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沧海横流方显英雄本色

发稿时间:2018-07-12 16:43:00 来源: 中国网 中国青年网

  ——中铁二十一局蒙华铁路8标二工区小南塬隧道攻坚纪实

  夏日的陕北宜川气候清爽宜人,湛蓝的天空漂浮着朵朵白云,山川沟壑间已是一片葱绿,树木、花草绽放着勃勃生机,把往日荒凉的黄土高原点缀得十分秀丽。从西延高速驶入延壶公路,一过南泥湾,在建蒙华铁路宏伟的桥梁就映入眼帘。在中铁二十一局承建的蒙华铁路MHTJ-8标段,黄色的运梁车和红色的架桥机正紧张作业,将一片片巨型箱梁稳稳地架到桥墩上,步步逼近正施工中的小南塬隧道。由于地质条件极度复杂,小南塬隧道施工频频受阻,建设者们正在日夜不停地突击,为蒙华铁路8标架梁作业开启关键通道。

  小南塬隧道出口洞门。

  沿着崎岖山路前行,来到蒙华铁路8标二工区驻地,“弘扬延安精神,务实高效奏响蒙华铁路建设最强音”的标语整齐排列在窑洞上方,员工们在二工区经理吴小峰的带领下,展现出了决战决胜蒙华铁路的坚强意志和决心。正所谓沧海横流方显英雄本色,攻坚小南塬隧道就是考验建设者勇气与智慧的试金石。

  在泥与水中打响隧道攻坚战

  蒙华铁路全长1837公里,从北到南跨越七个省区,共有228座隧道,可谓不折不扣的“隧道博物馆”。在这两百多座隧道中,中铁二十一局集团蒙华铁路8标二工区承建的小南塬隧道,则是其中尤为艰难的一条,让享有“穿山劲旅”美誉的中铁二十一局建设者吃尽了苦头。

  “我们是在软泥里打隧道!”蒙华8标二工区总工程师黄矩银一句话,道出了小南塬隧道施工面临种种危机与艰辛。

  位于半山腰的小南塬1#斜井。

  据设计资料显示,全长7067.2米的小南塬隧道地处陕北黄土高原东南部,隧道最大埋深218米,最浅处仅为14.5米,整体为黄土残垣地貌,上部覆盖厚层黄土,地表沟壑纵横,地质主要为冲击砂质新黄土,冲洪积砂质老黄土,黏质老黄土及砂类土;下部为水平层状砂岩、泥岩等。

  2015年10月10日,小南塬隧道破土动工,二工区经理吴小峰、总工黄矩银并没有因为该隧道不是管段内最长的隧道而掉以轻心,而是给予了和8标段最长的隧道——君子隧道同等的关注。按照8标项目部任务划分,除进口端1580米由一工区承建外,其余5487.2米由二工区承建。二工区组建一队承建长达720米的1#斜井,以及正洞掘进3490米,其中往小里程方向1800米,大里程方向1690米的掘进任务;二队则承担出口端1997.2米的掘进任务。按照业主提升机械化施工水平的要求,二工区投入巨资为每个掌子面购进24米仰拱栈桥、湿喷机械手、自行式水沟电缆槽模板等大型工装设备;同时配备了TPS超前地质预报、红外探测仪、监控量测数据实时传输、视频监控系统等信息化设备,向小南塬隧道发起攻坚战。

  开工伊始,建设者们就遭遇了一个难题。由于小南塬隧道1#斜井位于两山夹一沟的半山腰上,只能从山体上劈出一条路,拓宽场地开洞门。据经理吴小峰介绍,二工区原计划将通往小南塬1#斜井的便道选在从义家塬村进入,但因为要走6公里的盘山路,而且修建便道工程量大成本高,有很多弯道死角,大型货车转弯困难,而且冬天一下雪很长时间都不融化。为了选择一条便捷的线路,他们从义家塬村村支书处了解到,觉德村有一条小路距小南塬1#斜井较近。他们果断调整方案,调来挖机、装载机把羊肠小道加宽拓展为施工便道。此外,二工区还在陡坡上劈出了一块长120米、宽30米的台阶式场地,满足了材料堆放和职工、民工生活住宿需求。

