实力写就“先锋传奇”——中建一局衡阳二环东路合江套湘江隧道双线贯通纪实

来源:新浪乐居
2018-05-03
提要:实力写就“先锋传奇”——中建一局衡阳二环东路合江套湘江隧道双线贯通纪实

   2018年5月3日,随着“中建先锋号”盾构机破土而出,由中建一局承建的衡阳市合江套湘江隧道盾构北线顺利贯通。至此,湖南省第三条、衡阳市第一条穿江隧道实现南北双线贯通。湘江隧道的建设质量关系到800万衡阳市民的切身利益,必须确保工程质量,将其建成百年工程”——这是荣获中国政府质量最高荣誉“中国质量奖”的唯一企业——中建一局向衡阳730万市民的庄严承诺。

  隧道北线贯通

  中国罕见盾构始发,始发坡度高达5%,始发井深达10层楼

  合江套湘江隧道是国内越江大断面泥水盾构隧道最大纵坡之一,其始发坡度达到5%,在此坡度上进行盾构始发,技术难度之大全国罕见。此外,始发井靠近湘江东大堤,一旦湘江水渗入到基坑里,将破坏基坑稳定性,对隧道施工产生极为不利的影响。

  始发井深达27米,相当于10层楼的高度,为确保始发井质量过关,中建一局衡阳二环东路项目部首先采用咬合三重管高压旋喷桩的方式对地下连续墙外15米、隧道结构外边缘3米、始发端头垂直方向隧道顶部3米、隧道顶部以下5-10米的范围进行加固。加固完成28天后,“钻孔取芯”对土体强度进行检测,对不达标的区域进行补充加固,从而确保加固土体符合设计要求。加固完成之后的如同穿着厚重铠甲的勇士,威武地守护着始发掘进安全。

  正式始发前,盾构机的运输成为中建一局衡阳二环东路项目部遇到的又一道难关。用于隧道施工的“中建先锋号”盾构机全长70余米,重达1000多吨,相当于15000名成年男子的重量,要把这样的庞然大物从1000里地以外的广州运到衡阳,可以说比“蜀道”还要难。中建一局衡阳二环东路项目部化整为零,把盾构机拆分成若干个零部件,分门别类地装载到运输船上。这艘“庞然大物”耗时2个月,从广州走海运经过上海、南通,抵达长江入海口;再从长江逆流而上,经过洞庭湖抵达湘江。漂洋过海,几经周转,终于靠岸。

  盾构机运输

  盾构机运到了,但是问题又来了。如何将运到的庞然大物全部吊装到27米深的始发井内?难题一道接着一道,中建一局建设者们并未气馁,他们利用350吨浮吊将各部件卸载下来,通过液压平板车运送至场地内,再分别利用500吨、350吨的履带吊对各部件进行吊装及翻身倒运,一点一点地运送下井。加上拼装调试时间,又耗时近一个月,终于使盾构机具备了掘进工作条件。

  中国首次将海港工程防腐应用于隧道掘进

  13万平米的管片寿命可达100年

  合江套湘江隧道盾构段南北双线总长1867米,共包括933环管片,每环由9块管片组成。盾构机每推进2米,进行一环管片的拼装。湘江隧道的建设质量关系到730万衡阳市民的切身利益,这就对管片使用寿命提出了更高的要求。由于地下水存在腐蚀性,想要保证隧道管片的使用寿命,必须对管片进行防腐处理。

  隧道管片

  中建一局衡阳二环东路项目部积极组织业主、设计单位进行专家论证,最终确定采用硅烷浸渍法进行管片防腐处理。硅烷渗入管片表层,与混凝土发生化学反应形成具有稳定憎水性能的保护层,这就像是给管片穿上一层防护服,从而隔绝了腐蚀物,保证了使用寿命。据了解,硅烷浸渍法多被用于海港工程,此次用于地下工程防腐在国内尚属首次。在湘江隧道建设中,利用该方法进行防腐处理的管片总面积达13万平方米,相当于17个足球场的大小。经过防腐处理的隧道,其技术过关、质量可靠,使用寿命可达一百年。

  首次遭遇江底溶洞,又一项中国发明专利诞生

  根据地勘结果确认,盾构机在南北双线隧道掘进中要与江底5处溶洞“遭遇”。最大高度达11.6米。看着办公桌前摆放的一组组数据,中建一局衡阳二环东路项目经理赵勇焦虑万分。这些溶洞一旦处理不好,将影响溶洞结构稳定,引发河床坍塌,工程将前功尽弃。但要想在变幻莫测的湘江底下补住这5个“大窟窿”,并不容易。在赵勇的指挥下,中建一局衡阳二环东路项目部立即行动起来,找方案、做论证、做实验,经过严密的商讨,最终决定采用江底溶洞可循环静压注浆的办法,将江底溶洞加固到保证安全的程度后,再进行盾构掘进施工。

