一公局
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2021-08-03
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南京,八卦洲旁,在百舸爭(zhēng)流的長(zhǎng)江主航道下,一條“巨龍”正以火熱之勢(shì),連通兩岸。由一公局集團(tuán)隧道局承建的南京和燕路過(guò)江通道南段隧道工程A3標(biāo)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“和 燕路過(guò)江隧道”),使用中交天和自主制造的“振興號(hào)”超大直徑盾構(gòu)機(jī)再一次成功穿越長(zhǎng)江。
和燕路過(guò)江隧道是中交集團(tuán)貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記提出的長(zhǎng)三一體化戰(zhàn)略而著力推進(jìn)的大國(guó)工程,也是踐行“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略,為即將到來(lái)的長(zhǎng)江中下游大規(guī)模過(guò)江通 道建設(shè)而實(shí)施的一項(xiàng)樣板工程。
由錢(qián)七虎等5位中國(guó)工程院院士組成的專(zhuān)家組將和燕路過(guò)江隧道評(píng)價(jià)為“目前國(guó)內(nèi)難度最大的盾構(gòu) 隧道”。全長(zhǎng)2976米的和燕路過(guò)江隧道,開(kāi)挖直徑達(dá)到15.03米,地質(zhì)條件復(fù)雜,為全國(guó)首例超大直徑盾 構(gòu)穿越斷層、溶巖地層的過(guò)江隧道,施工水壓最高達(dá)到 0.79 兆帕。4年建設(shè)期間,中交建設(shè)者們自強(qiáng)不息,量身打造了國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“振興號(hào)”,攻克了管片上浮這一世界性隧道施工難題,創(chuàng)造了盾構(gòu)施工10萬(wàn)平方米“不滲不漏”的先例。
“滴水不漏”的施工傳奇
2021年4月,隨著超大直徑盾構(gòu)機(jī)“振興號(hào)”平穩(wěn)穿越江底最深處,盾構(gòu)掘進(jìn)施工隨即突破千環(huán)大關(guān)。項(xiàng)目經(jīng)理王義盛感慨萬(wàn)千,“和燕路過(guò)江隧道難在盾構(gòu)施工,盾構(gòu)機(jī)的操作是‘差以毫厘,失之千里’,我們成功克服了隧道滲漏水問(wèn)題, 如今隧道工程已經(jīng)進(jìn)入到了新階段。”
滲漏水現(xiàn)象是困擾盾構(gòu)隧道施工的技術(shù)難題,也是和燕路過(guò)江隧 道繞不過(guò)去的坎。滲漏水不僅影響 隧道施工正常進(jìn)行,增加施工成本,如果處置不當(dāng),還會(huì)增加隧道運(yùn)營(yíng)期的安全風(fēng)險(xiǎn)。
早在和燕路工程盾構(gòu)施工前,項(xiàng)目部就針對(duì)滲漏水問(wèn)題多次召開(kāi) 研討會(huì),既不放過(guò)導(dǎo)致滲漏水的 每 一個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題,又要“擒賊先擒王”,解決關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。管片上浮問(wèn)題直接影響管片拼接質(zhì)量,極易導(dǎo)致滲漏發(fā)生,重點(diǎn)突破這一技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)成為大家的共識(shí)。
項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)管片上浮問(wèn)題制定了一系列應(yīng)對(duì)措施,包括對(duì) 最初 20米地層進(jìn)行加固處理。剛開(kāi)始,情況良好,但是隨著管片拼裝漸漸通過(guò)這20米的加固處理區(qū),此后拼裝的管片,上浮趨勢(shì)明顯。技術(shù) 團(tuán)隊(duì)迅速開(kāi)展應(yīng)對(duì)措施,不斷調(diào)整施工方案和機(jī)器參數(shù),然而效果并不理想。
那是項(xiàng)目機(jī)電總工徐文禮職業(yè)生涯中最煎熬的一段時(shí)光。“盾構(gòu)始發(fā)時(shí)的喜悅早已拋在腦后,腦子里想的都是怎么盡快解決管片上浮問(wèn)題。”他說(shuō),一方面,超大直徑盾構(gòu)機(jī)
“振興號(hào)”重達(dá) 4000 噸,盾構(gòu)機(jī)不能停機(jī),否則易造成掌子面不穩(wěn)定、地面沉降、民房沉降開(kāi)裂等風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,如果不盡快解決管片上浮 問(wèn)題,盾構(gòu)機(jī)越往前掘進(jìn),隧道滲漏水的風(fēng)險(xiǎn)就越大。
