川氣東送是國家“十一五”規(guī)劃的重大項(xiàng)目,是繼西氣東輸之后我國興建的又一條能源大動(dòng)脈,對(duì)促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動(dòng)西部資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)具有重要意義。石板嶺隧道工程位于湖北省西南部,是川氣東送工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程之一。隧道設(shè)計(jì)縱坡為“一”字坡,隧道斜長1359.25m,進(jìn)、出口水平距離1295.29m,進(jìn)出口高差391.38m,坡度為30.96%,隧道凈空標(biāo)準(zhǔn)斷面采用3.8m×3.3m直墻半圓拱結(jié)構(gòu),全隧道采用模筑襯砌。
2008年4月22日,與公司總工一起到工地上調(diào)研創(chuàng)新工作并考察隧道施工工藝時(shí),天正下著雨。第二天,雨稍稍一停,便乘車由項(xiàng)目部駐地羅針田鎮(zhèn)出發(fā)沿盤曲蜿蜒的山路行走二三十公里,先來到了隧道進(jìn)口。
因?yàn)閯傁逻^雨,盡管鋪滿了碎石,但隧道進(jìn)口距山路之間的施工便道仍然泥濘不堪,載重車輛根本不易通過。隧道進(jìn)口處緩坡地帶建有數(shù)十間板房,房前二三十個(gè)隧道開挖作業(yè)人員正在三三兩兩的聚在一起閑談、下棋。穿過板房區(qū),是石料加工廠,裝載機(jī)、改造的出渣車整齊的擺放在石料粉碎機(jī)前,不同規(guī)格的石料堆了兩三處。再往前走,就到了隧道進(jìn)口,“安全生產(chǎn)、文明施工”的宣傳牌懸掛在隧道進(jìn)口上方的峭壁上;待在工房里的大型卷揚(yáng)機(jī)靜靜地凝視著幽深的隧道;一盞盞明亮的電燈沿著排列有序的動(dòng)力線順?biāo)淼蓝拢谎弁坏筋^;隧道另一邊是一根又大又長的送風(fēng)帶,因?yàn)闀簳r(shí)停工,洞口外的空壓機(jī)沒有工作,送風(fēng)帶扁扁的;出風(fēng)帶也扁扁的,倒是排水管在多級(jí)潛水泵的作用下,不斷把掌子面的積水排出來。
隨行的項(xiàng)目部孔經(jīng)理告訴我們,本隧道施工的難點(diǎn)在于坡度大、斷面小、隧道長,通過采用進(jìn)出口相對(duì)施工、全斷面光面水壓爆破、卷揚(yáng)機(jī)有軌運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)措施、“整體模注臺(tái)車+自制輸送帶”二次襯砌等一系列技術(shù)措施, 不僅確保了大坡度小斷面長隧道開挖的施工質(zhì)量, 而且保證了隧道施工進(jìn)度及安全。
其實(shí),在項(xiàng)目開工前,公司針對(duì)石板嶺隧道項(xiàng)目的重要性,在公司工作例會(huì)上就做了上場動(dòng)員會(huì),指出本項(xiàng)工程不僅是一項(xiàng)單純的施工任務(wù),更是一項(xiàng)政治任務(wù),是公司參與國家西部大開發(fā)、開拓西部建筑市場的一項(xiàng)關(guān)鍵工程,要求本項(xiàng)目上場人員不僅要有創(chuàng)新精神、創(chuàng)優(yōu)意識(shí),更要有吃苦精神、奉獻(xiàn)精神,要在惡劣的施工環(huán)境中,發(fā)揚(yáng)水利企業(yè)的光榮傳統(tǒng),樹立黃河施工企業(yè)的品牌。
孔經(jīng)理介紹說,為使工程順利開工,在施工現(xiàn)場準(zhǔn)備方面,公司石板嶺隧道項(xiàng)目部主要做了7個(gè)方面的工作:一是復(fù)查和了解了現(xiàn)場,二是確定了工地范圍,三是清除了現(xiàn)場障礙,四是辦妥了有關(guān)手續(xù),五是做好了現(xiàn)場規(guī)劃,六是確保道路安全暢通,七是建好了實(shí)驗(yàn)室和材料庫。與此同時(shí),進(jìn)駐現(xiàn)場的人員開始了技術(shù)準(zhǔn)備,臨時(shí)工程設(shè)計(jì)、施工人員崗前技術(shù)培訓(xùn)、現(xiàn)場地質(zhì)水文勘探、各種外部技術(shù)數(shù)據(jù)收集等工作也在緊張進(jìn)行之中。
從隧道進(jìn)口,我們又繞行十幾公里,來到了隧道出口。這里的施工景象比進(jìn)口處有過之而不及。
