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重点工程巡礼

天水城下精彩穿越——公司宝兰铁路客运专线渭河隧道施工纪实

来源:本站原创 作者:邬斌 时间:2015-11-17 14:35:24 人气:1997

——公司宝兰铁路客运专线渭河隧道施工纪实

■ 邬 斌

十一月的甘肃省天水市,天气已经有些微凉,慢节奏的城市里,清晨总是笼罩着蔼蔼雾气,一切看起来都如此宁静。然而这座曾经的西北重镇的城市下方,正悄然经历着巨大的变化。

11月8日8时,由中铁十二局集团三公司承建的着宝(鸡)兰(州)客运专线头号高风险控制性工程渭河隧道全面贯通。

尽管并不是全线最长的隧道,但却是全线重难点控制性工程,唯一一条被中国铁路总公司“挂牌”监控的隧道,备受关注。

    销号:是件很自然的事情

渭河隧道全长10016,开挖断面158平方米,不仅有黄土滑坡、膨胀岩、湿陷性黄土和松软土等不良地质,Ⅳ级、Ⅴ级围岩段高达92%,而且要在天水城区下穿城市建筑物、藉河黄土梁峁区、藉河河谷、液化气站及液化气管道等高风险地段,被业内专家誉为“大断面城市地铁”。

尽管安全风险大,进度不可控因素多,但项目却成为第一个被建设单位提前“销号”的重点控制性工程。

“安全管理是渭河隧道管理的核心,计划管理是关键。”项目经理宋振军介绍说。“当安全、进度都在可控之中,销号就成为一件很自然的事情。”

“我们邀请了国内知名隧道专家和大学院校,对渭河隧道泥质岩地层下穿复杂河谷区穿越的河床、滑坡、高层建筑、高速公路等技术难点展开研究,在把握泥质岩的工程特性的基础上,运用现场测试、数值模拟以及理论分析等技术手段对下穿建构筑物的工程力学行为及施工技术对策进行详细研究实践。”项目总工程师梁胜国介绍说,

“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测,在我们这里不仅仅是一种口号”,宋振军说,“雷打不动的每周一安全步距自我检查,在很多人眼里看来有些苛刻。”

“一次,隧道一个掌子面超了0.5米,从施工队到技术员,不仅在工程例会受到了批评,而且都被处罚了一定的现金。”项目安质科长董志方说。

“我们划定的隧道掌子面与仰拱、二衬的距离比上级规定的更严。”宋振军翻出他们自己划定的“红线”:仰拱与掌子面的间距Ⅴ级围岩不得超过25米,Ⅳ级围岩不得超过35米,二衬紧跟其后。

钢筋间距、拱架间距等也是如此,低于标准必须返工补救。

为什么非要划定这样的高压线?

宋振军说:“‘红线’就是‘生命线’,是保证安全的屏障,不能有任何侥幸心理,”

这种严格也来自兰新铁路甘青有限公司和天水指挥部对标准化管理定位很高,要求很严,对渭河隧道施工管理给予了格外关注。

“刚开始时,我们做的并不好。”项目总工梁胜国没有丝毫掩饰,“通过和相邻单位的比较学习,我们的理念不断转变。”

“一点小的误差,没有大碍”刚开始很多人都有这样的想法。

“仰拱端头、衬砌厚度与设计有那么点差别,对质量没有多大的影响,能不能放宽松一点。”在一次例会上,一名施工队负责人提出质问。

“不能。”这样的想法被当场否决。

“渭河隧道临近往宝鸡方向铺轨的起始点,如果不能按工期开通,将影响整条铁路的工期。”项目经理宋振军肩上的担子可想而知,但为了图方便加快进度不规范施工,宋振军坚决不同意。

 仅靠人员自觉性往往不能达到预期的效果。

“施工高峰期有14个掌子面,项目部领导班子成员和工程部、安质部部长每人包保一个至两个,形成七个小队,每天晚饭过后对全线进行巡查。”项目部党委书记梁爱景介绍。

“每天晚上回来都已经十二点左右,原项目驻地看门的老大爷早已经休息,我们每天如此,老大爷到最后都不愿给我们开门了。”项目技术科长姜文涛无奈的说,“为了加强现场监控,我们搬离了原项目驻地,只为离工点更近一些。”

“技术员、安全员必须跟班作业,这是项目的硬指标”“检查中超过三次缺席,他们就要被更换”

“我们一天两次进行全站仪测量,围岩变形量数据同步共享,”测量队队长孙波说,“不仅管理人员,建设单位、业主都能看得到,对我们的安全施工进行督促。”

难题:在探索创新中攻克

 从2013327日,渭河隧道两座斜井全线第一家进洞,距离项目上场才过去了一个多月。

兰新铁路甘青有限公司副总经理兼总工程师肖颂新赞扬到说:“你们拿了头筹,不简单!”

