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工人日报 2011年06月27日 星期一

隧道铁军征服海底世界

——写在中国中铁隧道集团设计、施工的青岛胶州湾海底隧道建成通车之际

文·图/李华坤 陈 勇
《工人日报》(2011年06月27日 002版)

胶州湾隧道洞口效果图

2010年4月胶州隧道第四合同段开挖到分界点

在举国欢庆中国共产党建党90周年之际,中国第一、世界第三长海底公路隧道一青岛胶州湾海底隧道顺利建成通车,向党生日献上一份特殊厚礼。这是继国内首座海底隧道厦门翔安隧道通车运营之后,中国海底隧道建设史上的又一盛事,它见证着中铁隧道集团海底隧道修建技术日臻成熟,也昭示着中国海底隧道建设水平迈上国际先进之列。

青岛胶州湾海底隧道是由中铁隧道勘测设计院有限公司设计、中铁隧道股份有限公司施工,总长7800米,是连接青岛(团岛)与黄岛的重要通道,是解决阻碍青岛市经济和社会发展的重要战略部署之一,也是实现“青黄全天候无缝连接”的重要纽带。通车后横跨胶州湾隧道仅需要5分钟,从青岛到黄岛只需要15分钟,“青黄不接”的交通瓶颈得到彻底解决。在胶州湾隧道建设过程中,中铁隧道集团勇于科技创新,精细项目管理,发挥专业优势,攻克众多难题,以强烈的社会责任感,以拳拳的时代赤子心,铸就了胶州湾隧道这一海底世界的丰碑。

精细管理 海底隧道施工管理上水平

青岛胶州湾隧道自2007年7月25日开始施工,2010年4月28日隧道全线贯通。中铁隧道集团股份有限公司在胶州湾隧道项目施工中,突破传统粗放管理模式,围绕施工生产中心,以进度、利润、安全、质量等为管理目标,不断探索海底隧道施工精细化管理模式,提升企业的管理水平。

中铁隧道集团胶州湾隧道项目部围绕施工各个节点目标,细化工序时间,反复讨论,最终敲定了以服务隧道超前主隧道超前地质探测为快速施工主轴,结合主隧道综合进度、现场实际需要确定经横洞进入主隧道增开工作面的时机,加快了主隧道的施工速度。同时,利用服务隧道增开主隧道开挖工作面,实施多线程作业。项目部建立了“以天保周、以周保旬、以旬保月、以月保季、以季保年”的进度考核标准,坚持“谁主管,谁负责”的原则,一级抓一级,一级保一级,做到层层落实;坚持每天召开协调分队任务安排落实会,确保任务落实,确保问题不过夜。精细化的进度管理,保证了中铁隧道集团自始至终在胶州湾全线施工中一直处于领跑地位。

项目部以《施工作业指导书》等项目管理文件为基础,严密现场施工管理,实施分工区包干办法,将责、权、利有机结合,把内部承包考核和目标激励相结合,把进度指标作为一项硬性指标分解到各工区、各分队每周进行考核分析。为实现目标,项目部不等不靠、克服地质变化频繁、管理跨度大等困难,创新激励机制,激发员工干劲增进队伍活力,实现了进度和产值指标上台阶的良好态势,迅速形成施工高峰,确保陆域段月均进尺在150米以上,海域段实现单月进度最高达120米。在业主青岛国信集团胶州湾交通有限公司推行的季度综合信誉评价中,每次都名列前茅,被树为全线施工标杆。

胶州湾隧道项目在领跑全线施工进度的同时,以“安全技术方案可行、现场施工规范标准、安全管理扎实有效、安全督导查缺补漏”,构筑起四道安全管理防线,确保了胶州湾隧道安全生产。项目部编制了多套具有极强操作性的安全技术方案和专项安全技术方案,为安全生产打牢了基础。同时以“创建安全文明施工样板工地”为目标,强化过程控制,将规范化施工、标准化作业作为现场施工的基本准则。项目部建立健全了安全管理体系,根据安全管理实际情况,成立了“安全督导组”,“群众安全监督员小组”,规范和记录施工过程中人的不安全行为和物的不安全状态,对胶州湾隧道的安全生产起到了很好的保障作用。

