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中铁十二局集团蒙华铁路万荣隧道施工纪实

时间:2018-06-21 00:08来源:网络整理 作者:我的网站
中铁十二局集团蒙华铁路万荣隧道施工纪实

中铁十二局集团:倾力打造中国典范工程

——中铁十二局集团蒙华铁路万荣隧道施工纪实

运城 ,地处山西西南部,北依吕梁山与临汾接壤,东峙中条山和晋城、河南济源毗邻,西、南隔黄河与陕西渭南、河南三门峡及洛阳相望。它古称河东 ,因“盐运之城”得名,素有“五千年文明看运城”的说法,是中华文明的重要发祥地之一。昔日,女娲补天、黄帝战蚩尤、舜耕历山、禹凿龙门、嫘祖养蚕、后稷稼穑等传说均发生在这里。

“赵西民创新工作室”为万荣隧道顺利建设注入了强大技术驱动力。图为工作室成员在一起优化施工方案

如今 ,一支国内施工劲旅——中铁十二局集团以其雄厚的实力洞穿重重险阻,在黄土、砂层中把蒙华铁路万荣隧道打造成国内软岩大断面隧道施工的典范工程 。

把时针调回到3年前。2015年初 ,中铁十二局集团中标蒙华铁路MHSS-2标段施工任务。

蒙西至华中地区铁路是国家“十二五”规划的重点铁路项目 ,是国家“北煤南运”新的战略运输通道,是国家发改委批复的第一条混合所有制改革的大型铁路工程,也是世界上一次性建成里程最长的重载铁路 。在全线七大一级风险隧道中,经过激烈的市场竞争 ,中铁十二局集团承建了MHSS-2标段7683米的万荣隧道施工任务。

蒙华铁路万荣隧道胜利贯通 ,书写了大断面黄土隧道施工新篇章

单从里程看,万荣隧道并没有什么特别之处。但它深藏不露的是“败絮其中”。全隧道主要地质为砂质新黄土、砂质老黄土、粉细砂 ,仅Ⅴ 、Ⅵ级围岩占比就达97.7%。隧道33处下穿高速公路和村庄等 ,地面上农户、道路、果林、黄河灌溉渠密布,隧道最大埋深90米、最小埋深10余米 ,特别是穿越罕见的Ⅵ级围岩段和累计长达1500多米的粉细砂层地段,极易发生流砂 、涌砂,是制约施工的最大风险源。为确保工期和化解安全风险,隧道増设5座辅助斜井实行“长隧短打”。

正可谓:打虎武松上,击波张顺迎 。实力超群、兵多将广的中铁十二局集团,以蒙华铁路《煤运通道项目建设管理规定》为依据 ,选派以隧道施工专家和骨干赵西民、鲍海荣、张华、蒋跃军、田晓峰、李宁、裴红军等组成强有力项目班子,率领曾经在陕西西康高速公路秦岭终南山隧道和山西长平高速公路虹梯关隧道施工中两创世界隧道施工高产纪录的二公司一支科技型战队出战 、并辅之以上亿元的专项机械设备助阵。

针对蒙华公司提出的“依法合规,遵守合同 ,实事求是,诚信协商,实现共赢”的建设思路和把万荣隧道建成国内软岩大断面隧道施工的典范工程的高定位要求,他们一上场就确立了“依法合规,科学管理 ,质量优先,安全至上”的施工理念 ,并迅速打出一套漂亮的“组合拳”,直接拉高了施工态势:以万荣隧道软弱复杂的地质条件和周围村庄农田密布的施工环境为前提,合理划分了工区的施工管段 ,选用工作能力强的中坚管理和技术力量担任工区负责人,工区办公地就设在斜井洞口,指挥靠前、把实实在在的管控延伸到施工最前沿;以质量和安全为核心,建立了由总工程师、质量总监牵头,质量部长、工区技术主管、内部监理和安全部长、专兼职安全员参加的工程质量、安全生产监管服务体系 ,从施工前期开始就强化安全、质量管理,稳扎稳打地有序推进攻坚克难;以机械化 、工厂化 、专业化 、信息化作业和管理为支撑 ,科学合理配齐配强施工一线的人、机、料等生产要素,实现了项目部所有工区全面发力、标段施工整体受控的良好开局 。到2015年8月底前,在当地少数村民有抵触情绪 、临时占用农地需要经过山西省国土厅批准和报国土资源部备案的严苛条件下,他们在山西境内第一家完成了近500亩临时用地的报批手续 ,5个工区分别在苹果园和农田内建成 。被蒙华公司董事长张梅评价为“教科书式的现场” ,5个斜井陆续顺利进洞施工,一举抢占了施工“制高点” 。