攀坡走進(jìn)正在施工的石板嶺隧道內(nèi),我們看到,數(shù)十名技術(shù)人員和工人正在緊張施工,在監(jiān)理人員的嚴(yán)格監(jiān)督下,一道道工序在有條不紊地進(jìn)行。
由于工期緊張,工程質(zhì)量要求高,為確保完成施工任務(wù),很多建設(shè)者每天堅(jiān)持在工地值班,任勞任怨,保證了施工計(jì)劃的順利進(jìn)行。
為保證工程質(zhì)量,項(xiàng)目剛開工,該合同段就根據(jù)項(xiàng)目辦等有關(guān)部門的要求與指示,始終把工程質(zhì)量放在第一位,成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組,狠抓各施工環(huán)節(jié),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。不僅加強(qiáng)進(jìn)場材料的質(zhì)量控制,還實(shí)行專項(xiàng)專管,崗位責(zé)任制,責(zé)任到人,無論哪一個(gè)施工環(huán)節(jié),誰管理誰負(fù)責(zé)。同時(shí)建立了以項(xiàng)目經(jīng)理為總負(fù)責(zé),項(xiàng)目總工質(zhì)量全面負(fù)責(zé),質(zhì)量工程師中間控制,質(zhì)檢員基層檢查的質(zhì)量管理保證體系,對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全過程、全方位、全員的控制,使質(zhì)量既有組織保證,又有制度保障,技術(shù)保障。在施工過程中,嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范和技術(shù)交底要求,嚴(yán)格實(shí)行“三檢”制,委派專職質(zhì)檢工程師進(jìn)行最終質(zhì)量檢驗(yàn)控制,工程質(zhì)量實(shí)行一票否決制。在施工過程中,對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)組織管理和技術(shù)管理的同時(shí),加強(qiáng)了試驗(yàn)和量測(cè)等過程的控制。最后,施工全過程24小時(shí)均有值班領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度,施工人員、試驗(yàn)員現(xiàn)場協(xié)調(diào)、組織施工生產(chǎn),配合指導(dǎo)服務(wù)施工一線,保證了每一個(gè)工序技術(shù)指導(dǎo)及時(shí)、到位,機(jī)械設(shè)備調(diào)遣到位,工序緊密銜接,及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題,糾正問題。
對(duì)隧道中的危石處理、掌子面的積水、施工現(xiàn)場配電柜的管理、空壓機(jī)的規(guī)范操作等也都提出了具體的實(shí)施意見,并定期檢查落實(shí)情況。
不論是在機(jī)器轟鳴的隧道內(nèi),還是在建設(shè)者們居住的生活區(qū),我們注意到,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)有煙頭之類的垃圾,更別說塑料袋之類的白色垃圾了。孔經(jīng)理高興地說:“這是我們嚴(yán)格環(huán)保要求取得的效果!”
2009年5月中旬,項(xiàng)目部孔經(jīng)理在公司總部又向我們介紹了很多情況。他說,2009年4月8日,隧道二次模筑襯砌全部完成,現(xiàn)在一些尾工作業(yè)也已基本完成;開工至今,項(xiàng)目部從沒有拖欠過農(nóng)民工工資。他還說,開工以來,為了確保工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全,項(xiàng)目部成立了技術(shù)攻關(guān)小組,對(duì)五大技術(shù)難題開展科技攻關(guān):