  在陡峭的山壁上,小南塬隧道1#斜井成功进洞。随着工程的不断推进,到2016年5月10日,1号斜井成功打到正洞里程,经过11天挑顶施工,转入左右两边正洞掘进。但是,随着正洞往大小里程方向不断掘进,隧道进入了黄土层,围岩变成了极为软弱的五级乃至六级围岩,加上山顶有一条沟渠,一年四季蓄水,由此带来的隧道渗水十分严重。针对这一困境,二工区及时采取超前探孔、红外线探水提前预防,加强监控量测,及时支护、封闭成环。同时掌子面加强锁角防护,在围岩较差时,增加系统锚杆、小导管注浆等工序,保证了隧道施工稳步推进。

  小南塬隧道出口渗水及三台阶开挖施工。

  小南塬隧道出口施工同样危机重重,从挂口进洞开始就全部为黄土层,按设计掘进到750米处就会出现土石分界,直到掘进1200米,也没出现过岩石。2016年12月,小南塬隧道出口掘进出现险情,黄土隧道大仰拱出现大面积渗水,由于隧道为反坡,排水距离又远,为隧道掘进带来了致命的威胁。

  “刚开始渗水每天要拉两车,到两个月后每天涌水量达到上百立方以上!”据队长韩涛介绍,为确保施工安全,二队在排水时从小仰拱抽到24米栈桥大仰拱,再从大仰拱抽到矮边墙边沟,然后抽到增压水池,再顺着管道排出去,采取了足足四级接力排水,才成功地控制了隧道内部水量。通过努力,他们将月掘进保持在每月90米左右。

  依托蒙华理念发扬工匠精神

  面对隧道施工的各种艰难险阻,“蒙华理念”成为了建设者最坚强的后盾。蒙华公司董事长张梅提出的回归新奥法施工,强调初期支护及时跟进,快速封闭成环,为隧道安全施工奠定了坚实基础,也是蒙华铁路隧道施工安全有序推进的最根本原因。

  虽然小南塬隧道地质与设计不符,在施工中遇到重重困难。但按照蒙华公司回归新奥法施工的思路,在确保安全质的前提下仍然稳步推进。依据蒙华公司隧道施工相关原则理念,中铁二十一局集团蒙华8标二工区在小南塬隧道施工中,根据黄土地质围岩,采用微三台阶、微台阶法施工,对石质围岩采用水压光面爆破施工技术,并牢固树立了“三超前、四到位、一加强”的思路。即超前支护、超前地质预报、超前加固,以及工法到位、支护措施到位、快速封闭到位、二衬跟进到位、加强监控量测。

  24米仰拱栈桥加快施工进度。

  在隧道施工中,蒙华公司还大力推行了湿喷机械手这一新设备。在小南塬隧道斜井施工中,刚开始的时候工人对湿喷机械手操作不熟练,二工区主管生产的副经理王红恩就手把手地为工人示范,让工人熟练操作设备。

  “刚开始回弹率达到百分之四、五十,多的时候甚至达到百分之八十,造成极大浪费。我们多方查找原因,采取对速凝剂加温,拌合站也对喷锚料干湿度进行调整,尽量减少超挖,使回弹率降到20%,既提高了施工质量,又降低了施工成本。”王红恩说。

  在中铁二十一局蒙华8标,蒙华公司的各项理念已经深入人心。尤其是蒙华公司董事长张梅提出“用合理的价格,购买合格的产品”,切实解决了长期以来铁路建设变更周期长延误工期,变更索赔难的痼疾,让铁路建设走出了低价中标、施工企业亏损严重,质量不可控的怪圈。

  “蒙华公司提出的‘依法合规,遵守合同,实事求是,诚信协商,实现共赢’的建设理念,开创性提出了更加符合工程行业客观规律的班组长质量责任制、技术质量分级管理等各种管理措施,大力推广先进的工艺、使用先进的工装,为我们建设好蒙华铁路奠定了坚实基础。”中铁二十一局副总经理、总工程师兼蒙华铁路8标项目部经理冯建军说。!