有人说:挖掘黄土隧道就是挑战地下工程的《哥德巴赫猜想》,而开挖断面达105平方米的万荣隧道施工就更是难上加难 。虽然开挖前做足了功课 ,但当隧道出口和5个斜井分别进入正洞施工后仍然步履维艰:砂质新黄土地段自稳能力极差 ,在强支护的前提下,采用松土器配合挖掘机开挖 ,月掘进只有计划的60%左右;砂质老黄土地段掉块不断 ,在超前防护条件下 ,采用铣挖头配合挖掘机开挖 ,月掘进也很不理想;新老黄土互相交错地段 、尤其是粉细砂地段则是一挖就出现流沙 、而且是越挖流沙越大 ,虽然采取了多项地质补强措施 ,但施工中仍然险象环生,月掘进还不到10米 。

万荣隧道大量采用机械化作业,既降低了人工作业率,又提高了工作效率。图为湿喷机械手在喷锚作业

冰冷的现实再次提醒人们,大断面软岩隧道确实不好干 ,万荣隧道就是一块十分难啃的“硬骨头” 。但严峻的考验同时也是对勇敢者的一种激励,暂时的窘境激发出了中铁十二局集团全体参建员工战而胜之的坚定决心和坚决行动。他们充分发挥项目部人才济济、工程技术人员多达78人的“知本”优势,紧紧以施工难题为抓手、以山西省命名的“赵西民创新工作室”为依托、以争创一流施工业绩为目标,广泛开展技术创新、科技攻关活动和新工艺、新材料、新设备的应用 ,从而使施工现场变成了科学施工的“展示台”,推进了施工生产的顺利进行 。

创新黄土 、砂层隧道施工方法,为又好又快施工找到了路径。在深入研判围岩自身条件的基础上 ,经过不断探索、他们创新“三台阶七步流水作业法”、回归新奥法施工,总结出一套适应万荣隧道特点的三台阶大拱脚、仰拱初期支护紧跟和隧道初期支护尽早闭合成环的施工方法,施工中做到了开挖、支护工序衔接紧凑 ,仰拱支护距离掌子面小于1 .5倍洞径,有效遏制了开挖区域掌子面前方先行位移 、掌子面挤出位移以及掌子面后方位移等快速变形,保证了工程质量和施工安全,明显提高了施工效率。

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改进长大仰拱栈桥,实现了多道工序的平行作业。采用常见仰拱栈桥施工,往往会造成隧道内局部人员、机械过于集中影响施工的情况。经过考察论证,他们引进并改进了46米全液压自行式长大仰拱栈桥,增加配置了自主研发的下挂式仰拱弧形模板等,不仅可一次性浇筑24米大区段仰拱混凝土,有效提高了作业效率,减少了施工缝和出现错台的可能、保证了仰拱混凝土工程质量 ,而且还能像“变形金刚”一样灵活伸展组合 ,既不会妨碍前后方施工,也不会影响出渣进料车辆通行,收到了一举多得的效果 。

优化仰拱组合式钢端模和排列式振捣棒,有效解决了施工中的质量通病。他们将大体积仰拱混凝土质量及标高控制作为一项课题进行专项攻关 ,把过去需要多次施作完成的立模作业优化为一次成型的仰拱组合式钢端模,极大地方便了混凝土浇筑和模板的拆卸组装,减少了模板材料浪费、提高了工程整体性;同时还将仰拱栈桥加装可行走装置,并且加挂人工?刈远帕惺秸竦钒艉褪彰嫔璞,大大降低了施工成本,规避了人工振捣混凝土不均匀的弊病;特别是他们人机结合,采取挂线长尺收面、逐板标高考核的方式,在不预留仰拱混凝土找平层的情况下 ,实现了仰拱混凝土质量、标高控制一次性到位 ,为日后无砟轨道施工打下良好的基础。