  “可循环静压注浆”就是向溶洞内部打入嵌套着的一粗一细两根管子,用水玻璃和水泥双液浆封堵住溶洞孔口后,形成一个封闭的注浆循环系统。水泥砂浆由细管注入溶洞底部后,将溶洞空腔中原有的水和残渣挤压到粗管与细管之间的空隙处,逆流而上流入作业船上的回收池中,再运至岸边处理。

  江中溶洞注浆加固处理

  与传统的溶洞注浆技术相比,可循环静压注浆技术保证了注浆管上下注浆压力的稳定性和注浆施工的连续性,注浆过程中将溶洞中原有的水和残渣排除,提高了溶洞注浆饱满度,确保了盾构掘进安全。这是全国首次采用可循环静压注浆施工技术对江底溶洞进行加固,2017年12月,国家知识产权局受理了该发明专利。

  中国央企担当,绝不污染湘江水

  修建隧道本是造福于民的好事,但刀盘直径为11.65米的盾构机“胃口”特别大,每分钟可“吃”掉12毫米至15毫米厚的岩土。“挖出的岩土如何处理?直接倒入湘江?如果污染了美丽的湘江,岂不是千古罪人!”中建一局衡阳二环路项目经理赵勇拍着胸脯承诺:再难也绝不污染美丽的湘江!

  废弃泥浆船舶运输排放

  一诺千金,但说起来易,做起来难。盾构机每天产生的弃浆量达到1000立方,如果换成混凝土,可浇筑2500平方米的楼房,这可不是小数字!但即使再难,绿色建造的底线不能破!经过研讨,项目部决定采用泥浆分离处理的办法解决泥浆外运问题。

  首先,将盾构机刀盘切削下来的岩土在土仓内与泥浆拌合,用泥浆泵进行抽排;随后,在泥水处理设备中通过各级筛板及沉淀池,将泥浆与土渣分离,使大颗粒的土渣进入弃渣场,剩余的泥浆经环境评估确认达标后进行沉淀后通过管道运输至弃浆船;最后,用船将废弃泥浆运至弃浆场地排放。为了方便运输,项目部每天要租用3搜弃浆船,确保将泥浆做到无污染处理。赵勇说,“虽然这种处理方式可能会增加成本,但是为了绿色环保,我们绝不会往湘江里倾泻一船泥浆!”

  中国智慧建造“神器”,360度无死角严控工程质量

  隧道建设对精细化要求非常高,在整个盾构掘进过程中,任何一个微小的疏漏都可能带来难以预估的后果。如何时刻监控每一个施工细节?中建一局衡阳二环路项目部拥有自己的“千里眼”——一个中枢神经和一个动态指挥部。

  项目部在隧道工区建立了信息化中心监控室,7块电脑屏幕实时呈现施工现场情况。中心监控室就像是整个隧道的中枢神经,在对施工过程进行360度无死角实时监控的同时,对重要施工环节进行影像留存,并及时下发各级指令、保证信息传送畅达。盾构机的各部位都安装了摄像头,通过摄像头可以将施工影像实时传输到视频监控室。盾构机上的光纤连接着盾构机主控室,光纤摄像头捕捉到的掘进参数和掘进姿态均被传送到主控室,再由主控室传输到视频监控室。

  监控室内部

  利用“中枢神经”已经做到了对施工过程全方位无死角的监控,为什么还又要建立一个“动态指挥部”呢?原来,为了使现场管理更加智能,项目部自主开发了BIM+物联网技术隧道施工信息化综合管理平台,该平台主要运用物联网和RFID电子标签来实现对隧道、管片、过程的实时监控和数据分析。项目经理赵勇拿起手机自豪地说:“现场哪里有动静,我第一时间就会知道”。根据手机APP反映的施工动态,赵勇也像拥有了神话传说中的“千里眼”一般,即使不在现场,也能够最快捷地作出反应——通过十几个微信群及时地、有针对性地传达指示,解决现场问题。

  合江套湘江隧道是衡阳二环东路项目的重要组成部分,是中国建筑第一条穿江隧道。五一前夕,衡阳二环东路项目部获“全国工人先锋号”荣誉称号,是湖南省唯一荣获该荣誉的建筑施工类项目部。2019年,衡阳二环东路建成后,将成为第3条衡阳城市跨江主干道,打通市民过江的“最后一公里”,为湘江东西两岸画上最短距离,市民穿越湘江的时间将由原来的半小时缩短至10分钟。衡阳市也将形成“三横一纵”的道路格局,打开衡阳向京珠动脉延伸的重要一环,使衡阳这个湖南省中南地区的区域性物流中心迸发出更大的活力。

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