天堑变通途
天堑变通途（图6幅）
——中铁四局集团济源至新安高速公路1标工程建设纪实
◎李茂 雷克林
2025年2月20日，阳光清亮，郭振亮站在河南省济源市邵原镇的中铁四局济新高速公路1标一分部兼总包部办公室窗前，远处王屋山在山间升腾的雾气中若隐若现，显得愈发空灵。“真快啊，一晃四年多了。”他是一分部项目经理，济新高速建设的点点滴滴仿佛黄河三峡两种重量不一样的水流遇到了一起，清澈与混沌交织而来。
事出不意
济新高速起于济源市邵原镇，向南接菏宝高速，在八角山南麓跨越黄河进入洛阳市新安县境内，止于铁门镇北，顺接在建的新安至伊川高速公路和连霍高速，全长47.971公里。其中，中铁四局一公司承建济新高速1标工程，管段长19.44公里，自邵原镇全境穿过，越黄河，连新安县石井镇、北冶镇，设置2个项目分部，隔河守望。
2021年6月28日，距离中标签约已过去大半年的济新高速公路项目正式开工！参加开工典礼回到项目驻地的郭振亮，看着面前密密匝匝的工程清单数量，眉头紧锁。他知道，这次开工并不意味着主体工程一触即发，而是所有临建工程大干的“鸣枪号”——是的，没有工程许可，任何人、任何单位都无权提前动土。
此前，济新高速全线施工单位除了配合设计堪图，大部分时间就是根据地勘实景，不断调整施工方案，当然，也包括做施工调查、外出考察供货商和甄选施工队伍。全然因为1标管段穿越太行山脉的崇山峻岭，桥隧相连，且有跨越黄河小浪底水库库区的大桥一座。
以黄河为界，一分部负责北岸10桥2隧1互通等综合工程及黄河大桥北锚碇施工，二分部主要负责黄河大桥以及南岸另4座桥施工。
其中，南北横跨的黄河大桥桥位处于黄河“U”形河谷区，水下地面年冲淤深度达50米。两岸崖壁为国家地质遗迹保护区，崖壁近乎直立，基岩出露。经过多种桥型方案比选论证，“独塔地锚式回转缆悬索桥”设计破茧而出。
黄河大桥北岸与济源八角山隧道相接，南岸与新安荆紫山特大桥连接，建成后是世界首座地锚式回转缆悬索桥、世界跨度最大回转缆悬索桥，也是河南省单跨跨度最大的桥梁。大桥主跨555米，按双向六车道标准建设，设计时速100公里。
“因回转缆锚碇与缆回转锚固有效配合，结构紧凑，锚碇对崖壁破坏最小，又可作为路基行车，与隧道衔接顺畅、利于施工控制，较好地协调了社会发展与环境保护的保护性开发，符合新发展理念，景观标志性强。”二分部项目经理帅勇说。
此时，无论一分部，还是二分部，都迅速地投入到“要开工先修路”的施工便道中。他们大约用了4个月时间，在各自管段的太行山脉凿出了一条“挂壁公路”。
及锋而试
山院隧道不算太长，580米，设计为常规的一个分离式隧道，全程穿过5级围岩。“这个隧道如果不提前贯通，没法给结构起来以后架梁提供通道。”郭振亮和一分部总工江正峰连着跑线路跑了一周，谋划好了整个施工组织安排。2021年10月1日，山院隧道拉开了济新高速1标全管段施工序幕。
顺接济新高速黄河大桥的八角山隧道是一分部的另一座“硬骨头”工程，长375米，断面总宽30.70米，最大埋深70米。但隧道左右洞水平间距较近，无法采用曲面式中隔墙进行施工。他们联合北京交通大学开展《大跨度复合异型直薄中墙连拱隧道施工关键技术与风险控制研究》，左右洞错开30米逐步往前挖，中间的导洞至关重要，它犹如一把锁，紧紧地把左右洞锁在一起。八角山特殊的地形地貌还形成隧道“露头”段——在隧道正中间从75米到120米左右，出现了一个天然漏洞，仿佛峭壁与峭壁间相连的一道沟壑。一分部提交了用明洞方式处理的技术方案，直接把导洞里的拱架喷浆支护延展做出去350米长，相当于把“露头”段做成了一个暗洞，既避免了山体落石的危险，又节约了工期。
