崇明至启东长江公路通道工程

上海长江隧桥通车让崇明岛融入到了上海市的发展中去。而后,崇启大桥的贯通又将崇明岛拉入了长三角发展中的重要区域。区位条件的进一步改善,让崇明多年积淀蓄势的生态价值和生态品牌,有了转化为经济和社会效应的更好的外部条件。与牺牲生态环境为代价获取经济繁荣所不同的是,这个中国第三大岛在连接外部的同时,依旧郁郁葱葱,花鸟繁盛。

  上海长江隧桥通车让崇明岛融入到了上海市的发展中去。而后,崇启大桥的贯通又将崇明岛拉入了长三角发展中的重要区域。区位条件的进一步改善,让崇明多年积淀蓄势的生态价值和生态品牌,有了转化为经济和社会效应的更好的外部条件。与牺牲生态环境为代价获取经济繁荣所不同的是,这个中国第三大岛在连接外部的同时,依旧郁郁葱葱,花鸟繁盛。

  被誉为“长江门户、东海瀛洲”的崇明岛,地处长江口,是中国最大的河口冲积岛,也是中国最大的沙岛,在1300 多年前就已经成陆。其旖旎的风光和丰富的海岛资源,成为上海可持续发展的重要战略空间。

  崇明岛是世界上最大的河口冲积岛屿,四面环水,其生态结构相对独立,系统关系相对封闭,生态系统的发展受到其自身地理位置的孤立性、资源的有限性和生态环境的脆弱性的限制。

  2005 年,上海市委、市政府根据崇明资源优势和区位优势,选择了一条发展循环经济和开展生态建设的可持续发展之路以环境、生态优先为基本原则,按照世界生态岛的标准,提出了“生态崇明”的目标,在开发建设过程中必须强化生态环境的保护和培育。

  

  崇明至启东长江公路通道工程(上海段)(以下简称:崇启通道工程)在充分调研崇明岛生态本底的基础上,提出了“资源节约型和环境友好型”的生态高速公路的建设原则。崇启通道工程是国家高速公路网G40 上海至西安高速公路的重要组成部分,是长三角高速公路网规划的城际通道,对改善上海市交通系统的结构与布局,增强上海市路网开放性和建设海陆空“三港”联动的现代化立体交通枢纽,综合开发崇明岛资源,促进苏北地区的经济发展有着重要意义。

  崇启通道工程建成以后,卯足了劲儿的崇明抓住了崇启大桥建成机遇,在现代化生态岛建设和发展上大展拳脚,也为世界级生态岛建设在大交通战略上挥洒出重要的一笔。

将“生态岛建设”进行到底

  到东滩观鸟、用风能发电、举办环岛国际自行车赛事……致力于打造“世界级生态岛”的上海崇明区已成为上海“天然氧吧”、长三角的宜居城市。2012 年,联合国环境规划署在上海发布了《崇明生态岛国际评估报告》,称“崇明生态岛模式”可成为全球42 个岛国的生态发展模本。

  崇明的生态岛建设离不开公路。

  “高速公路的建设虽然加快了地区间的交流,促进当地的发展,但是又需要消耗大量自然资源,对环境造成的破坏,这是发展与保护之间一个很大的矛盾。”前上海崇启通道建设发展有限公司(以下简称:崇启公司)总经理黄少文表示,从以牺牲环境为代价换取地区发展,到资源节约型、环境友好型公路的建设,人们的观念在改变,要求在提高,促使公路建设技术也随之不断发展。

  上海、崇明一线牵

  崇启通道工程全长约51.763 公里,按省界划分为江苏段和上海段,由两省市独立进行建设和运营管理。其中上海段全长为30.735 公里,起自长江隧桥终点,沿途经过崇明县陈家镇、向化镇、港沿镇和竖新镇管辖区域,设主线收费站一处,在向化公路北延伸段设向化互通一处,主线服务区一处。

  上海段起点段和终点段为南北向,中段呈东西向布局( 平行于北横引河),其中设定了两段分离式道路。上海段的道路等级为双向六车道高速公路,设计车速为100km/h,路基宽度为接线33.5 米、大桥宽度33.0 米,全线桥涵设计汽车荷载等级采用公路-I 级,互通立交连接线采用三级公路标准。

  