  为落实蒙华公司技术质量分级管理理念,蒙华8标二工区一方面深化标准化管理,另一方面强力推进现场过程控制,不断提升现场质量安全控制水平,取得了卓越成效。蒙华8标项目部总工李福成感慨地说:“如果蒙华管理理念在全国铁路建设中全面推广,必将使中国铁路建设质量跃上一个新台阶,打破央企逢铁路建设必亏的怪圈。每次召开视频会议,张梅董事长讲话时,项目部整个会议室里鸦雀无声,大家都在聚精会神地听,生怕漏掉了一个字,在他讲话结束后,全都报以热烈的掌声。”

  在蒙华铁路蒙陕段,长大隧道屡见不鲜,多数围岩是五级甚至六级,施工难度大、安全风险高是普遍现象。经过蒙华公司的探索论证,认为格栅拱架对混凝土的粘结力更强,有助于提升工程质量,尤其适合黄土隧道支护,因此将原设计的隧道型钢拱架支护,变更为格栅拱架支护。

  针对这一变化,二工区经理吴小峰迅速转变思路,任命公司创新专家、全国五一劳动奖章获得者马小利为钢构加工厂厂长。随后,中国铁建股份公司批准命名的“马小利劳模创新工作室”在钢构厂挂牌成立。经理吴小峰对创新给予大力支持,除拨出专项资金外,还积极参与技术攻关,对产品研发出谋划策进行指导,帮助修改完善设计方案,使钢构厂在极短时间内接连开发成功“8字筋冲压机、8字筋组合成型机、8字筋弯曲机、注浆小导管组合钻床”等系列机械设备,让科技创新之星闪耀蒙华铁路。

  钢构加工格栅拱架。

  蒙华8标二工区钢构厂共承担1.1万吨钢制品加工任务,针对小南塬隧道复杂地质,工厂化流水作业生产的格栅拱架,以其高质量、高标准被业主、监理免检,为保证复杂地质隧道工程质量起到了重要作用。钢构厂继成功研发“8字筋”系列加工设备后,又推出了钢筋接头自动焊机、隧道防水板自动铺设装置、隧道开挖折叠台车、隧道施工台车钢轨自行装置、隧道施工悬臂台车、小导管组合钻床、隧道逃生管道自行装置10种共25台套机械设备。这些自行研制的设备,在施工中发挥巨大的作用,彰显了中铁二十一局集团强劲的科技实力,参与蒙华铁路建设乃至其他项目的兄弟单位都争相前来蒙华8标参观取经。据统计,钢构厂创新研制的各种机械设备,为蒙华8标节省设备采购费用300多万元,获得了6项国家实用新型专利,为蒙华铁路的建设写下了浓墨重彩的创新篇章。

  千锤百炼再克千难万险

  7月6日上午,在二工区安质部长赵飞的陪同下,记者来到了小南塬隧道1#斜井一队驻地。据一队队长白权晋、技术主管薛彬介绍,斜井大里程掌子面已掘进1307米,他们原来的任务是在1690米处贯通,去年12月底,受地质围岩变化影响将一队任务调整为1480米。

  在隧道洞口值班室登记换上雨鞋后,司机陈国志直接把车开进洞内,在距掌子面约300米处停下。隧道内十分潮湿,泥水被引入两边的排水沟不断往外流,距掌子面约110米处初支但未二衬的地方,拱顶和边墙密集的渗水瀑布般不停地往下淌,砸到地面发出“啪啪”的响声,无论站在隧道的那个角落,衣服都会被冰凉的水浇透,隧道成了“水帘洞”。掌子面上,一名工人正在指挥装了松土器的挖机伸展巨臂掏上半断面的土,松土器长约1.2米,重400公斤,就象两根鹰爪似,爪到土松操作灵活,不得不佩服设计的巧妙。拱部的黄土掏完后,松土器扒不动拱脚两侧凝固的混凝土,司机将铁臂收回,换上重达800公斤重的破碎锤,铁壳一般的混凝土纷纷碎裂。

  土质隧道月掘进达90米。

  挖机换破碎锤时,一队队长白权晋说:“掌子面渗水太大,水一泡土就成了软泥,频繁垮塌,三至五天就要封闭一次掌子面,进行注浆加固围岩,进度缓慢,费时费力,掘进如同蚂蚁啃骨头一般。”

  所谓封闭掌子面,就是对整个掌子面喷射厚30厘米以上的混凝土,两侧拱脚喷射厚度达到50至60厘米,然后往掌子面注浆,填充空腔和松散体,达到固结松散体的目的,使土体整体稳定后,再进行开挖,这是土质围岩施工保证安全的有效措施。据二工区副经理王红恩介绍,注浆时间最短也要24小时,注入水泥水玻璃双液浆20吨左右,长的就需要72小时,注浆30吨以上。

