅以0.1毫米级超细水雾喷头同步保湿,实现梁体全方位均匀蒸养。

这套空气能热泵智能低碳蒸养系统,依托热能置换原理完成混凝土恒温养护,全程无燃烧过程、无废气排放、能耗水平低,支持一键启动、全自动闭环运行。经高温、标养双阶段48小时养护,梁体混凝土强度稳步增长,养护效果优于传统7天自然养护模式:养护周期缩短70%以上,构件生产效率提升30%,综合能耗下降50%以上。

值得一提的是,相较于煤炭锅炉、生物质锅炉等传统热源方案,空气能热泵最大亮点在于运行期间零颗粒物排放,不产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,可在严格环保管控条件下稳定组织预制梁生产。为最大化释放热泵能效,蒸养棚主体采用聚氨酯保温板,能有效减少热量散失,保温性能好。实测数据显示,在此模式下单片梁蒸养节能降本成效突出。目前,该空气能智能蒸养技术已取得国家发明专利,技术成熟、可复制推广,先后吸引国内多个工程项目前来观摩交流。

前方施工可控,后台随时可视。在生产线不远处的智慧管控大厅内,数字大屏实时跳动着各类施工数据,全景同步展示梁场生产实况,数字孪生模型与现场实景一一对应、秒级联动,每一片箱梁的施工轨迹都清晰可溯。

这正是依靠钢筋绑扎工序收尾阶段,工作人员精准将RFID芯片固定在顶板钢筋关键节点,为每片箱梁赋予了独一无二的"数字身份证"。从绑扎区、预制区、蒸养室到张拉存梁区,沿途布设的智能读卡器自动捕捉、实时上传工序节点、施工时间、作业点位数据,原材料台账、工艺参数、施工进度、质量指标全部纳入数字化平台。

"不用往返现场,通过智慧大屏、手机随时能查看每片梁的养护曲线、施工参数、验收情况,后续架设点位、使用位置也全程留痕,质量管控透明可溯、精准高效。"牛奇才站在智慧大屏前,清晰介绍全流程数字化管控场景。

一系列智能化改造落地见效,项目临时占地减少30%以上,人工投入缩减20%,单片箱梁施工成本节约15%,梁体一次验收合格率达100%……一组组数据,展示着这条绿色智慧的流水线,在群山之间稳稳运转,为施工质量和效率提供着源源不断的动力。

今年7月23日,在中国公路建设行业协会优质科技成果评价会上,该项智慧化低碳生产线法预制箱梁技术,得到专家组一致好评,为高速公路智慧化梁场建设提供范例,也充分彰显出沿太行高速公路焦作段用大数据、云计算、新能源等先进技术赋能项目建设升级的积极探索。

匠心破局 品质为先

太行山区地势起伏大、地质构造复杂,工程沿线山体沟壑纵横、围岩破碎多变,湿陷性黄土、隐蔽溶洞、地下暗流交错分布,给施工带来极大挑战。"山区高速施工没有通用模板,每一座山体的地质条件都存在差异,每一次掘进、每一处支护,都需要结合现场实际动态调整,考验的是建设者的应变能力与攻坚底气。"牛奇才扎根工地一线,常年驻守现场督导,对施工现场的复杂性有着深刻体会,对隧道施工风险有着精准研判。

边庄特长隧道是沿太行高速公路焦作段最关键、最艰险的控制性工程,全长3680米,隧洞纵深长、施工战线久、风险点位多。

"隧道掘进看得见的是进度,看不见的是风险,深埋溶洞、隐蔽裂隙、毗邻赤泥库施工,每一处隐蔽隐患都可能影响施工安全,容不得半点马虎。"牛奇才说。隧道左线近距离下穿新庄沟赤泥库,洞顶最小埋深仅37米,右线紧邻赤泥库渣池,竖向、横向安全间距极小,围岩多为中风化灰岩,岩体破碎、稳定性差,加之地下土体具备中等腐蚀性,地表沉降、裂隙渗漏、赤泥渗流、岩体坍塌等多重风险叠加,施工容错率极低。

为此,项目摒弃传统药卷锚杆工艺,采用注浆钢花管封闭围岩裂隙,形成稳固支护圈层;加厚防水板至1.5毫米,提升二次衬砌混凝土标号与抗渗等级,通过双重止水带构建闭环防水体系。同时,加密沉降、涌水量、爆破振动监测点位,实现风险动态管控、隐患闭环处置。

