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发布日期:2015年11月25日
隧道尖兵正在穿越中条山
——中铁隧道蒙华铁路中条山隧道施工侧记
文章字数:2,724
  “承压水巨大,黄土遇水失稳,极易造成隧道坍塌,是隧道施工的禁区。设计时不到万不得已,不会让隧道穿越这样的区段,而中条山隧道穿越禁区段就有两公里多。”中铁隧道蒙华铁路中条山隧道项目经理殷晓东介绍。
  在如此艰难地段施工,从进场临建到现在仅10个月,中条山隧道就被蒙华公司树为隧道施工标杆,迎来蒙华铁路全线施工单位现场观摩。
  11月初,笔者走进中铁隧道承建的位于晋豫交界处的中条山隧道施工现场。 

  带水作业、仰拱及时封闭成环……工艺创新保障本质安全 

  虽说隧道是18.4公里,但其为双线、加上斜井、中间联络线等,单线掘进里程将达到四五十公里,所以Ⅴ、Ⅵ级围岩地段说是约占全线的三分之一,可不是仅仅六七公里那么简单。 
  隧道出口段斜井目前最大承压水量为每天7千立方米,进正洞后按设计量有可能会达到每天11万立方米。两年前,当地老百姓在地质勘探留下的距离隧道178米的山顶钻孔处接了一根水管,进行农田灌溉,到现在水量依然没有减弱的趋势。也就是说勘探钻孔178米,承压水达到了17.8公斤的压力,这是普通水管、管接头无法承受的压力。
  走进出口段的5号斜井,却没有看到笔者想象中的工人穿着雨衣雨裤工作的场景。在进尺310米的掌子面处,空气略显潮湿,偶有凝结的水珠滴落,现场洁净有序。掌子面下台阶底部有一道沟,像瀑布一样的水从台阶上流进沟里,然后被抽进不远处的井内。这就是“分段截流、反坡排水、带水施工”工艺。项目部根据出水点情况及水量大小在隧道底板每隔20米左右设集水坑和截水沟,然后将水抽排至移动集水泵站,再通过价格高达17万元的大功率高扬程合金泵将污水通过大直径管道抽排至洞外处理池。
  “这个5号斜井的日出水量现在已达4千立方米。按照以前黄土施工的老工法将会导致工作面泥水淤积,抽排困难,很容易导致隧道淹井,耗时费力。现在创新工法工艺,采取帷幕注浆分段截流带水作业,不仅保证了施工安全,而且加快了施工进度,特别是改善了工人施工环境。”三工区经理郭玉旺说。目前5号斜井每月可开挖五六十米,虽然缓慢,但在同类地质条件下已属不易。而进入正洞后,估计每月进尺只能在二十米左右。
  Ⅴ、Ⅵ级围岩条件隧道施工最大的危险还是坍塌。项目部开挖采用上下台阶与仰拱(隧道底部的反向拱形结构)一次开挖法施工,仰拱初期支护紧跟下台阶,及时封闭成环。支护及早形成整体的环形结构,回归“新奥法”施工理念,从根本上解决了“关门”塌方的重大安全隐患。并且,将仰拱初支纳入台阶法工序,减少仰拱单独开挖工序,缩短了仰拱施工循环时间;仰拱与下台阶一次开挖成型,既减少了对围岩的二次扰动,又防止了泥水对仰拱基脚的浸泡而导致隧道失稳。
  现在,中条山隧道进口左右线均已开挖掘进610余米,通过监控量测数据对比分析,隧道拱顶累计沉降变形、周边收敛变形始终处于可控状态,较传统的仰拱二次开挖工法,有效杜绝了掌子面前面开挖,后面仰拱施工时容易发生的关门塌方事故。通过专家分析,中铁隧道采用的仰拱及时封闭成环工法工艺从本质上确保了隧道施工的质量和安全,适用于各类地质条件,具有较强的推广应用价值。 