  自2017年6月以来,小南塬隧道1#斜井和出口掌子面相继出现地质变差,土体含水量增加、土石界面起伏、浅埋等不良地质,隧道施工安全风险骤增,造成隧道开挖进度缓慢,施工工效降低,施工成本成倍增加等困难,影响到架梁通道按期拉通,成为了蒙陕指挥部挂号的卡脖子工程。面对复杂的地质,作为隧道专家的经理吴小峰始终冲锋在第一线,用自己积累的隧道施工经验与工人们不断探索解决方案,千方百计推进施工。

  随着架桥机节节推进,小南塬隧道有阻挡架梁通道的可能。今年元月2日,蒙陕指挥部组织专家到现场召开论证会,确定帷幕注浆、水平旋喷桩两套施工方案。但是在实践中,效果却不太理想。

  “我们先后进行了两次帷幕注浆,五次旋喷桩施工,再结合地表袖阀管注浆加固。帷幕注浆一次要20天,注浆300吨左右,多数浆液注进去又顺着裂缝流出来,时间长成本高,每次材料费就要投入20来万,而且没有什么效果。”王红恩说。

  经过各种方案现场操作对比,二工区选择了最适合小南塬地质的施工方案——在掌子面采用密排小导管加固,将原来的每两榀一环钢架布设加密为一榀一环钢架,小导管深入掌子面3.5米,间距在10厘米以内,使之在拱顶形成了一圈防护钢棚,有效防止了拱顶坍塌。同时,针对掌子面渗水严重的情况,二工区还专门组建了一支奇兵——“真空降水工班”,他们的任务是提前排除渗水。

  小南塬隧洞仰拱施工。

  “在掌子面选择渗水明显的点打10根左右的排水管,深度在3米以内,将各排水管用闸阀串联连接至真空降水泵,原理就象注射器一样,水还没有流出来,就给它抽走了,避免土质围岩被水浸泡。”王红恩介绍说。据了解,此工艺非常适用,达到了预期的施工效果。

  记者离开1#斜井,绕行近30公里山路来到小南塬隧道出口二队施工现场,隧道内地面干净整洁,一尘不染令人心旷神怡,洞内等待安装的格栅拱架等材料堆码整齐,装载机、挖机等机械设备停放有序。安质部长赵飞说:“小南塬出口文明施工是蒙华8标的样板,中铁二十一局三公司还专门组织各工点人员前来观摩学习。”在隧道出口段的施工中,建设者们也遭遇了重重挑战——隧道掘进到1134米时,出现了240米的土石分界线。有土石分界既要用挖机,还要对下部石质进行爆破,对围岩扰动很大,极易引起塌方,象这种有渗水的黄土隧道施工风险更大。

  去年2月,小南塬隧道出口段开始出现渗水,虽然一天仅有约30方,但因为出口是千分三的反坡,在渗水浸泡下,掌子面百米内全是稀泥,出碴的卡车和罐车一进去就陷车,几乎一个月没有进度,把队长韩涛急得团团转。他突然想到附近有碎石厂,何不拉几车碎石来垫路?他向经理吴小峰汇报后,立即买来6车共120方碎石换填路面,一试果然不再陷车。他们根据石子透水性好的特点,在隧道边上挖一个一米见方的坑,水自动流进坑里,再用潜水泵接力抽出洞外。据了解,为了保证隧道正常施工,从去年3月初到现在,小南塬隧道出口段施工已用了3万多方碎石垫路,增加施工成本300多万元。

  舍身忘我冲击最后胜利

  日复一日的艰苦奋战,小南塬隧道的建设却始终举步维艰。今年5月16日,业主蒙华公司在8标项目部召开了小南塬隧道施工专题会议后,立即展开水平地质钻孔工作,根据钻孔取芯情况,制定了后续施工措施和节点目标。

  据以往施工经验,施工超前水平旋喷桩、帷幕注浆等工艺,理论开挖月进度为20米。根据地质钻孔芯样分析前方地质条件,确定施工方案和施工辅助措施,如超前钻孔揭示前方围岩良好,无不良因素影响,隧道可在7月31日前贯通,如前方围岩地质情况复杂,需增加辅助措施进行施工,隧道将延迟至9月5日贯通。考虑到剩余仰拱二衬水沟电缆槽施工,要10月5日才能满足架桥机和运梁车通行。