  据悉,崇启通道工程于2006 年11 月由国家发改委正式批准立项;2008 年4 月国家发展改革委批复工程可行性研究报告;2008 年12 月交通运输部批复工程初步设计。项目总工期3.5 年,崇启通道工程( 上海段) 于2008 年12 月26 日正式开工,2011年年底竣工通车。

  以往,车辆若从上海市中心出发至江苏启东,沿沪嘉高速公路—沿江高速—苏通大桥行驶,全程约为200 公里,车程在2.5 小时左右;崇启通道建成后,车辆改走长江隧桥、崇启通道,同样的路程缩短至110 公里,行车时间缩短至1.5 小时左右。

  产业发展的快慢与地区交通便捷与否密切相关。崇启大桥通车后,崇明的人流、物流、信息流、资金流等大幅上升,经济快速发展的环境日益完善。崇明以优质的生态环境、优越的交通区位和积极的配套政策优势,坚持低碳发展的理念,积极发展高效生态农业、先进制造业,大力发展生态休闲旅游业、生产性服务业和信息技术产业等。

  践行“科技先行”

  为建设崇启通道工程,由上海城市建设投资总公司(以下简称:上海城投)出资成立上海崇启通道建设发展有限公司,承担建设单位责任,具体负责组织工程项目的实施,落实指挥部的日常工作。

  崇启通道工程建设初期,上海城投就明确了工程的质量目标、安全目标、工期目标和环保及文明施工目标、创新目标。建设过程中,始终坚持安全第一、质量第一的原则,确保了工程质量始终处于受控状态,工程没有过发生安全责任事故和质量事故,并全面完成了两年主体、一年配套,三年基本建成的工期目标,完成了工程的环保及文明施工目标和创新目标。

  “上海市对崇明岛的规划目标是将其建设成为一个世界级的生态岛,所以崇明岛最大的特点就是不发展工业,以农业和旅游观光、休闲养老产业为主。”黄少文介绍,崇启通道工程是崇明岛的第一条高速公路,贯穿整个崇明岛。

  “高速公路的建设总是会对当地生态产生较大的改变,对植被、动物迁移以及水资源等影响都比较大。”黄少文介绍,在开工之前,崇启公司就牵头成立了一个软课题小组,专门针对什么是高生态高速公路建设制定了一系列指标和评价体系,“当时我们调研了国内的、世界上的很多生态做得好的高速公路,提出了一些适用于我们这个项目的想法。”

  

  崇启通道工程形成了多项科技和工艺创成果,为建设“生态高速公路”发展模式提供了有力支撑

  建设中,崇启公司坚持“科技先行”的方针,积极践行“对生态的最小破坏,对环境的最大保护”的建设理念,形成了多项科技和工艺创新成果,给建设“生态高速公路”发展模式提供了有力支撑。

  梧桐树引金凤凰

  种下梧桐树,引来金凤凰。随着崇启通道的建设通车,崇明岛的发展开始提速。2012 年,上海智慧岛数据产业园已在陈家镇正式开园,作为上海“十二五”信息服务业规划发展和智慧城市建设的核心载体之一,智慧岛数据产业园将借助沪崇苏大通道的全面贯通,重点发展以数据产业为核心的软件和信息服务业,努力打造成上海“创新驱动、转型发展”的示范基地、智慧城市建设的支撑基地和对接国家战略性新兴产业的重要载体。

  长兴、陈家镇、城桥新城是崇明的三大重点地区。目前,三大重点地区发展已经渐入佳境,长兴海洋装备岛正在如火如荼地建设,陈家镇生态城镇风貌初显,城桥新城田园水城框架基本形成。

  崇启大桥的建成,沪苏两地的合作发展将不断加强。长兴岛和江苏沿江( 海)的海洋装备产业可以取长补短、优势互补,实现“双赢”的目的。陈家镇可以充分发挥“桥头堡”优势,成为上海面向苏北的重要门户乃至节点性城镇。城桥新城可以依托更为广阔的外部发展环境,乘势加快发展。

  “所谓人的问题,一方面是人的思想问题,另一方面是人才问题。”沪崇苏大通道的全线贯通,不仅带来交通的便捷,更带来崇明人观念的更迭,崇明人民将以更开放的心态迎接新一轮的发展。同时,开放的崇明将以良好的发展前景、较好的待遇等,吸引更多的人才来崇明建功立业,构筑人才高地,靠人才来推动崇明的发展,从而更好地建设现代化生态岛。

 “很微小的地方都做足了功课”