这座隧道施工的确不简单。

渭河隧道设三座竖井,深度均大于50米,开挖断面面积为230平米,竖井围闭采用咬合桩结构,素混凝土桩与钢筋混凝土间隔布置。

 然而咬合桩必须自上而下先后穿越富含地下水的圆砾土层和泥岩层,为典型的“上软下硬”地层,传统的施工机械无法成孔,套管钻机无法穿越弱风化泥岩层,咬合桩施工进度一度滞后,成为竖井施工难题。”梁胜国介绍说。

“断面如此之大,深度如此之深,地铁竖井施工也很少见,这种应用于海边基坑防护的咬合桩施工更少见。”项目技术科长姜文涛说,“最初没有经验,往往半个月成不了一根桩。”

 “改用旋挖钻机使第一根桩成型时,本以为看到了胜利的曙光。然而下方岩层渗水,底部泥岩经过水侵泡,形成膨胀,使钻机都无法取出”姜文涛补充道。

那时的姜文涛,一度失去信心。

经过技术攻关及现场多次试验,现场采用“两阶段成桩法”,

第一阶段,先钻进取土至岩面,然后卸下锤式抓斗改旋挖钻机,从套管内用旋挖钻机钻至桩底设计标高,成孔后向套管内填土,一边填土一边拔出套管。第二阶段,按钻孔咬合桩正常施工方法施工。

“采用‘二阶段成孔法’确保了钻孔咬合桩的咬合质量,既解决了竖井咬合桩施工在富含地下水的砾卵石层中旋挖钻机不能成孔的问题,又解决了套管钻机无法通过泥岩地层的困难,保证了咬合桩施工质量。”项目总工梁胜国说。

然而这并非万事大吉,由于竖井深度大,混凝土施工过程中会出现离析,不能保证混凝土质量。“原有的流管法即便改成斜流,依旧无法改变下部离析的问题”“为此我们自行设计了竖井混凝土分流系统,增加二次搅拌,保证混凝土质量。”

竖井内衬施工工艺是项目的另一项改进,采用整体式桁架支撑体系,四周设可调丝杆,以便于模板安装及支撑;经过实践,此工艺速度快、耗时短,支撑牢固可靠,解决了满堂脚手架支撑体系搭拆时间长和易变形导致跑模的弊病,且减少了劳力投入,一模衬砌的时间由原来的7天减少至5天。 

“我们把竖井划分作业区,分组施工,进一步节约了时间。”姜文涛介绍说。

尽管位于西北,7月却是雨季,加上地址含水量大,穿着水裤下去,上来也是一身的黄泥,姜文涛回忆道,那时真是躺着就睡。

“一心要想要做成的事,就一定能成功。”

54米的3号竖井创造了从开挖到衬砌完成用时72天的施工记录,得到了甘青公司、设计、监理单位的高度评价。

目标:数字最具有发言权

“绿色环保生态高效、零伤亡、信息化,建设全国一流高铁,这是建设单位在项目上场时便定下的严格标准。”项目党工委书记梁爱景介绍说。

“隧道穿越城区的3.3公里埋深全部小于40米,距离高层建筑最近只有19米。羲皇大道、天北高速的行车安全也不得不考虑。爆破法在此无法应用。”梁胜国说。

     为降低下穿城区时对地表建筑的影响,项目结合渭河隧道地质大部分为弱风化泥岩的特点,合理选择开挖方法,掌子面开挖采用CAT320挖掘机和挖机破碎锤配合施工。

“这种方式不仅避免了爆破造成的超挖,同时降低了对地表构造物的振动影响,为同类型隧道施工积累了宝贵经验。”梁胜国说。

随着渭河隧道的贯通,隶属渭河隧道纸碾弃碴场全线第一家通过环水保部门验收的施工单位,从一开始就对弃碴场高度重视。“我们一边倒碴一边治理,排水沟、挡墙、环水保、复耕全部严格按照设计要求。”董志方说。