2024年4月27日，八角山隧道中导洞顺利贯通。而就在这天，一个电话打了进来。“振亮，黄河大桥缆索施工迫在眉睫。一分部要暂停八角山隧道施工，调整为通道使用，全力以赴完成协助二分部北锚碇作业。”电话是一公司总工何宏盛打来的，信号不是太好，说话断断续续，其时，他正在开往洛阳龙门站的高铁上。
与何宏盛一同抵达八角山隧道作业面的还有四局享受国务院政府特殊津贴的专家王圣涛等人。很显然，仅有一个中导洞作为通道运力严重不足。王圣涛提出了一个可行性方案，他说：“我们采用‘洞中洞’的方式，在中导洞中隔墙的中间增加拱架，开挖一个左导洞，与中导洞形成上下行运输通道，然后洞外的那个‘挂壁公路’扩增几个错车平台。”
通道难题迎刃而解。2023年5月，黄河大桥北锚碇基坑正式开挖。事实上，黄河大桥的锚碇属于大体积混凝土结构，凝固时水化热的控制是重点。年届花甲的王崇旭专家受聘为项目技术顾问来到了济新高速1标项目，他在我国当代桥梁建筑界被誉为“桥圣”。二分部总工李波心底十分激动，他跟在王崇旭身旁，集中精神听他的一言一语。王崇旭说：“要控制混凝土水化热，关键还在配合比，要通过它延缓大体积混凝土的水化热时长。”
王崇旭让试验室大胆地采用“水泥用量50%，粉煤灰和矿粉两个加起来也占50%”的配比做实验，结果令大家吃惊又振奋，新配比的混凝土强度并没有改变，但是混凝土浇筑的初凝时间最长达到34小时。
2024年6月9日，黄河大桥锚碇施工全部完成，标志着大桥全面进入上部结构施工。“锚碇对崖壁和黄河破坏最小，又可充分利用复杂地形地质条件，较好地协调了社会发展与环境保护的保护性开发，符合新发展理念。”李波在项目大事记上郑重地写下这个节点。
风云际会
“济新黄河大桥在建设过程中创造了多项世界纪录，但由于当时编制预算时对后续创新工艺缺乏预判，通过聘请专家进行专项论证后才发现其中技术门道。直白地说，这座桥的实际建设成本远超预期。”帅勇表示。
从山顶往下挖了将近44米，二分部的人们才站在了黄河大桥主塔矗立的岩石上。要在这里打桩，最后形成一个9万余方的锚碇和山体融合，李波不敢想象工程之艰巨。主塔两个承台钻孔灌注桩，旋挖钻也好，冲击钻也罢，都只能望河兴叹，受地理条件限制无法使用大型设备，只得采取人工挖孔桩。受限于工法，水磨钻取芯，一块一块地吊出来，这个过程非常慢，日进尺仅50厘米，而桩长从15米到30米不等，算起来一根桩开挖完成要60天。
“波总，用水磨取芯加微爆破的方式，行不行？”帅勇问。
“通常，这是两个独立的工法。我们先找专家来现场论证。”李波话不多，觉得帅勇的建议是个好思路。
贵州大学的专家组成员如约来到工地，做了七八组试验都无法精确地控制爆破方量，究其因主要是岩石裂隙大小不受控。“能不能在裂隙上安装一个类似测量的工具，提前探测到它们的尺寸？”李波问。他的想法很快“变现”，一种裂隙观测传感器被他们开发出来，并成功应用到施工中。
猫道是悬索桥施工时架设在主缆之下、平行于主缆的线形临时施工便道。