  崇明具有良好的生态环境,接近10%土地总量的河溪水网、大片环岛的滩地、沼泽和芦苇,全岛绿地覆盖率达到16.8%。而且,崇明特殊的岛屿自然区位,四周有宽广的水域隔离了大都市和工业区污染源的进入,使得良好生态的维系有着天然的有利条件,岛上水洁、土净、气新,生态过程活跃,自净能力较强,环境空气常年维持在国家一级标准水平。

  在这样一个风景秀美,生态环境却又十分脆弱的岛屿上修建公路,建设者们显得“小心翼翼”。

  变废为宝:长江口疏浚细砂作路基填料

  据测算,崇启通道共需路基填料约400 万立方米,按常规约需3000 亩土地,这对脆弱的崇明岛生态来说是一个灾难。

  “高速公路填筑路基需要大量的土石方。而崇明岛因为是泥沙冲积形成的岛屿,土地资源十分金贵。同时,崇明岛也是一座‘孤岛’,生态环境单一而脆弱,如果大开大挖必然会对当地的生态环境造成影响。”崇启公司工程部指挥长彭志坚说,崇明岛自身无法提供足够的路基填方,购买成本又十分高昂。

  

  项目变废为宝,采用长江口疏浚细砂作路基填料。图为长江口取砂

  为尽可能地减小对崇明土地的占有,项目在路基填料的选择上,使用长江口细疏浚清淤产生的细砂作路基。

  每年,长江航道清淤产生的千万吨级细砂有待处理。能否将这些细砂利用起来,作为路基填料,既能解决所需土石方问题,又能变废为宝?建设部门联合同济大学,把细砂路基在崇启通道的应用作为一个重要的科研课题,通过对路基各个技术参数等进行测试,验证了长江口用细砂填筑低填路基的可能性。

  

  图为填砂路基施工

  “我们将细砂取样回来以后,做了一系列的研究实验。因为我们知道,高速公路对填料是有要求的,而就当时的高速公路建设规范而言,长江口清淤产生的细砂属于一种不良的填料,能否使用有待考证。”彭志坚回忆说,通过研究和实验发现,这种细砂在一定含量的情况下,具有很高的强度指标,甚至高于一般的填筑土质,“我们认为,只要按照合理的配比使用,是可以达到理想的强度的。”

  为了验证这项工艺的可行性,在全线工程实施前,建设单位还与同济大学合作,在国内第一次进行了1:1的模型实验,以加速加载试验为主要手段,结合理论分析和数值模拟,针对G40 实体工程低填长江口细砂路基,采用国际领先的移动式加速加载设备MLS66,以模拟未来20 年内交通荷载的反复作用和高温恶劣天气的影响,设计2 种不同低路基结构并实施了5200 万标准轴次的加速加载试验;同时进行了路基路面结构响应的全过程监测,包括地下水位、路基湿度、路面温度、地基沉降、孔隙水压力、动态应力应变、塑性变形累积、车辙、模量等。

  

  项目针对低路成型,进行了加速加载试验

  “一定重量的车辆对不同高度的路基进行反复的冲击和碾压,测试出模量的衰减等指标,并且将路面加热到60 摄氏度,以观察水稳结构的变形包括沥青路面的变化情况。”

  据计算,此项技术的运用不仅意味着减少占地3000 亩,还节约了工程投资。

  减少破坏:降低路基高度以节约土地

  相对于上海地区其他高速公路,崇启通道的路基高度明显低了许多。

  崇明岛地理上呈现孤立性和资源的有限性,生态环境承载能力有限,对人类活动、自然灾害和环境变化敏感。基于生态环境特点和生态休闲岛的立体规划,崇明岛的推进循环经济,发展生态产业,建设成为环境和谐优美、资源集约利用、经济社会协调发展的现代化生态岛区。

  崇启通道工程作为一条全新“生态高速公路”,在建设过程中推行低路堤设计理念,降低填土高度,尽量减少占用不可再生的土地资源,使景观、环保、生态高速公路与周围环境的和谐融合;通过控制路基永久变形指标,综合考虑平衡湿度状态和模量衰变的方法确定路基最小高度,使得路基的平均高度降为2.2m,较上海地区的平均高度3.6m降低了1.4m,每公里可少用约3.5万立方米的路基填料,减少了工程占地和路基填料的数量,保护了有限耕地资源,同时也节约了工程造价。