科技创新 攻克多项隧道施工技术难题

胶州湾海底隧道地质条件复杂多变,隧道需穿越9条断层破碎带(且多在海域段),极易造成坍塌等恶性事故,同时还要面对隧道下穿地表建筑物保护、隧道结构耐久性施工、小净距隧道施工等施工重难点。这对中铁隧道集团这支从事隧道与地下工程施工的专业化队伍来说,也面临新的挑战。现有的技术已经不能满足胶州湾隧道的施工需求,科技创新成为他们攻克难题的法宝。

在加快隧道超前探孔和注浆钻孔速度的方法研究中,项目部敢于创新,大胆将三臂凿岩台车升级改造,运用于超前注浆工序中。经过多方论证和试验比选,三臂凿岩台车的工作效率、工作范围、移动效率、钻孔速度、环保效果等各个方面,全面超越了多功能钻机和水平钻机,成为该项目海域段安全快速通过断层破碎带的关键设备,三臂凿岩台车也因此获得了“全能王”称号。经过胶州湾隧道两个循环的注浆施工,三臂凿岩台车的功能得到了更全面的挖掘。大胆尝试,三臂凿岩台车显神威。目前,三臂凿岩台车改进技术已经申请为国家新型实用技术专利。

胶州湾隧道修建之前,国内复杂地质环境下的隧道施工安全风险控制与管理的整套技术缺乏系统的研究,基本处于空白状态。项目课题组2009年启动,历经资料调研、理论研究、现场验证、成果总结等阶段。历时2年多,终于形成了在复杂地质环境下的隧道安全风险源的辨识与分析、安全风险评估、断层破碎带及软弱地质围岩的超前地质预报技术、防排水设施材料选择、施工方法及施工工艺的控制、施工的隧道的支护与衬砌、以及各种相关配套技术相结合的海底隧道施工综合工法,推动了国内海底隧道钻爆法综合施工整套技术的成熟化,填补国内海底隧道钻爆法综合施工技术空白。

在修建胶州湾隧道过程中,中铁隧道集团面临的最大技术难题就是穿越9条海底破碎带。项目部积极组织技术人员进行试验研究和技术攻关,研发出了一套适合胶州湾的海底断层破碎带综合施工工法。该工法依靠先进的综合预报手段以及超前预注浆加固止水、新型支护结构、机械配套、快速掘进等综合处理措施,在确保施工安全的前提下,提高了施工质量和速度,为中铁隧道集团率先安全顺利完成胶州湾隧道的掘进任务,提前到达分界里程做出了重大贡献。他们勇于探索,安全穿越九条海底破碎带。该工法2010年度被评审为交通部公路工程工法,对今后类似条件下的水下隧道的施工具有重要示范作用。

此外,项目部QC小组根据施工过程中出现的技术工艺难点,开展QC活动。其中《提高排水管施工畅通率》成果获得了2010年度全国工程建设质量管理小组二等奖。

隧道铁军 征服海底世界硕果累累

青岛胶州湾海底隧道建成通车,再次见证了中国隧道产业发展的力量。作为中国隧道建设的领军企业,中铁隧道集团在打造了隧道建设的数座里程碑之后,已然成为鼎起中国海底与水下隧道产业发展的中坚力量。

近年来,中铁隧道集团多次成功以隧道方式穿越大江大河,改变了过去“遇水架桥”的传统交通方式。建成了“万里长江第一隧”武汉长江隧道、首条穿越黄河隧洞——南水北调中线穿黄隧洞等。这些隧道的建成,为中铁隧道集团海底隧道施工积累了大量的理论知识和技术参数。