促成中西设备珠联璧合,充分发挥了先进装备的作用 。具有旋喷加固距离长、精度高、喷速快的意大利土力ST60钻机是目前世界上公认的对付砂层隧道施工的利器 。万荣隧道粉细砂层地段施工就引进了一套这种设备 ,由于这是国内的第二台,难免会“水土不服”,在短距离、大角度、小作业面施工时常常显得力不从心。他们创造性地把ST60钻机和自主改造过的国产TY400多功能地质超前钻探配套设备组合在一起施工,土洋结合、取长补短,使一挖就流沙的粉细砂层地段变成了坚实的硬岩,实现了“拱顶咬合紧密封 ,边墙密贴不漏砂,底部扎实保稳定,中间稳固不坍溜”,职工每天在“金钟罩”内掘进 ,施工进度明显加快 。

钢结构加工厂引进先进的钢筋网片焊接机,有效提高了工程质量

实施混凝土湿喷机械手作业,让优质 、经济 、绿色施工有机结合。在隧道混凝土施工中,他们全面普及了湿喷机械手作业这一新工艺 ,通过开展技术攻关 ,摸索出了可行的作业参数 ,制定了湿喷作业操作手册,规范了机械手湿喷作业流程。从施工效果看 ,使用机械手湿喷混凝土,混凝土回弹率 。话隳芸刂圃 15%左右 、是干喷的一半,明显降低了工程成本;机械手在喷锚过程中粉尘较少 ,能显著改善洞内的施工环境;另外机械手湿喷混凝土强度高 ,与格栅钢架形成的柔性支护承压力强 ,完全满足了重载铁路的建设需要。

变更隧道进口端的施工方案,有效降低了特殊地段施工的安全风险 。万荣隧道1500多米的粉细砂层地段主要分布在进口端,这是决定万荣隧道施工成败的“重中之重”。上场之初 ,当发现隧道进口处不具备开挖条件,而隧道向前约280米处地面上又是160多米的低洼地带、隧道从此穿越十分危险时 ,他们果断提出将160多米的低洼地带“暗洞明做”、并利用明洞向前后双向掘进、放弃从进口直接进洞的综合变更方案,经业主 、设计单位同意实施后效果明显,既有效规避了浅埋段施工风险,又增加了工作面加快了工程进度。他们还根据开挖后掌子面无水的实际情况,建议取消了环向盲管、防水板等施作 ,为业主节省了部分投资 。

衬砌喷雾养护台架、拱脚插板、“带模注浆”、长距离斜井施工通风技术、二衬滑槽逐窗入模施工技术等等,随着技术创新、技术攻关成果的不断涌现和新工艺、新材料、新设备的不断应用,中铁十二局集团项目部科学施工手段越来越丰富,形成了“快挖、快支、快封、快强”的施工套路和“短进尺、少扰动、早封闭、勤量测”的基本遵循,万荣隧道施工不断加快 ,粉细砂层地段月掘进达到20米,砂质新老黄土地段月掘进分别达到60多米,最高时90米 ,均创同行业和全线同类地质隧道施工的最好成绩,受到了到工地调研的国家隧道设计大师史玉新等专家的充分肯定 。

“管理创新”始终是蒙华铁路建设中的关键词 。工程开工以来,蒙华公司以敢为人先的胆魄提出并实施了一系列铁路建设管理创新举措:在开展《履行主体责任,创建诚信单位》主题活动的引领下,实行技术质量分级、落实班组长责任制、回归新奥法施工、把超前钻探地质预报纳入工序管理等等,形成了独特的“蒙华管理模式”,为工程建设带来了新气象。中铁十二局集团项目部以落实“蒙华管理模式”为契机,扎实做细施工过程控制,有力地促进和推动了施工生产的稳步向前。

获得标准化工地美誉的蒙华铁路万荣隧道一工区

充分整合资源,科学布局最佳管理阵容 。根据施工需要,上场后,他们审时度势对管区进行了合理布控 。下设6个施工工区和一个保障工区,实行“一步到位,一杆到底”的直接管理方式:一、二工区担负隧道进口端风险最高的粉细砂层地段攻坚任务 ,施行自带劳务管理模式 ,取消了包工头 ,牢牢掌控了劳动力使用和施工组织主动权,明显提升了队伍战斗力;三至六工区担负砂质新黄土地段 、砂质老黄土地段和新老黄土混合地段的施工任务 ,执行“工序分离 、工费承包 、统一供料 、激励考核”的劳务管理模式 ,多劳多得 、优质优价 ,极大地调动了员工的生产积极性;保障工区则由二公司混凝土分公司 、钢结构工程分公司的作业单位组成,通过工厂化、专业化、标准化建设与管理,“全天候”地为施工生产提供优质的混凝土和钢构件产品。