  为了系统分析并验证了低路基结构的长期性能,在全线工程实施前,项目以加速加载试验为主要手段,结合理论分析和数值模拟,针对G40实体工程低填长江口细砂路基,采用国际领先的移动式加速加载设备MLS66,以模拟未来20 年内交通荷载的反复作用和高温恶劣天气的影响,设计2 种不同低路基结构并实施了5200 万标准轴次的加速加载试验;同时进行了路基路面结构响应的全过程监测,包括地下水位、路基湿度、路面温度、地基沉降、孔隙水压力、动态应力应变、塑性变形累积、车辙、模量等。

  

  施工中的崇启通道鸟瞰

  在对接线路段地质条件进行了深入试验研究基础上,根据不同地质情况,综合采取了轻型井点降水、换填长江口细砂、低能量强夯、钉形与双向水泥搅拌桩、PTC 预应力薄壁管桩、轻质路堤、水泥搅拌桩、等(超)载预压等地基处理措施,有效解决了海陆交汇区软土地基修建高速公路的沉降、稳定等难题。

  建设过程中,各参建单位始终坚持质量第一的原则,全线共布置了357 处沉降观测点。在持续堆载不少于九个月,且沉降观测结果达到连续三个月沉降值不大于5 毫米/ 月时,由建设、设计、施工、监理四方共同判定,分段进行卸载。由于这些刚性指标的严格控制,大大减少了工后沉降量,路面平顺度得到很好的保障。全线桩基进行了100% 的低应变检测,超过桩基总量的10%进行了高应变检测;全部钻孔灌注桩进行了桩底注浆处理,并100% 进行超声波检测;共选取了4 根桩基进行静载试验,桩基承载力全部满足设计要求。

  通车前夕, 还完成了崇启大桥上海段90m+150m+90m 悬浇变高度预应力混凝土连续梁竣工荷载试验, 通过外观检查、成桥线形测量、伸缩缝水平位移监测、静载试验、动载试验、振动特性试验等方面的实地验证,试验数据证明了桥体的结构强度、静力刚度、动力性能、实际承载能力均满足设计要求。在按照《公路工程质量检验评定标准》进行的质量评定中,10853 个分项工程合格率为100%。

  “从运营几年的效果来看,效果还是非常理想的。”黄少文说。

  减排减噪:主线收费站实行客货分流

  “崇启通道工程在主线收费站采用了客货分离式收费设施设计,使客车和货车分道通行,一方面大大减少了因车流积压而集中产生的尾气排放量和噪音分贝,使通行车辆尾气排放减少20% 左右;另一方面减少了因客货混行导致的拥堵、提高了通行能力。”

  

  图为崇启通道工程摊铺试验路段

  彭志坚解释,高速公路在运营期将对道路沿线的生态环境产生一定的影响,主要是噪音和汽车尾气中的重金属如铅等。因此,结合崇明近自然陆域特点,提出绿色生态公路内涵的科学、系统理论,结合崇启高速,提出建设绿色生态公路的设计要点和实施关键技术,在此基础上提出评价生态高速公路评估指标及系统;提出缺少可资利用的高速公路生态功能最优化的实现途径与生态化设计技术集成体系。

  崇启通道工程在环境保护方面可以说是“很微小的地方都做足了功课”:除了在收费站实现客货分离以外,还在全线采用两处分离式路基,大大降低了噪声污染,同时又体现了生态和景观的理念。在沿线植物品种的选择上,除了考虑景观效果外,着重考虑对汽车尾气中重金属的消解。并且,借鉴国外在公路路面雨水处理方面,针对公路路面雨水经流中的主要污染物,在向化立交区域设置植物过滤处理路面雨水的方式,可使路面雨水达到排放标准。

  针对崇明鸟类保护区的特点,项目还专门花费一千多万元,在高速公路边装上了遮光板。“鸟类具有趋光性的,如果不装遮光板,鸟类看到车辆灯光就会飞过来,高速行驶的车辆很容易撞到它们”,彭志坚告诉记者,沿线这样的细节还有很多,都是为了最大限度的保护崇启的生态环境。

  “合适的时间做合适的事”

  人们喜欢称上海为“上海滩”。

  一个“滩”字,将上海的软土地基特质形容得淋漓尽致。而毗邻上海的崇明岛,因其淤积岛的特性,土质更不如上海。

  “人们常说:‘上海道,车子跳’,说的就是在软土路基的地区很容易发生路基沉降,导致路面不平、桥头跳车等问题。”彭志坚表示,为了避免这些问题的发生,保证工程质量,崇启通道工程建设期间“在过程中进行时间和沉降量双控制,严格管理制度,还专门成立了一个沉降工程组。”