一是出渣作業(yè)。出渣是隧道施工的基本作業(yè)之一,出渣能力的強(qiáng)弱在很大程度上影響著隧道的施工速度,因?yàn)槌鲈鳂I(yè)在整個(gè)作業(yè)循環(huán)中所占時(shí)間約40~60%。在選擇出渣方式時(shí),通過對(duì)隧道斷面的大小、圍巖的地質(zhì)條件、一次開挖量、機(jī)械配套能力、經(jīng)濟(jì)性及工期等相關(guān)因素綜合考慮,初步制定了有軌和無軌兩套出渣方案進(jìn)行可行性分析,最終采用卷揚(yáng)機(jī)有軌運(yùn)輸出渣方案組織施工。因?yàn)檎麠l隧道是“一”字坡,所以出渣的過程就是個(gè)車輛爬坡的過程,運(yùn)渣設(shè)備必須要全程、滿載爬過30.96%的坡度。而運(yùn)輸車輛的一般設(shè)計(jì)的爬坡能力只有25%,如果僅僅依靠車輛的自身動(dòng)力不能滿足施工需要,所以需要考慮增加外力來輔助車輛爬坡。在進(jìn)口工作面,經(jīng)過改造的出渣車(三輪改四輪、增加彈簧鋼板、柴油機(jī)前移使整個(gè)出渣車的重心前移、)在掌子面裝渣后,駕駛員把握方向,借助設(shè)在洞口外的大型卷揚(yáng)機(jī)提供的輔助動(dòng)力,把車快速安全地開到洞口平地,然后自行到棄渣場卸渣,空車入洞時(shí)又能在鋼絲繩的牽引下平穩(wěn)到達(dá)作業(yè)面。在出口段選用安裝固定在扒斗機(jī)的后面、與扒斗機(jī)連為一體的小型卷揚(yáng)機(jī)(在卷揚(yáng)機(jī)的底部安裝滑塊,以便卷揚(yáng)機(jī)可以在軌道上隨著扒斗機(jī)的行走而滑動(dòng)行走),這樣安放既滿足卷揚(yáng)機(jī)的使用要求,又滿足施工進(jìn)度的要求。在出口工作面,也進(jìn)行了技術(shù)改造,即利用扒斗機(jī)下方安裝的小型卷揚(yáng)機(jī)(根據(jù)實(shí)際需要自行改裝),幫助無軌車空車倒入掌子面,用扒斗機(jī)裝滿渣料后,在卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)力拖拽下,載重運(yùn)渣車被勻速開到洞外平地,自行到棄渣場卸渣。
由于最深開挖隧道長度為700m,卷揚(yáng)機(jī)所使用的鋼絲繩在牽引過程中,鋼絲繩在自重力下自然下垂,下垂的鋼絲繩與地面不斷摩擦,不但加速了鋼絲繩的磨損,而且還加大了阻力,損斷鋼絲也成為安全隱患,故必須使用中間地輥支承鋼絲繩,以減少鋼絲繩的磨損。所以每隔20-30m就設(shè)置一個(gè)地輥支承,把鋼絲繩托起和左右限位,不但減小了摩擦,而且基本固定了鋼絲繩的平面位置,避免了與運(yùn)渣機(jī)械行輪的接觸。
二是多功能作業(yè)臺(tái)架的開發(fā)與應(yīng)用。施工技術(shù)人員考慮了各項(xiàng)施工方案并綜合比較后,決定采用自行研制的作業(yè)臺(tái)架,配合扒斗機(jī)及卷揚(yáng)機(jī)有軌運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行大坡度隧道開挖施工。2008年3月27日,由公司川氣東送石板嶺隧道項(xiàng)目部設(shè)計(jì)制作的第一臺(tái)大坡度隧道多功能作業(yè)臺(tái)架,首先在川氣東送石板嶺隧道出口工區(qū)開始使用,到3月31日僅五天時(shí)間開挖完成15m,4月份開挖達(dá)到l10m,顯示出其使用上的優(yōu)越性。多功能作業(yè)臺(tái)架的功能特點(diǎn)突出顯現(xiàn)在以下方面:臺(tái)架總高度合適,可在其上進(jìn)行全斷面作業(yè);各層高度合理,便于人工作業(yè);設(shè)活動(dòng)平臺(tái),便于在前端掌子面不平整的情況下能夠充分靠近掌子面進(jìn)行作業(yè),以及鉆鑿周邊眼和通過局部欠挖地段,不影響扒斗機(jī)、四輪出渣車等機(jī)械在臺(tái)架下部通行;施工作業(yè)安全方便,全斷面可同時(shí)進(jìn)行鉆眼、裝藥爆破和錨桿、鋼筋網(wǎng)安設(shè)工作;臺(tái)架由多個(gè)由鋼管、型鋼、木板制成的單元組合而成,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,重量輕,制作工藝簡單、材料來源方便,成本低廉,移動(dòng)就位迅速;臺(tái)架整體基本不需維修,故障率接近于零;支腿加裝輪子后,臺(tái)架整體可改裝為模注臺(tái)車,進(jìn)行小斷面、大坡度、長隧道的二襯施工。