面對(duì)管片上浮的巨大壓力,項(xiàng)目黨支部書(shū)記兼總工程師趙小鵬和徐文禮一邊不斷給年輕同事打氣, 一邊暗自咬緊牙關(guān)與難題較勁。一天,潛水員下潛時(shí)佩戴鉛塊的場(chǎng)景 浮現(xiàn)在徐文禮腦海中,給了他靈感,“能不能通過(guò)增加配重,抵消管片的 上浮力?”徐文禮的提議得到了大家的支持。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)隨即展開(kāi)理論計(jì)算,得到需要施加 200 噸載荷的結(jié)論。如此重的載荷,會(huì)不會(huì)對(duì)隧道和盾構(gòu)機(jī)造成不利影響?徐文禮眉頭緊鎖。為了驗(yàn)證配重載荷的可行性,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將廢舊鋼板焊接在一起,進(jìn)行配重載荷試驗(yàn)。“我們24小時(shí)不間斷關(guān)注管片的上浮量,一環(huán)一環(huán) 地觀察著施工效果,同時(shí)不斷優(yōu)化參數(shù),同步注漿配合比。”徐文禮回憶說(shuō)。終于,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)注漿的方法,將管片的上浮力與200噸載荷產(chǎn)生的重力保持住了動(dòng)態(tài)的平衡。
當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)到100環(huán)時(shí),管片最大上浮量始終控制在 3 厘米以?xún)?nèi),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功控制了管片上浮,這意味著和燕路超大直徑盾構(gòu)科研攻關(guān)小組創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)超大直徑盾構(gòu)施工的最高水平。隨后,項(xiàng)目部又相繼解決了管片測(cè)量、管片拼裝等一系列會(huì)影響工程質(zhì)量的技術(shù)問(wèn)題,最終創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)超大直徑盾構(gòu)施工中“滴水不漏”的施工傳奇。
量身打造的盾構(gòu)利器
建設(shè)世界級(jí)工程,必須要有一把趁手的“利器”。對(duì)于和燕路過(guò)江隧道項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),中交天和自主制造的國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)“振興號(hào)”,就是他們挑戰(zhàn)和燕路過(guò)江隧道工程的一把利器。
專(zhuān)為打通和燕路過(guò)江隧道而量身打造的“振興號(hào)”盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)直徑15.03米,總長(zhǎng)135米,重達(dá)4000噸,最大推力達(dá)246400千牛。首次使用了全智能化的管片拼裝系統(tǒng)、智慧化遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)等多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)了多個(gè)世界首創(chuàng)。可以滿(mǎn)足多種復(fù)雜地質(zhì)條件下施工要求,尤其是核心部件的國(guó)產(chǎn)化,不但降低了成本,更重要的是把核心技術(shù)牢牢掌握在了自己手中。
和燕路過(guò)江隧道地質(zhì)復(fù)雜,0.79兆帕的最高施工水壓,也是目 前國(guó)內(nèi)水壓最高的隧道工程,隧道土巖復(fù)合地層掘進(jìn)距離長(zhǎng)達(dá)約 1865 米。施工時(shí),長(zhǎng)江江底高水壓處覆土厚度僅 10.25 米,還要穿越 5 條斷裂帶。中交天和針對(duì)其地質(zhì)情況進(jìn)行了“量體裁衣”式的設(shè)計(jì) 制造,準(zhǔn)備了應(yīng)對(duì)一切風(fēng)險(xiǎn)的“工具包”,包含常壓換刀裝置、泥水艙分層逆洗系統(tǒng)、刀盤(pán)伸縮擺動(dòng)裝置、超大直徑盾構(gòu)機(jī)超長(zhǎng)距離不換刀技術(shù)、三通球閥接管延長(zhǎng)裝置等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在上軟下硬地層掘進(jìn)時(shí),采用提高刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、降低掘進(jìn)速度、加強(qiáng)沉降監(jiān)測(cè)等方式控制施工;在穿越斷裂帶時(shí),采用預(yù)先對(duì)斷裂帶注漿加固、優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)等方式控制風(fēng)險(xiǎn)源;在巖溶段,配備超前探測(cè)與超前注漿系統(tǒng),具 備超前探測(cè)和處理溶洞的功能。與進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)不同,中交自主研發(fā)的“振興號(hào)”在功能設(shè)計(jì)、運(yùn)輸方式等方面都做出了自主創(chuàng)新。