  组团观摩蒙华8标二工区钢构加工厂。

  为加强现场督导施工,中铁二十一局蒙华铁路8标项目部成立了1#斜井、出口两个督导组。二工区也成立了小南塬隧道包保施工领导小组。

  根据剩余任务和工程特点、工期要求及施工方案,二工区采取果断措施,投入施工人员近200人,其中一队斜井、二队出口各100人。在原有开挖、支护、喷锚、出碴、二衬、水沟、反坡排水等工班的基础上,每个作业面再新增真空降水工班、洞内注浆工班。新增工班分为两个组,实行白班、夜班轮流施工制。

  5月28日,蒙陕指挥部召开了小南塬隧道剩余工程专项会议,6月1日,蒙华公司副总理韩星俊检查小南塬隧道并召开会议,根据两次会议精神,超前密排小导管由每环2榀,加密为每环1榀。

  针对小南塬隧道建设的困局,中铁二十一局集团也高度重视,成立了五人工作组,于5月31日工进驻工地,指导小南塬隧道施工。集团公司明确工作组职责,要求督促小南塬隧道1#斜井及出口现场施工组织管理,检查现场值班、作业班组人员、机械设备、材料供应保障情况,研究和优化施工方案,加强现场组织管理,加快施工进度,指导和帮助解决突出问题,参与现场工程例会,总结经验,分析问题原因,提出相应解决措施,扭转进度滞后被动局面,确保架梁通道畅通。

  为确保施工安全,二工区还制定了大量的辅助施工措施。如超前水平旋喷桩、超前帷幕注浆、初支北后回填注浆、仰拱初支回填碎石、超过前真空降水或超前水平探孔排水、隧道地质超前预报、加强洞内、洞外监控量测等,为安全施工上了一把安全锁。无论隧道施工怎样艰难,但二工区坚守安全施工底线,没有出现过任何安全事故。

  艰难困苦,玉汝于成。在小南塬隧道的建设中,中铁二十一局蒙华8标二工区的所有建设者都付出了前所未有的努力,无怨无悔地奉献着自己的一切。集团公司安质处副处长王润怀从5月31日起就住在斜进工地,由于隧道注浆的水玻璃、速凝剂都是有毒物质,淋在身上皮肤发痒,眼睛红肿流泪,王润怀的床头柜上放着两瓶眼药水。

  “蒙陕指挥部要求8月底隧道必顺贯通,而我们还想力争提前确保架梁通道畅通,为后续施工争取时间,现在必须争分夺秒施工。”王润怀坚定地说。

  而在王润怀看来,工地上每一个人都是好样的。他告诉记者,有一次,挖掘机和仰拱栈桥液压油管接头坏了,但是让厂家发货两三天才能到,材料员李国辉心急如焚,立即想办法用空心螺栓焊接代替解了燃眉之急;还有隧道值班员老徐和马超一个值白班,一个夜班,老徐每天早晨5点多起床,6点准时接班,每天把洞内的施工情况说得清清楚楚,都让他觉得非常感动。

  记者见到二队副队长董文时,穿着着一双雨鞋的他,安全帽和衣服裤子上布满了泥浆。去年9月18日,君子隧道进口与1#斜进贯通后他就来到了小南塬隧道。虽然参加工作才三年时间,他却已经成了大家公认的“工作狂”,一天在隧道内工作十多个小时是家常便饭。董文说:“我必须盯在洞里,及时进行机械、人员调配,安排注浆、仰拱开挖、出碴、立拱架等工序,做到各工序之间无缝衔接,这样才能节约时间。”

  小南塬隧道出口副队长兼技术主管高会丰也是如此。在这里奋战的三年里,他几乎忘了自己还有一个家。去年,他的父亲患病住院手术,但考虑到隧道施工举步维艰,他连请假回家照看父亲的机会都放弃了,只是在电话里让母亲多多费心。

  作为指挥隧道攻坚的主帅,三年来,吴小峰为隧道安全质量进度操碎了心,度过了一个又一个不眠之夜,付出了比常人多得多的心血,但他无怨无悔,这就是一名筑路者的情怀。去年12月,他以出色的业绩和贡献,被集团公司提拔为一级项目经理。

  千磨万击还坚韧,任尔东西南北风……在中铁二十一局蒙华8标二工区建设者日夜不息的突击下,小南塬隧道的施工就要迎来最后的胜利。截止7月8日,隧道还仅余77米即可贯通,即将为架桥作业打开关键节点。

  他们,是新时期当之无愧的英雄!致敬,英雄的蒙华铁路建设者!

  (作者:尹登明、何艳、王娜)

责任编辑:安东
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