二分部技术员惠泽泽成为了“飞行员”，他稳稳地操纵无人机。一根3毫米的迪尼玛（Dyneema）超高分子量聚乙烯纤维绳盘卷成一个套筒状挂在无人机上向北岸飞去，这是一种高强度聚乙烯纤维运用线体加强工艺制成的超圆滑敏感的绳子，1000米约4公斤重。北锚碇的工人接住绳子穿进索套，无人机回转，纤细而坚韧的绳子在风中伸展，直到南锚碇的工人将它稳稳地固定住，如此往复，直到累计加到23根迪尼玛绳捆扎成一根缆索，形成一个牵引系统。接着开始拉承重索，6根48毫米的钢丝绳都是通过牵引索一根根拖过去的。
“有没有一种可能性，从北岸锚碇放索，双端牵引直接固定到南岸锚碇装置。美国奥克兰海湾桥也是一根缆回转，但它的缆索是从南边拖到北边，换牵引装置，再拖回来，实现闭环。”何宏盛提出了大胆设想。这一方案得到了生产厂家的大力支持，与四局建设者一起研发，在出厂前就实现了“对折盘卷”创新。
主缆从桥塔上垂直往下放，到北岸锚碇横着往里放，几十吨重的缆索工人往5厘米的隔板里放是一件高强度高精准的“功夫活”。然而，负责主缆移动观测的技术员们发现装索股的隔板变形。转索鞍跟主索鞍在塔顶转圈的地方受力面存在变量，主缆把隔板挤变形了，5厘米宽的隔板槽挤到3厘米，主缆放不进去了。
隔板这一“变数”导致主缆比预计工期整整晚了1个月。补救措施确定后的第一根索股安装到位，委托专业检算单位进行受力验算，给出的结果是措施万无一失。实际上，此话很快“打脸”。测算时索股已固定，受力自然均匀。却忽略了过程中几十吨重的索股还要受“跨度、风力、温度”等各方面影响，摆动导致索股形成更大的挤压力，一股里面100多根5.3毫米的钢丝挤在里面哪里还有空间？
“还缺少索股双向压紧的编排方式。”李波对帅勇说。
“那就停工，从技术上先把问题解决掉，避免后患。”帅勇说。黄河大桥干到这时候，他们感到压力越来越大。
就这样，一种适应回转缆索股双向压紧的编排方式和平曲双滑动面分置的滑动式转索鞍研发出来，构建了回转缆多装置约束体系，隔板变形得到彻底遏制。
2024年10月31日，黄河大桥主缆架设完成。帅勇介绍了主缆的具体情况，他说：“这根回转主缆全长1613米，由121根索股组成，每根索股又由127丝高强度平行镀锌铝合金钢丝构成，索股从新安县南锚碇出发，经过塔柱在济源岸北锚碇水平锚固后，再次回转至南岸锚碇，主缆的拉力通过锚碇传入基础，整个主缆直径达72.55厘米，主缆总重达4500吨。”
后记：截至2025年2月20日，济新高速1标一分部除八角山隧道，其余工程主体均已进行沥青路面摊铺；二分部黄河大桥首节钢桁梁吊装，正式进入桥面安装阶段，为2025年底全线建成通车奠定坚实基础。济新高速公路有限公司董事长、总经理王雨听取了1标工作汇报后说：“黄河两岸施工进展迅速，离不开项目党组织充分发挥战斗堡垒作用、充分调动人们的自主创造性。”闻言，吴正勤和杨艳波舒心地笑了，他们分别是一分部和二分部的项目党支部书记。
图1：建设中的济源至新安高速全景
图2：黄河岸边，北锚碇锚体第二层正在绑扎钢筋
图3：2024年11月8日，济（源）新（安）高速公路黄河大桥施工现场，中铁四局的工人正在拼装紧缆机，以便对大桥主缆进行紧缆施工
图4：工人正在黄河大桥主塔顶部安装塔顶门架
图5：工人正在绑扎钢筋
图6：项目部管理人员与农民工共同开展防汛演练
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