针对山体沿线零散分布的小型溶洞,项目坚持"一洞一策、精细处置、不留隐患",技术人员逐一踏勘溶洞形态、测量深度、排查充填物与积水情况,现场研判、现场定策,决定初步处置方案。浅表层溶洞清理充填物后精准注浆回填,墙体溶洞采用浆砌片石分层夯实,同步布设透水软管疏导积水,做到封堵有序、排水通畅、结构稳固。

桩基施工过程中,面临溶洞、湿陷性黄土等特殊地质,项目部用"听诊"组合器把隐蔽工程看得一清二楚。

超声波成孔检测仪为桩孔做"立体CT扫描"。四方向高精度超声测距、毫米级精度、360度全域成像,孔径、孔深、垂直度、孔壁缺陷与沉渣厚度一并检出,缩颈、塌孔等隐患可以及时采取措施。同时,后台系统自动运算、闭环处置,每一处异常都有据可查、整改到位、复查销项。

弹性波孔底溶洞探测仪则直指桩底更深处。适用于所有桩孔的桩底溶洞、软弱夹层、裂隙带等有害地质体探测,大功率弹性波发射、宽频带高灵敏接收,探测深度达规范要求的两倍,实现了桩底周围及底部的全方位探测。

高填方路段,传统混凝土涵洞工期长、易沉降、不均质,半填半挖路段尤其容易因不均匀沉降导致混凝土管涵开裂。项目部用"高填方大直径钢波纹管涵快速施工工法"破解难题——工厂标准化生产、波形板片高强螺栓拼装,涵背对称分层回填,波纹管的轴向柔性对抗软土、湿陷性黄土的不均匀沉降,实现了同类涵洞工程提质、提速、降险的多重目标,提供出可复制推广的成熟方案。

安全筑基 绿染群山

一直以来,项目始终坚守"安全第一、预防为主、综合治理"方针,健全施工安全生产责任体系,层层压实岗位职责,构建起逐级落实、层层负责的安全管理闭环,实现项目建设全程安全平稳可控。

项目构建全场景、数字化、闭环式安全管控体系,让安全管理下沉到每一台设备、每一道工序、每一名作业人员。施工现场公示栏上,密密麻麻的设备二维码清晰排布,涵盖挖掘机、龙门吊、装载机、高空作业车等全部机械设备。"每台设备都有专属电子档案,入场验收、日常运行、维保记录、操作人员资质全部扫码可查,坚决杜绝设备带病作业、违规操作。"河南交投工程管理咨询有限公司相关负责人指着公示二维码介绍。

不仅如此,沿太行高速焦作段安全更是嵌在数据里的规程,落实在施工的方方面面。

隧道施工入口实行人脸识别实名制准入,门禁系统严格核验人员信息,未佩戴安全帽、反光背心、定位卡等安全六件套的人员一律禁止进洞。隧道内,实时环境监测设备不间断运行,动态捕捉有害气体浓度、氧气含量、温湿度、施工步距等数据,同步传输至洞口智慧大屏,数据超标即刻声光预警,全程守护隧洞作业安全。

"以往掌子面爆破后,粉尘弥漫、视线受阻、危石暗藏,工作人员需第一时间进场排查,风险极高。"太行高速焦作段JZSGTZ-1标2工区项目副经理杨尉仕介绍。如今,智能四足机器狗率先进入隧洞深处,依托激光雷达、三维点云扫描全域排查危石、裂缝与有害气体,单次排查时长从40分钟压缩至8分钟,全程无人接触高危区域,大幅降低作业风险、提升排查效率。

高空作业现场,模块化安全操作平台贴合结构、稳固牢靠,安全母索全线布设,作业人员全程系挂安全带,牢牢拴住高空作业"生命线";工区各施工点位配备标准化安全手册,手册边角磨损、页面褶皱,是一线人员常态化翻阅、常态化学习的真实见证;项目部常态化开展班前安全交底、现场隐患排查、应急演练……从高空作业、隧道掘进到桩基施工、路基填筑,全方位织密安全防护网,让安全规范内化于心、外化于行,成为全体建设者的作业习惯。