  移动栈桥、湿喷机械手……引领隧道施工机械化配套技术 

  “机械化配套就是要实现复杂地质条件下安全施工、良好地质条件下快速施工的一种最优组织模式,是我国隧道施工水平领先国际的利器。”中铁隧道董事长丁荣富说。
  隧道进口位于中条山北边。隧道内,一工区经理尚军特别介绍了全液压履带自行式移动栈桥。据了解,仰拱长栈桥施工理念已提出了很多年,但因为栈桥对交叉施工影响和空间狭窄对混凝土振捣质量影响等问题没有得到很好解决,所以推广应用的效果并不理想。中铁隧道经过仔细的研究分析,成功研发了全液压履带自行式移动栈桥,彻底解决了交叉作业、立体施工、栈桥下施工空间狭窄等技术难题,并获得两项国家专利,填补了国内履带式新型栈桥的空白。
  移动栈桥单次可以施工24米,有效减少了仰拱之间施工缝隙对接次数,提高了仰拱的整体性,对改善隧道质量通病、提高仰拱施工质量具有极大效果。11月7日,蒙华公司董事长、总经理张梅在现场检查时听到移动栈桥的施工效果时,连声说:“干活的人说好才是真好,好就要坚持!”
  其实,移动栈桥施工只是中铁隧道机械化配套在蒙华铁路应用的一个缩影。在中条山隧道,中铁隧道还配置了矿研180(超前地质预报钻机)、混凝土湿喷机械手、衬砌混凝土自动养护台架、整体式衬砌模板台车等先进机械设备,形成了超前地质预报、喷锚支护、仰拱、二次衬砌、空洞检测、水沟施工作业等机械化配套作业生产线,实现了隧道全工序机械化作业。
  其中,混凝土湿喷机械手是初期支护的一项重量级武器,将作业人员从繁重的体力劳动和恶劣的施工环境中解放了出来。当前,中条山隧道共配备了8台KC-30型号混凝土湿喷机械手。湿喷机械手使混凝土从拌和站到初支完成全部实现机械化作业。同样的工程量,以前要十余人,现在只需二三人。采用湿喷作业还能有效降低空气中粉尘浓度,现场作业环境得以极大改善,保证了作业工人的职业健康。 

  质量至上,精细化管理……项目实验室活动推进有序 

  蒙华铁路MHSS-3标段项目部是由中铁隧道二处代集团公司组建的项目部。进场以来,“信息化、专业化、机械化、工厂化”等理念就贯穿了管理始终。
  蒙华公司提出“质量至上”理念。项目部除在工艺创新上确保质量安全外,还搭建监控量测信息自动预警管理系统平台。在隧道洞口大屏幕、在办公室电脑、在手机,直至在中铁隧道集团公司监控量测信息平台上,相关人员均可对原始数据及时查看、分析、反馈,指导施工。据介绍,开工以来发生过1次黄色预警,量测预警系统切实起到了作用。
  项目部质量总监张献伟介绍:项目部按照隧道施工工序组建专业班组,主要分为开挖班、支护班、仰拱班、二衬班等,班组长为工序质量安全的主体责任人。作业人员进行实名制管理,工资奖金等由工区考核发放。对于不服从管理的个别人员,达到3次,工区将及时上报二处相关部门,纳入人员“黑名单”,全公司不得录用。这样,项目部就从管队伍变为管理个人,从项目管理延伸到公司系统管理。
  对违章,如果罚款,很容易遭到工人抵触。项目部设立奖励基金,并采取“连坐”的方法,即1人违章,班组内所有人员同样少领奖励,从而促进员工互相督促、互相帮助。
  “现场实行实名制作业,关键工序影像留存,建立档案,实现了可追溯,真正实现了责任到人。”项目部党工委书记罗进说。
  如今,项目部、各工区相继成立了项目管理实验室活动组织机构,正在通过“修订完善、总结提炼、实践检验、创新发展、复制推广”的方法,优化工程项目管理体系文件。同时,项目部结合实际,明确了大区段仰拱快速施工方案等15个实验室立项项目。
  滔滔黄河水,巍巍中条山,这里是忠义化身关羽的故乡。中铁隧道尖兵正在以忠义精神,奉献企业、报效国家,在披荆斩棘中奋勇前进…… 夏天 段宏杰 张立为