2010年4月26日,中铁隧道集团承建的国内首条海底隧道厦门翔安隧道正式建成通车,标志着我国海底隧道自行设计、自行施工能力跃上世界先进行列。厦门翔安隧道的建成通车,打破了厦门城市东扩的交通“瓶颈”,使厦门出入岛形成了从海上到海底的全天候立体交通格局,也为厦门乃至整个海西经济区的发展注入新的动力。作为世界上断面最大的海底隧道,翔安隧道地质复杂,其中超过一半属于风化土层、透水砂层和风化深槽,这三者属于海底隧道建设的世界性难题。施工过程中,中铁隧道集团以建设百年工程为目标,科学论证大胆创新,因地制宜地采取钻爆法暗挖、“地下连续墙井点降水”等先进施工方案,攻克了一个个世界级技术难题。翔安隧道修建过程中,中铁隧道始终把安全生产放在首位, 5年建设中没有发生过一起死亡事故,创造了隧道建设史上的一个奇迹。

台山核电站是我国首座采用世界先进水平三代EPR的核电站。中铁隧道集团施工的1、2号机组海域工程取水隧洞每条长4330.6米,主要解决核电厂的循环冷却水供应,是核电站建设的关键环节之一。“南海号”盾构机正式掘进后,项目部确认在盾构始发区域前方200米范围内,有3处基岩突起,4处孤石群,并且突起段基岩普遍硬度较高,个别位置强度甚至高达220兆帕。经过两次专家论证会,最终选择海底爆破方式消除基岩突起和孤石群。海底爆破在国内尚无先例,属于世界级难题,而且接二连三的施工难题极大地影响了施工速度。面对重重困难,项目部加大了技术攻关力度,不断优化钻探方式和爆破参数,总结出了“多种钻机交替施工、三重套管配合使用、爆破参数逐孔确定、注浆效果灵活掌握”的新施工方法,解决了成孔难、爆破难、保压难等问题,施工进度提高了3倍多,进一步拓宽盾构机的应用范围,成为我国首条成功越海盾构施工隧道,为今后穿越江河湖海积累了宝贵经验。取水隧洞施工世界级难题被成功攻克,填补了国内隧道施工技术空白。

广深港客专狮子洋隧道设计时速为350公里/小时,全长10.8km。它不仅是广深港客运专线的重点控制性工程,而且是国内最深的水下隧道和首条水下铁路特长盾构隧道,被工程界专家誉为“中国铁路世纪隧道”。担负狮子洋隧道施工的中铁隧道集团项目部全体员工面对江底复杂地层施工风险、设备故障频发、频繁带压进仓、洞内施工作业面多、战线长,工艺工法交叉转换频繁,施工干扰大等困难,全体参战员工充分发挥专业化队伍的优势,周密部署,精心组织,依靠集团的技术和专家优势,不断摸索总结经验,优化工序安排,积极主动采取各种措施确保正常生产,在江底破碎带施工中,科学制定方案,精心组织施工,大力开展科技攻关,先后攻克了江底破碎带施工难题,实现了施工技术突破,为国内同等地质条件下海底盾构掘进施工积累了宝贵经验。

海洋是人类未来生存与发展的重要空间,向海底世界进发是当代开拓者奋进的号角。当前中国进入大举开发海洋地下空间时代,厦门西通道底隧道、大连海底隧道、厦漳海底隧道进入实质性建设阶段,渤海海峡隧道、琼州海峡隧道、台湾海峡隧道也正在规划中,中韩海底隧道以及多种海底洞室也正提上日程。中国中铁隧道集团作为集勘测设计、建筑施工、科研开发、机械修造为一体的国内隧道和地下工程领域最大的施工承包商、国家队、海底水下隧道建设的中坚力量,将继续以科学发展观为统领,在国家“十二五”战略规划的发展大潮中,致力海底隧道建设事业,不断征服海底世界!

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