  最高峰时期,这个工作组的成员达到107 人。

  “合适的时间做合适的事”

  崇启通道工程建设初期,上海城投就明确了工程的质量目标、安全目标、工期目标和环保及文明施工目标、创新目标。建设过程中,始终坚持安全第一、质量第一的原则,确保了工程质量始终处于受控状态。

  

  港沿服务区迎接通车

  “工程没有发生安全责任事故和质量事故,并全面完成了两年主体、一年配套,三年基本建成的工期目标,切实完成了工程的环保及文明施工目标和创新目标。”黄少文说;“在工程建设之初,我们就针对崇启通道工程特点,充分分析了近五年来崇明的气象条件,按照‘合适的时间做合适的事’的原则,对工程进行了总体筹划。“

  例如,路基填筑必须选择旱季施工;绿化施工必须分常青树和落叶树,在合适的季节种植;沥青路面施工最佳时机是每年六月至十月;房屋内外装修,应当在干燥季节为好等。

  有一次,施工人员正在铺设沥青,突然间天气下起了雨,彭志坚赶紧跑到现场要求停工,并且取样检测。“尽管取样结果是合格的,但是我们依旧要求绝不允许在在雨天铺沥青,不能存在侥幸心理。”彭志坚说,质量无小事,容不得半点马虎。

  “即便‘时机’要求的这么严格,工程也没有延误。”崇启通道工程项目总监理工程师孙巍说,通过设计的优化、施工的优化、管理的优化,时间被“抢”了回来。

  “安全第一、质量创优”

  崇启通道工程全体参建单位始终遵循“安全第一、质量创优”的指导方针,严格执行国家基本建设程序,建立了科学高效的工程建设管理系统,形成了建设单位统一管理、施工单位严格自控、监理单位认真核查、设计单位优化配合、运营单位提前介入的质量安全管理模式,大力推行施工标准化、质量通病防治和“平安工地”建设工作,使工程质量、安全得到有效的控制。工程建设未发生一起质量和安全事故。

  

  “在工程质量控制方面,坚持了施工方案的分级审定、原材料的三级检验,主要是采取建设单位抽检、总监办检验和施工单位自检相结合的方式。对地基处理和桩基检测加大频次、关键工序监理加强旁站、路基沉降观测由施工单位和监理单位同步独立进行等方面的工作标准。”彭志坚说,项目充分发挥了现场监理的监督作用,加强了施工现场的监督指导,确保了工程质量始终处于受控状态。

  “总监办设立了党支部,由兼有政治思想工作经验和施工现场管理经历的老同志担任支部书记,大大增强了总监办对监理队伍德、能、勤、绩、廉五个方面的引领和管理。”孙巍介绍,建设单位积极支持和配合监理单位在工程施工现场开展的“监理企业树品牌监理人员讲责任”的行业新风建设活动,“这样一个大型工程,建设单位和建立单位的配合与沟通十分重要,能在这种和谐友好的氛围中开展工作,工程质量当然有保证。”

  “工匠精神最终体现在末端”

  “ 一定要强调我们高速公路的全寿命周期,因为延长高速公路的使用寿命就是对自然的最大节约。不但节约维修材料和资金,更减少废料的产生,所以高速公路的建设向长寿命、自然节约型,以及与周边环境协调性的方向发展是十分正确的。”黄少文说,崇启通道运行四年多以来,几乎没有过大的维修,“这种质量的保证要依靠科技进步,依靠技术革新,还有精益求精的精神。”

  “做了这么多年工程项目,我们也做了很多研究,其实我们现在不是没有工匠精神,而是没有确切的理解每个行业工匠精神的内涵。”彭志坚认为,公路工程的工匠精神与“与执行力有关,工匠精神最终体现在末端。”

  他以崇启通道工程为例,解释道:“一个现代化的工程项目,需要现代化的管理方式,需要自上而下领会贯通。崇启通道先进的工作理念,如果没有施工人员的认真执行,没有监理人员的细致监督,也不可能做好。”

  “所有的工程项目都是由人来操作,所以目前就我们这个行业来说,要强调的是执行力。只有从上到下都具备执行力,尤其是最末端、最广大的工人都能够做到把职业当成事业,整个民族的工匠精神才能形成。”


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