摸准工程要点,明确隧道施工管理理念和总纲。万荣隧道属高风险施工。据此 ,他们在全面熟悉设计文件  、调查掌握了隧道穿过的地形地貌  、摸准工程要点后,明确把“三超前、四到位、一强化”确立为隧道施工的管理理念和总纲。“三超前”即地质预报超前、加固超前、支护超前;“四到位”即工法到位、初期支护措施到位、仰拱快速封闭到位、衬砌紧跟到位;“一加强”即加强围岩量测 。高屋建瓴的管理总纲,基本勾画出了隧道施工的“路线图”。为了强化执行力,他们全面实施了信息化监控,进一步夯实了安全、优质、快速施工的基础 。

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对接业主要求 ,整体推进现场科学管控。蒙华公司推行技术质量分级制度 ,若施工单位能提升技术质量管理水平,获评技术或质量A级认定,就能在一定范围内提升自主权限、提高施工效益 。为对接这一管理要求,他们建立健全了逐级控制、专人负责、分层把关的质量、安全管理体系,制定了以“质量、安全责任追究制度”为核心的27项质量管理制度和20项安全管理制度,编制《质量安全手册》及万荣隧道12项质量卡控要点和12项安全卡控要点,形成了完整的质量安全内控制度体系 。通过争创并最终顺利获取质量安全A级管理单位授权 ,捋顺了管理关系 ,提升了管控水平 ,确保了质量、安全始终处于良好受控状态 。

坚持方案先行,以技术管理促作业标准化。在充分论证施工方案、确保安全的基础上,他们制定完善了施工工艺 、工法技术管理标准,施工作业按工艺、工法、工序组织实施操作标准,施工质量安全过程管控标准和规范了操作程序,积极探索制定了软岩黄土隧道《正洞初期支护快速封闭成环作业指导书》和《二衬仰拱及仰拱填充大区段施工作业指导书》等隧道各工序标准化作业指南,为万荣隧道工程质量管理 、安全生产管理提供了有力的技术支撑。

夯实管理基。媛涫蛋嘧槌ぴ鹑沃 。落实班组长质量安全责任制是确保工程质量、施工安全的具体抓手。为此,他们根据万荣隧道施工工法、施工工序的需要选拔班组长 ,当选的班组长必须经过集体培训 、教育,严格考核合格后方准上岗。他们实施了《班组长工程质量安全责任制实施细则》和《班组长工程质量安全考核管理办法》,并与最终择优选用的29名班组长签订了工程质量安全责任书、工程质量安全承诺书 ,同时授予班组长质量安全管理“一票否决”等应有的权力。随着班组长质量安全责任制的全面落地,班组长真正成为了施工现场的“第一管理人”,补齐了现场管控的短板、强化了项目的管理基础 。

管理是只无形的手,管理的力量是巨大的。通过严格管理、科学管理 ,中铁十二局集团项目部各项工作始终走在全线建设的前列 。2015年获得年度业主履约考核第一名 ,2016年上半年获得铁路信用评价第一名等,项目施工管理获得了上级和蒙华公司的一致认可 ,先后迎接了铁路总公司、蒙华公司、京沈客专公司、西成客专公司的多次观摩,为企业赢得了良好的社会信誉。同时还涌现出像吉亚东、张相才、王常云、程军、李森、王清州、李子豪、马丁、李璐楠、常世浩、贾梅杰、像李宗仁、张琳、都强、张朝亮等一大批隧道施工后起之秀 ,为企业发展积蓄了后劲。

一轮红日从东方喷薄而出 。2017年12月20日,孕育出张仪、司马迁、薛仁贵、关云长、王勃、王之涣、王维、柳宗元、司马光等文武俊秀的历史名城——运城更加熠熠生辉 ,经过近3年的科学施工,万荣隧道终于胜利贯通,为蒙华铁路按期建成扫除了一只“拦路虎”,为国内软岩大断面隧道施工探索了新路子、树立了新标杆。中铁十二局集团把一流施工业绩写在了人杰地灵的关公故里。

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