梧村隧道浦南段建设难度堪称全国第一
哪项工程是城市快速通道“全国第一难”?中国中铁隧道集团承担施工的厦门成功大道梧村隧道JC3标(梧村隧道浦南段)当之无愧。这一标段中650米的暗挖隧道,要在富水的古河道堆积层中下穿95栋居民楼。地质差、楼房老旧、隧道规模大、控制沉降以毫米计算、要保证隧道上方居民的绝对安全……650米的暗挖隧道,从开工到贯通足足用了878天。 安全 睡觉也要睁一只眼 2009年7月8日,梧村隧道浦南段最终贯通;9月,成功大道将全线通车。当这“最难啃的骨头”被中铁隧道集团攻克后,他们不仅创造了国内城市交通建设大跨、浅埋纪录,还成就了国内城市隧道工程的施工典范。 有人形容,全长仅1132米的隧道(明挖段+暗挖段),是一条艰险、困难的“长征”之路。建设中的878天,包含太多的煎熬、努力和不屈不挠的奋战,其施工工艺、技术创新及调整优化令人难以想像。 这条隧道,从建设初始就注定不平凡。 重庆交通科研设计院设计大师蒋述平、中国工程院院士王梦恕及设计大师史玉新都是隧道设计的参与者。可以说梧村隧道浦南段浅埋暗挖段的设计、科研凝聚着中国隧道界专家、精英的智慧,代表了中国隧道建设的最高水平。 中国中铁隧道集团同样也是中国隧道建设方面的“排头兵”。这个施工、科研、制造、设计4位一体的专业隧道施工单位,自成立以来承建了国内80%的长大隧道。 为加强业主项目部技术管理及风险管理力量,还引进了专门从事地下工程研究的北京交通大学地下工程研究中心作为工程咨询单位。同时,厦门路桥建设集团还增设安全总监,对工程质量、安全实行一票否决制。 在施工过程中,中国中铁隧道集团的全体员工做到了“睡觉也要睁一只眼”,在洞内24小时值班,一旦有报警必须有对策。 “以纪律保质量,以质量保安全,以安全保进度”。针对隧道坍塌、涌水、建筑物破坏(人员疏散转移)、管线损坏等重大危险源,项目部分别编制《专项应急预案》,进行了多次隧道坍方、涌水安全应急演练。 878天的拼搏,虽然出现了几次险情,但未造成大的事故和隐患,未出现一起伤亡事故。 难点 顶着95栋房子挖隧道 翻出施工图,梧村隧道下穿的浦南工业区,曾经是莲坂古溪堆积层。在这个堆积层上,房屋连绵不绝。 中铁隧道集团在开工前就对土质进行详细“摸底”,结果让人“头痛”:富水强风化花岗岩地质占整个隧道地质50%,且洞顶以上为泥质粗砂层和杂填土层。 富水强风化花岗岩,用通俗的话讲,就是含水的烂泥带;而泥质粗砂层和杂填土层,还是土和泥,甚至还有回填的垃圾……这样的土质在施工中极易产生涌水流沙、坍塌等,地层失水固结等都会造成地表动荡。 这样的土质,挖隧道本身已风险重重,还要承载起95栋居民楼。浦南段单洞最大开挖跨度17.65米,连拱隧道最大开挖跨度33.94米。这个跨度相当于翔安海底隧道的跨度,施工难上加难。 为了保证隧道能够顺利挺进,中铁隧道集团根据复杂的隧道结构,采用多种施工工法,仅隧道开挖就有三导洞法、CRD工法、CD工法、上下台阶法等,且工法转换频繁……这一切,带来的施工组织难度极大。 另外,隧道上方的楼房基础及结构极差,使爆破施工也困难重重。地质复杂,隧道覆土厚度小,如果爆破震动较大,会对建筑物造成功能性的破坏,从而引起安全问题。最后,爆破震速严格控制在0.5cm/s,极大高出爆破规程要求。 施工 几乎用上所有工艺 怎么啃这块“硬骨头”?在隧道开挖之前,中铁隧道集团将隧道口上方需拆迁的三层楼房作为“工程实验观测楼”,观测地面沉降是否对建筑物产生影响,以便调整施工方案,总结施工经验。 除了实验楼还不够。针对隧道的特点及难点,JC3项目部在中铁隧道集团及中铁隧道股份两级单位支持下,联合北交大共同进行了科研和技术攻关,集团专家组常驻现场,成立项目科研攻关部;累计召开了40多次方案论证会议,确立了隧道穿越建筑物“动静结合、内外兼修、刚柔并济、单洞通过”的总体方案。 为防止施工中隧道坍塌,超前预注浆加固堵水和加强超前预支护成为主要措施。注浆,为的是对土体进行预加固,甚至达到地表预抬升;超前大管棚支护,辅以超前小导管加强支护,为的是提高土体支撑能力;采用选喷桩超前加固隧道围岩,为的是加固掌子面…… “对症下药”,施工方案迅速产生效果,土体强度明显提高,掌子面稳定无渗漏水。 除了“十八般武艺”外,厦门路桥集团组织了厦门市房屋鉴定所对每一栋房屋均进行了调查。开工后,每天上报监测日报,对超过安全控制指标情况的适时予以预警及报警,取得监测数据达140万个。 到目前为止,地表95栋房屋除个别墙体产生裂隙外,所有的房屋均未发生结构性的破坏,房屋的使用是安全的,成功大道梧村隧道浦南段工程创造了隧道建设的奇迹。 进度 每日开挖仅0.3米 工序的繁琐,让这个650米的暗挖隧道挖了878天,同时,也创造了工人组织的记录——最高峰时,施工人员达800人。隧道贯通后,不算机械费用的投入,投入每日施工人员600人工费,日开挖进度仅为每天0.3米产值,可见投入之大和产出之小。 施工现场24小时人声鼎沸。隧道作业环境艰苦,劳动强度大,洞内温度高,水量大,一年四季都保持在40摄氏度左右,工人进去一趟再出来,浑身湿透,不知是汗还是水…… 在建设过程中,中铁隧道集团职工们的表现,充分说明他们是一支能征善战的过硬队伍。比如立拱是劳动强度最大的工序,每节90多公斤的钢拱架,要在狭小的空间中全部靠人力连接安装就位,几个大汉如同塑像般,死死顶住钢拱架,还要忍受焊接的高温,难度非同一般。 为了减少工人的劳动强度,中铁隧道集团配置了8台市场上不多见的小挖掘机,大大提高了开挖进度。精良的装备为顺利完成任务提供了有力保证。 除了暗挖隧道,明挖段结构的复杂也使施工难度大大增加。中铁隧道集团介绍,明挖段有5种不同类型结构和多种基坑围护结构方式,工艺繁琐,且为保证莲前西路和部队专用道路不中断,将482米明挖段进行2次道路翻修,如此大规模及繁琐的市政施工,国内尚属首例。 |