“我們國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)沖洗能力更強(qiáng)勁,管片運(yùn)輸方式更新穎,運(yùn)輸效率較進(jìn)口盾構(gòu)更高。不止于此,在盾構(gòu)機(jī)的心臟‘主驅(qū)動(dòng)’上,‘振興號(hào)’創(chuàng)新通過(guò)球鉸軸承保證主驅(qū)動(dòng)在復(fù)雜施工環(huán)境下,除伸縮功能外,還能進(jìn)行擺動(dòng),增強(qiáng)了盾構(gòu)機(jī)對(duì)于江底復(fù)雜施工環(huán)境的適應(yīng)能力。”中交天和設(shè)計(jì)研發(fā)總院“振興號(hào)”盾構(gòu)機(jī)總設(shè)計(jì)師樹(shù)軍 對(duì)盾構(gòu)機(jī)的性能非常自信。
如果說(shuō)盾構(gòu)機(jī)是穿行地下、吞石吐泥的“巨龍”,那刀具就是這條“巨龍”的牙齒。“振興號(hào)”采用超大直徑盾構(gòu)超長(zhǎng)距離不換刀技術(shù),及刀具全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),這在世界范圍內(nèi)尚屬首次。這項(xiàng)技術(shù)不僅可為中國(guó)盾構(gòu)節(jié)約數(shù)以?xún)|計(jì)的成本,還 降低了因換刀而導(dǎo)致的隧道坍塌和人身傷害風(fēng)險(xiǎn)。
“在同等地質(zhì)條件下,其它超大直徑盾構(gòu)機(jī) 200 米左右就需要更換 刀具,而我們自己的盾構(gòu)機(jī),在該地 層連續(xù)掘進(jìn)了 1500 米,從未換刀。”徐文禮自豪地介紹道。
“振興號(hào)”盾構(gòu)機(jī)的優(yōu)異表現(xiàn)也用事實(shí)證明,中交自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,中交盾構(gòu)施工水平世界領(lǐng)先。“我工作13年了,見(jiàn)證了中交從剛開(kāi)始做盾構(gòu)施工到現(xiàn)在的蓬勃發(fā)展的歷程,盾構(gòu)機(jī)的直徑從6米到16米,體量上也在逐步增大,以前只能選用國(guó)外的盾構(gòu)機(jī),技術(shù)安裝調(diào)試是不允許我們看,自己的設(shè)備花了錢(qián)找人維修,還不知道什么地方壞了,有種屈辱的感覺(jué)!”想到這些年的變化,徐文禮久久不能平靜。
精益求精的工匠情懷
又好又快地完成和燕路過(guò)江隧道施工,離不開(kāi)高科技的裝備和保 障手段,同時(shí)也離不開(kāi)“軟實(shí)力”的支撐,那就是一定要把工程干好的 情懷以及由此激發(fā)出來(lái)的工匠精神。這一情懷,已在項(xiàng)目每個(gè)建設(shè) 者心中開(kāi)花結(jié)果。
“以前,超大直徑盾構(gòu)機(jī)施工并沒(méi)有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可供參照,我們是摸著石頭一路過(guò)河。之所以能把工程做到極致,憑借的就是一絲不茍的工匠情懷。如果不能干出一些成績(jī),我感覺(jué)愧對(duì)我的家人,愧對(duì) 南京人民,也愧對(duì)一個(gè)這么好的工程項(xiàng)目機(jī)會(huì)。”趙小鵬說(shuō)。
“軟實(shí)力”體現(xiàn)在對(duì)工程品質(zhì)精益求精的追求上。建設(shè)者們對(duì)每一片管片的精度進(jìn)行測(cè)量,對(duì)每一環(huán)中的每片管片間的精度進(jìn)行測(cè)量,創(chuàng)造了隧道施工流水線般的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)工序。項(xiàng)目距離長(zhǎng)江大堤直線距離約400米,地下水與江水直接連通。盾構(gòu)始發(fā)時(shí),為確保其始發(fā)姿 態(tài)與密封止水用的鋼絲刷位置能完美地契合,不給滲漏水留下一絲縫 隙,在焊接每一塊鋼絲刷時(shí),技術(shù)人員都要爬到現(xiàn)場(chǎng)十幾米高的架子上精確定點(diǎn)。這樣的狀態(tài),他們每天來(lái)回不知多少趟,如此小心翼翼,只為確保“零滲漏”。
平均年齡32歲的年輕團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了箱涵拼裝精度達(dá)到3毫米內(nèi)的行業(yè)高水平,以及管片錯(cuò)臺(tái)量控制在4毫米讓業(yè)主驚嘆的佳績(jī)。自2018年開(kāi)工以來(lái),項(xiàng)目先后榮獲2018年度江蘇省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀等獎(jiǎng)項(xiàng)12項(xiàng),并取得了多項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利,不僅在行業(yè)內(nèi)打造了良好的社會(huì)信譽(yù)和企業(yè)品牌,同時(shí),項(xiàng)目部也成為中國(guó)交建大直徑盾構(gòu)施工人才培養(yǎng)基地和科研中心。
( 尹沁宇 柴全)