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“開拓者1號”的地下之旅

水電十一局發(fā)布時間:2021-02-07 15:20:52  作者:梅雪嬌 張國林

深冬的長沙街頭,一派熙熙攘攘景象。年關(guān)將近,這條通往長沙黃花國際機(jī)場的唯一快速通道——人民東路快速路顯得格外繁忙。

過往的旅人啊,當(dāng)你們行走在這川流不息的人民東路快速路的時候,又可曾知道,在這地下5米的深處,一臺非同尋常、體型龐大的“開拓者”剛剛靜悄悄地完成了它為期35天的地下之旅。

說起來這段旅程并不長,只有區(qū)區(qū)50.75米,但每前進(jìn)1毫米,都是與地層的艱難博弈,為了能順利到達(dá)目的地,它可算是做足了功課。

地質(zhì)復(fù)雜 困難接踵而至

地下掘進(jìn)分局作為水電十一局核心專業(yè)分局之一,從深圳地鐵7號線開始,足跡遍布深圳、武漢、洛陽、長沙、鄭州、西安等;盾構(gòu)機(jī),從3米到6米樣樣不在話下,然而這寬7.5米、高5.4米的大尺寸頂管機(jī)還是第一次遇到,更重要的是它居然不是傳統(tǒng)的圓形頂管機(jī),而是矩形,為長沙首例大尺寸矩形頂管施工工程,也是湖南省首次在地鐵施工中應(yīng)用。

截至2020年8月底,由水電十一局承建的長沙地鐵6號線主體結(jié)構(gòu)及盾構(gòu)施工基本完工,車站附屬工程正在有序推進(jìn)。韶光站位于長沙市芙蓉區(qū)人民東路與規(guī)劃韶光路十字交叉路口,頂管下穿人民東路快速路,該道路為雙向8車道,車流量高達(dá)8萬輛/日,而且是通往長沙黃花國際機(jī)場的唯一快速通道。如果用傳統(tǒng)的明挖法施工,需要倒邊三次,工期最短也要一年左右,沿途涉及管線改遷、交通疏解等制約因素,既影響路面交通,對底層擾動也較大。

為了解決倒邊與管線遷移問題,出入口計劃采取非開挖方案即頂管法進(jìn)行施工。該方案施工工期短、占用場地小、不影響道路交通且安全高效。方法找到了,可具體怎么實施呢?這讓有著近十年地鐵盾構(gòu)施工經(jīng)驗的85后項目經(jīng)理張偉著實迷茫了一把,“駕馭傳統(tǒng)圓形盾構(gòu)機(jī)咱們可算是輕車熟路,但這種異形的矩形大尺寸頂管機(jī)還是頭一次接觸,而且長沙地質(zhì)條件復(fù)雜,曾有類似矩形頂管在這里施工未成功的案例,想要干好實屬不易?!?/p>

這話一點也不假,4號出入口不過50.75米,不足分局掘進(jìn)總里程42.33公里的八百分之一。

然而這次掘進(jìn)的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們的預(yù)期,韶光站附近地下水含量豐富且為承壓水;人民東路快速路車流量大,地面動載較大;頂管穿越的地質(zhì)有粉土、富水圓礫層、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,典型的上軟下硬、富水圓礫層地質(zhì),且埋深在4.5米~6.7米,埋深淺的地方還不到1倍的洞徑,地質(zhì)沉降難以控制;隧道覆土厚度較淺,而頂管下穿管線又較多,有電力管廊、雨水管、污水管等,距離管線的凈距離僅僅只有0.9米,管線沉降難以控制。難題遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此,施工場地小,管節(jié)存放難、出渣不易......

諸多困難對頂管機(jī)掘進(jìn)提出了較高要求,超挖與注觸變泥漿過量都會帶來不可估量的損失,施工難度與風(fēng)險極大。而本次施工采用大尺寸矩形頂管施工,是公司更是湖南省首次在地鐵施工中應(yīng)用。沒有現(xiàn)成的道路可走,沒有現(xiàn)成的模子可依,只能一步一個腳印,邊學(xué)邊干,摸著石頭過河。

“既然業(yè)主放心把工程交給我們,再難我們也要干好,沒有條件創(chuàng)造條件也要上,拿出敢涉險灘的勇氣和魄力,激發(fā)勇于創(chuàng)新的智慧和能力,確保頂管施工首戰(zhàn)必勝?!眲訂T大會上,地下掘進(jìn)分局分局長馮宏朝斬釘截鐵地說。

奮力蹚出自己的路

“準(zhǔn)備忍受幾千個困難,準(zhǔn)備作幾千次嘗試,而且,我們在作了一千次嘗試以后,準(zhǔn)備去作一千零一次嘗試”。作為十一局第一個吃螃蟹的“盾構(gòu)達(dá)人”,馮宏朝不止一次的這樣鼓勵現(xiàn)場工人,“沒有現(xiàn)成路可走,就必須逢山開路、遇水架橋,奮力蹚出自己的道路?!?/p>

正因為有這樣一批抓住機(jī)遇、不畏挑戰(zhàn)、敢于創(chuàng)新的先行者,水電十一局在非水電領(lǐng)域的道路才越走越寬、越走越廣!機(jī)會總是留給有準(zhǔn)備的人,而所謂的“準(zhǔn)備”正是在一次又一次挑戰(zhàn)中不斷積累。