三是“節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破”新技術(shù)的應(yīng)用。水壓爆破是利用具有不可壓縮性的液體(水)作為介質(zhì),將炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣團(tuán)充分傳遞到被炸圍巖上,水與炮泥的復(fù)合堵塞作用是充分利用炸藥能量,更有利于巖石的破碎,由于水的霧化作用和炮泥的堵塞,降低了空氣沖擊波和爆破振動(dòng)的強(qiáng)度,降低了煙塵含量。它采取毫秒延期電雷管起爆系統(tǒng),毫秒微差有序起爆。在同樣炮眼布置、數(shù)量、深度和同樣的地質(zhì)條件下,楔形掏槽光面爆破全斷面開挖,爆破每循環(huán)掘進(jìn)3.8 m,其爆破效果達(dá)到3.7 m,比常規(guī)爆破進(jìn)尺提高0.4 m。本項(xiàng)目自開工應(yīng)用“節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破”新技術(shù)以來,大大縮短了工期,降低了施工成本。
四是圍巖初期支護(hù)。從隧道兩端明洞進(jìn)入暗挖時(shí),采用超前管棚支護(hù)措施,確保隧道安全。
五是專門適用于“小斷面、大坡度、長隧道”的二襯施工工藝的開發(fā)。“液壓整體臺(tái)車+砼泵輸送混凝土”和“設(shè)計(jì)散架模板臺(tái)車+人工攪拌上料”,這是無論大、小隧道洞內(nèi)二襯施工常用的兩種方法。但是這二種方法對(duì)于成洞凈空只有3.8米× 3.3米、坡度達(dá)30.96%、長度1356米的川氣東送石板嶺隧道來說根本無法適用。鑒于上述原因,技術(shù)人員通過不斷探索、試驗(yàn),終于找到了一個(gè)適合于“小斷面、大坡度、長隧道”的施工方法。其具體步驟是:1、把多功能作業(yè)臺(tái)架加裝輪子、模板等,使其被改造為長度為9米的整體式模注臺(tái)車,采用輪胎式行走和螺旋千斤頂、螺旋絲桿加固,用卷揚(yáng)機(jī)牽拉幫助行走的方法,這樣便于人工定位加固和拆模,大大縮短脫模、定位加固的時(shí)間。2、送料采用洞外攪拌,即用電腦配料和攪拌機(jī)攪拌,然后用改造的出渣車通過卷揚(yáng)機(jī)牽拉放送至工作斷面,考慮到不是用混凝土罐車運(yùn)送、運(yùn)送途中容易造成混凝土離析、從而影響工程質(zhì)量這一問題,在工作斷面,又增加一臺(tái)料倉被改造的臥式攪拌機(jī)。通過改造后的出渣車運(yùn)送混凝土卸至臥式攪拌機(jī)再進(jìn)行3-5分鐘二次攪拌后再進(jìn)行澆注,解決了送料和攪拌的難題。3、由于洞高3.3米,并且使用整體模注臺(tái)車,所以用人工方法上料澆注存在很大的困難。因此,技術(shù)人員就充分利用30.96%的坡度造成9米臺(tái)車兩端高差達(dá)2.9米的優(yōu)勢(shì),自行設(shè)計(jì)改造了5米長的輸送帶,把臥式攪拌機(jī)所拌的混凝土料直接放到輸送帶上,通過輸送帶送至洞頂或者說整體模注臺(tái)車最高處,然后利用2.9米的高度差,讓混凝土自由流向進(jìn)行澆注,由下到上,直至灌滿灌嚴(yán)。4、進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、拆模,然后移動(dòng)模注臺(tái)車、支模、澆筑等進(jìn)行下道工序操作。
采用“整體模注臺(tái)車+自制輸送帶” 二次襯砌施工工藝?yán)碚撋厦棵卓晒?jié)省費(fèi)用515元,整條隧道在二次襯砌完成后,僅此一項(xiàng)即可節(jié)約697310元,極大的降低了工程施工成本。實(shí)際上,從2008年9月隧道全線貫通,至2009年4月全隧道采用二次模筑襯砌完成,僅僅用了5個(gè)月的時(shí)間,不僅確保了工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全,而且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
穿越山脈大川鑄精品,參建川氣東送創(chuàng)偉業(yè)。去年在隧道出口見到的大幅宣傳牌一語道破了中原工程集團(tuán)公司石板嶺隧道項(xiàng)目部所有參建人員的心聲和決心,也表明了中原工程集團(tuán)公司全體員工誠信、盡責(zé)、堅(jiān)韌、團(tuán)結(jié)、創(chuàng)新踐行理念和中原工程集團(tuán)公司不畏艱險(xiǎn) 不斷創(chuàng)新、自強(qiáng)不息、勇于超越的企業(yè)精神!
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