青山环绕、绿意相伴,绿色低碳理念贯穿项目建设全过程,工地处处彰显生态施工底色。

云台山西互通区屋顶,一排排光伏板整齐排布、向阳铺设,分布式光伏发电站稳定运行,清洁电能源源不断输送至梁场生产线、现场充电桩、厂区照明设备,实现绿色能源就地生产、就地消纳,真正做到低碳施工、节能增效。项目创新采用"永临结合"建设模式,施工期光伏电力保障现场生产,项目竣工后电站将持续为隧道管理中心供电,实现一次建设、长期受益、资源零浪费。

厂区屋面雨水通过专用管道归集至蓄水池,水质清澈、存量充足,专门用于梁体混凝土养生、场地降尘保洁,节约水资源的同时,有效提升梁体外观施工质量。

土石方作业全程开启湿法施工,移动式喷雾机常态化喷淋降尘,场站出入口自动感应洗车机随时清洗出入车辆,杜绝带泥上路、扬尘污染;施工现场布设PM2.5实时监测设备,数据动态上传、全程可控,精准管控施工扬尘;隧道掘进产生的弃渣,经现场破碎加工、筛分处理后全部用于路基回填,固废循环利用、变废为宝……行走在项目施工现场,看不到漫天扬尘、看不到废料堆积,处处是整洁规范的绿色施工场景,让公路建设与太行山水自然相融是初衷亦是坚守。

党建引领 红心铸魂

太行巍巍,精神永续。有着红色基因的河南省公路工程局集团,将工程建设与"不怕牺牲、不畏艰险;百折不挠、艰苦奋斗;万众一心、敢于胜利;英勇奋斗、无私奉献"的太行精神深度融合,打造出"太行红心"特色党建品牌。

"太行红心"的内涵更是激励着全体参建者以"党建红心"攻坚克难,直面太行山区质地坚硬、耐磨耐腐蚀的"红心石材"挑战,以坚韧不拔的精神、勇于担当的作风和不断创新的技术和管理模式,克服了一个又一个困难,用智慧和汗水凿通山岳,以便捷的交通助力南太行地区将"愚公移山"般跨越千载的"走出去"梦想心声变成了现实,使南太行内外便捷连通,向更好的未来发展。在此期间,项目创新的"三红驱动"工作法,即红色技术攻坚(党建+攻坚团队)、红色智慧工地(党建+科技协同)、红色联建机制(党建+历史智慧),更是因地制宜让党建红引领工程蓝、守护生态绿。

项目部坚持支部建在工地、党旗飘在一线、党员冲在前沿,在施工一线设立"党员示范岗""红旗班组",把党建阵地前移至隧洞口、梁场边、路基旁。项目健全"双向交底、班前讲话、影像留存、考核评比"四项机制,党员骨干带头开展安全技术交底、梳理当日施工重点、排查现场风险隐患。施工攻坚阶段,党员带头冲锋、靠前作战,在隧道掘进、溶洞处置、汛期抢险、夜间攻坚等急难险重任务中勇挑重担。

党建有温度、工地有温情。盛夏酷暑时节,项目部常态化开展"夏送清凉"活动,将绿豆汤、矿泉水以及防暑药品送到一线作业岗位;汛期提前储备雨衣、胶鞋、应急物资,组建24小时值守防汛抢险突击队,全力应对雨情汛情,保障施工安全。

将党建温度体现在每一次"急难险重"的召唤里,也正是河南省公路工程局集团一直以来的优良传统。坚守国企使命、勇担社会责任,多年来,河南省公路工程局集团主动奔赴各地参与抗冰除雪、抗洪抢险、灾后援建等应急任务,在风雨中坚守、在危难中担当,用实干与奉献诠释"河南交通铁军"的硬核担当。

立足新发展阶段,河南省公路工程局集团还将锚定"立足河南、深耕中原、面向全国、走向海外"发展愿景,朝着"国内一流基建产业综合服务商"目标稳步前行。

山河为卷、匠心为笔,太行山下的建设热潮久久不息。建设者们以科技为翼、以实干为基、以初心为炬,将红色精神、绿色理念、智慧技术精准融入每一寸路基、每一片梁体、每一处隧洞,沿太行高速焦作段项目正以高标准建设、高质量推进、高水平赋能,为豫北区域经济社会高质量发展铺就一条连通山海、赋能振兴的腾飞通途。

 

 

 

 


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