工欲善其事必先利其器。

早在2019年底,項目部就開始著手頂管機(jī)的選型工作。前期做了大量的市場調(diào)研,由馮宏朝帶隊、物資設(shè)備科長田振偉全程跟蹤,馬不停蹄、風(fēng)雨無阻往返頂管機(jī)廠家新鄉(xiāng)十余次進(jìn)行實地考察。過程中無數(shù)次與設(shè)計溝通,變更圖紙方案,90后總工張國林長達(dá)一個月之久駐廠家對設(shè)備進(jìn)行全方位檢修,以確保頂管機(jī)的適宜性。

時值七月,長沙的夏天潮濕而悶熱。為了實現(xiàn)頂管機(jī)按期下井始發(fā)目標(biāo),盾構(gòu)“老匠”李志波帶領(lǐng)機(jī)修班全體成員,鉚足了勁兒對頂管機(jī)進(jìn)行改造。這次選用的頂管機(jī)適用于軟土地質(zhì),而韶光站4#出入口屬于典型的上軟下硬地層。經(jīng)過對地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)分析,項目部開始積極對頂管機(jī)刀盤進(jìn)行改造,通過減小刀盤切屑的運動間隙、提前對刀盤減速箱進(jìn)行更換、增大刀盤電機(jī)功率等舉措,使之適應(yīng)特殊地層。短短一個月的時間里,更換減速箱達(dá)9個之多、重新焊接刀具高達(dá)50余次。

工具上的改造只是萬里長征的第一步。面對頂管姿態(tài)控制、地質(zhì)沉降、管線沉降、施工場地小,管節(jié)存放、出渣等困難,項目部與業(yè)界專家多次組織研討評審會,對頂管適應(yīng)性進(jìn)行反復(fù)論證,確保萬無一失。

2020年秋,恰逢長沙實行藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。由于場地狹小,出渣不順暢,白天施工,夜晚不得不停止推進(jìn)。在下穿雨污管線、人民東路快速路時,為了避免頂管長時間停機(jī),造成雨污管線破損、路面沉降,項目部積極與出渣隊伍、渣土消納場進(jìn)行溝通,商議在下穿雨污管線及人民東路快速路時,出渣不能停。最終三方達(dá)成協(xié)議,力保順利出渣。

這50.75米的掘進(jìn)里程中,最驚心動魄的一段莫過于近距離“接觸”電力管廊、雨污管道及人民東路快速路。始發(fā)到第5米時,與電力管廊凈距離1.81米;第12米時,橫穿寬度將近35米的8車道人民東路;第17米時,與DN500的污水管凈距離僅為0.937米;第21米時,與DN1500雨水管凈距離為1.21米......每一次掘進(jìn)都可謂“步步驚心”。

從未停止探索的腳步

為了這一段“旅程”,項目部全體技術(shù)骨干群策群力、精心布局。

在下穿電力管廊、雨污水管前,先在管線上方鋪設(shè)鋼板,以減小行駛車輛對管線的擾動,同時加強(qiáng)對地面的監(jiān)測,每個班監(jiān)測一次,再根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)及時對頂進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。最終,安全、順利下穿雨污管線及人民東路快速路,地面累計沉降不足4.4毫米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)關(guān)于20毫米的沉降范圍。

機(jī)遇總是伴隨著挑戰(zhàn),挑戰(zhàn)總是在不停的打破常規(guī),善于打破常規(guī)才能有所創(chuàng)新,而創(chuàng)新是一個企業(yè)發(fā)展活的靈魂。

第一次接觸大尺寸矩形頂管,為了提高工效,各種小發(fā)明、小創(chuàng)造在施工中也應(yīng)運而生?!兑环N應(yīng)用于矩形頂管施工中的出渣裝置》《一種應(yīng)用在矩形頂管施工中的負(fù)環(huán)管節(jié)》于2021年初申報公司群眾性經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新;《復(fù)雜地質(zhì)條件下大尺寸矩形頂管施工》將申報2021年省級工法,新的創(chuàng)新成果無疑將為后續(xù)相關(guān)領(lǐng)域的施工提供寶貴經(jīng)驗。

艱難方顯勇毅,磨礪始得玉成!哪有什么天生的基建狂魔,只有夜以繼日的鉆研與努力。

2020年11月7月,頂管機(jī)成功吊裝下井;

2020年12月16日,頂管機(jī)順利始發(fā);

2021年1月19日,4號出入口貫通。

從始發(fā)到貫通,歷時35天,這個命名為“開拓者1號”的矩形頂管機(jī)完成了非同尋常的地下之旅,這具有里程碑意義的“旅行”,拓展了公司大尺寸非開挖頂管掘進(jìn)的新領(lǐng)域,開創(chuàng)了長沙市大尺寸矩形頂管施工的先河,同時也成為了湖南省首次在地鐵施工中應(yīng)用成功的典范。

1月20日,接連收到業(yè)主、監(jiān)理發(fā)來賀信。信中對長沙地鐵6號線頂管項目全體職工表示衷心感謝,對十一局精湛的施工工藝、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、高度的責(zé)任感和使命感給予充分肯定。

“如果我們在這里失敗了,十一局在地鐵施工的路就斷了,我們就是十一局的罪人?!瘪T宏朝在剛踏入深圳時鏗鏘有力的話語仿佛又在我們耳邊響起,肩負(fù)著這種使命,還有什么工程干不好呢。

從盾構(gòu)機(jī)到頂管機(jī)、從圓形到矩形、從“大禹1號”到“大禹8號”、從 “牡丹1號”到“牡丹3號”,再到這次圓滿完成頂管施工任務(wù)的“開拓者1號”,十一局人用勇氣、實力、速度、品質(zhì)一次又一次向未知領(lǐng)域挺進(jìn)。


“開拓者1號”矩形頂管貫通


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