由于弃碴场处于临近北山的郊区,原本的沟壑经过弃碴场的复耕处理,成为一片平地,具有了较高的再利用价值。

“经验有时并不是那么可靠,只有真实的数据、图像才不具有欺骗性。”梁胜国在介绍信息化时说。

“围岩变形量一旦超过5毫米,数据就会通过蓝牙将测量数据上传至手机,利用手机客户端软件上传至网络服务器,由系统自动发出黄色预警。拌和站的信息和试验室的信息也是通过手机蓝牙传输,不仅项目人员可以了解,中国铁路总公司也可以观察到。”

   “信息化不仅是一种现代技术手段,更是保障隧道安全的重要方式,也是节约成本的重要方式。”宋振军说。

    “隧道混凝土施工前,测量人员都要进行断面扫描,由技术人员核算出需要的混凝土量,与设计量,实际消耗量进行比较,这样的用数字说话很有说服力。”姜文涛说。

从项目上场伊始,项目所有临建设施开工建设前必须有图纸,提报项目部审批,既满足需要又不造成不必要浪费。例如拌合站料仓、便道、驻地采用混凝土编号及施工厚土就不一样。便道需要承受车辆的来回碾压,所以混凝土编号和厚度就比其他两个高。

“每个队伍上场人数,我们都是经过仔细核算的。”

“我们把技术培训、对点帮扶等贯穿始终,共开展各类活动34次,累计培训875人次。”项目部党委书记梁爱景介绍。

随着施工的平稳运行,项目先后7次获得兰新铁路甘青有限公司绿牌奖励,其“三台阶七步开挖法”施工工法成为了全线的观摩对象。

   发展:一座城的强心剂,一条线的催化剂

天水古为秦州,远在西周以前,已是河谷盆地土地肥沃,地势开阔,峰青水旺,水草丰茂,就是牧马养畜的好地方。

这座曾因交通而盛城市,是古丝绸之路西出关中、进入陇原的第一重镇。在唐开元盛世,更是中国西去长安的一大重镇,被称为"千秋聚散地",因而名噪一时。

 唐玄奘西去印度,"过秦州,停一宿",至今在天水还流传着许多玄奘取经的传说。唐安史之乱后第四年,诗人杜甫逃难奔到天水,居三月,所写的《秦州杂诗二十首》以及由陇入蜀的12首纪行诗,在他一生诗词创作中,占有重要地位.

 坐落于陕、甘、川交界地带和西安至兰州两大城市的中点,居西安至兰州两大城市中间的天水,尽管有着G310国道、G316国道横贯东西,五条省道辐射南北,但想要“西去”和“东进”仍旧处于“慢摇”时代,已经无法满足经济发展的要求。

  随着国家一带一路的建设,作为古丝绸之路上的天水,必然不能缺席。“丝绸之路经济带建设,为天水扩大开放、承接产业转移、调整产业结构、改善基础条件、推动经济社会转型跨越提供了难得的历史机遇。”天水市委副书记、市长杨维俊再其《“一带一路”中的“天水构想”》中写到,其中宝兰客专的重要意义也被重点指出。

预计2017年建成通车的宝兰铁路客运专线将使宝鸡到兰州缩短到2小时,形成一条中国东部地区通往新疆的高速铁路联通线,使人类几千年文明传播的古丝绸之路迈入高速时代,天水也将搭上这条新丝绸之路高速时代的“便利车”。

 “衔接开通天水至兰州‘麦积山号’、天水至西安‘天水号’旅游专列”重要一环的渭河隧道,犹如天水城下的一条的长龙,横贯城市南北。

在这场与困难搏斗的华丽转身背后,宋振军认为,一支优秀的团队是整个项目和谐运作的前提和保证。“整个项目部就像一台发动机一样,缺少了哪个零部件、甚至小到一颗螺丝钉,整台机器都无法正常运转。”

“我们也从兰新铁路甘青有限公司和天水指挥部那里学到了很多东西,严格的施工标准让整个团队理念发生的不少变化,施工思维从粗放变得精益求精。在项目遇到困难时,也总能得到援助。”宋振军说。

秋去冬来,天气转凉,许多候鸟已经迁向温暖的南方。

隧道贯通已有几天,项目一部分人已经开始打点行装,去往其他的项目。候鸟的迁徙是有方向的,而这批人,他们肩负着一种特殊使命,或北或南,或东或西,哪里需要就去往哪里!

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