11月4日,永新、莲花交界的大山深处鞭炮齐鸣、人声鼎沸,位于赣西地区的钟家山沸腾了!
是日,国家高速公路网泉州至南宁线最后一个项目——难度极其罕见的吉莲高速公路永莲隧道右洞安全贯通,至此,总长4980米的隧道全线贯通。
47个月艰苦卓绝,1400多个日夜奋战,永莲隧道的数百名建设者们用创新的技术、科学的施工、精细的管理,克服了突水突泥等地质难题,确保了隧道施工平稳推进、安全贯通。
关键词:难
挑战“国内罕见、江西第一难隧”
莲花县位于江西省西部,山高沟深、交通闭塞严重影响着莲花县区域经济和旅游事业的发展。为结束莲花县不通高速公路的历史,彻底改变其落后的交通状况,2010年12月,承载着无数人期盼的吉莲高速公路正式开工建设。
开工之初,摆在建设者面前的是一道道新课题:项目建设规模大、投资额度高、施工难点多。尤其是全线最难控制性工程——永莲隧道穿越的钟家山山脉包含多条断裂带及山体滑塌区,围岩条件特别差、地下水异常丰富,施工难度极大、安全风险极高,有“国内罕见、江西第一难隧道”之称。永莲隧道成为吉莲项目建设者面临的一个极大挑战。
吉莲项目办主任严绍洋告诉记者,永莲隧道基本处于断裂带或断裂带影响区,隧道突水突泥、涌水涌泥、塌方、初支大变形等频繁发生,工程进度徘徊不前,隧道施工已成为吉莲高速公路、乃至泉南高速公路的最后一个“卡脖子”工程。
吉莲项目办隧道组组长刘军介绍,永莲隧道围岩条件极差且变化十分频繁,常常一个掌子面同时出现三四种完全不同岩石,施工难度极大,灾害发生特别频繁。2012年7月至10月,进口左右洞共发生过15次大规模突水突泥,2012年6月后共发生小规模涌水涌泥近十次,大规模塌方共计约30余次,特别是突水突泥后还存在大型承压蓄水空腔,突泥后200米高的山顶发生约2.5万立方米塌陷,F2断裂带前后围岩均为Ⅴ级及以上。
中国工程院院士钱七虎、王梦恕、周丰峻、卢耀如、顾金才等人在莅临现场后指出:永莲隧道F2断裂带突水突泥规模大、次数多、持续时间久,隧道地质环境极为复杂,实为国内外工程界所罕见。
关键词:严
标准化施工保进度
建设难度和安全风险如此大的隧道施工,牵动着各级领导和专家的心。2012年11月,经过比选论证,交通运输部专家最终从项目办初选4套处置方案中确定采用帷幕注浆加固法进行进口突水突泥灾害治理。
“工作29年一直从事隧道施工管理,但第一次碰到施工难度这么大的隧道项目,为了安全稳步掘进,我们将公路和铁路施工标准相结合,采取加强超前和支护结构设计、控制每循环开挖进尺等措施,使施工一直平稳推进。”永莲隧道项目经理李拉普说。
开挖过程中,面对隧道超过70%Ⅴ级及以上围岩,经前期摸索及总结,经多方讨论制定了符合永莲隧道稳步施工方案:增强超前措施(加密超前小导管)、严格开挖方法(三台阶掘进)、严控开挖进尺(每循环不超过两榀1米)、加强支护参数(工字钢由60厘米间距的I18B调整为50厘米间距的I22B)、及时封闭成环(掌子面与仰拱不超过40米)、时时监控量测(每日不少于两次),遇到断裂带等薄弱区域时,提前实施超前注浆长管棚加固后再开挖,方案的合理制定有效保障了作业安全和施工进度。
李拉普告诉记者,标准化的施工管理让他们尝到了甜头,尽管工程进度仅为每月开挖23米,但在这种比Ⅴ级还差的围岩条件下取得这个成绩已是相当不易。
关键词:新
技术攻关结硕果
为攻克隧道施工难题,自2011年3月开工建设以来,吉莲项目办和山东大学联合成立技术攻关组,依托国家973项目和江西省交通运输厅科研课题开展科技攻关。为保证永莲隧道技术问题能够迅速解决,隧道管理人员都是从严选拔,常驻工地,现场讨论确定处置方案,积极开展科研攻关、现场试验注浆理论研究等,为现场施工提供技术支撑。
山东大学岩土工程中心副主任张庆松介绍,他们成功将27项国际领先技术、新工艺和国家发明专利用于指导永莲隧道项目施工,其中有“突水突泥灾害发生机理”等3个国际领先课题,“前进式分段精细化控制注浆工艺”等3种新工艺,GT-1新型注浆材料、高早强固结材料等两种新材料。而依托该项目的“隧道与地下工程重大突涌水灾害治理关键技术与工程应用”科研项目还荣获2014年国家科技进步二等奖。
在山东大学国家973课题组—江西省交通运输厅联合现场模型试验基地,记者看到了高9米、长宽各5.5米的突水突泥灾害及其治理室内试验模型。“这是世界上最大比尺的突水突泥灾害及其治理室内试验模型,能够帮助我们摸清突水突泥发生机理,有效得出浆液扩散半径、注浆控制压力和浆液配合比等参数,为现场灾害治理提供理论依据。”山东大学讲师张霄告诉记者。
“我们走的是产学研用相结合的路子,先从工程实际中找问题,然后在试验室里试验,研究灾害发生的机理,然后再到现场试验,最后到工程领域运用。既有理论,又有技术;既能找出问题,又能用自己发明的注浆材料、工艺进行治理;既形成了科研成果,又培养了年轻人。”山东大学土建与水利学院院长李术才说。
这几年,通过这种特殊的培养模式,一个个初出茅庐的青年才俊迅速成长起来,在全国隧道建设中发挥着至关重要的作用。
关键词:细
精细化管理促安全
为确保施工生产安全有序推进,吉莲项目办确定了“安全第一、质量至上”的管理思路,成立了吉莲项目办永莲隧道管理小组,组长由具有多个项目隧道管理经验的四川大学地下工程专业硕士刘军担任,管理推行“主要领导亲自抓、隧道组长专职管”,检查实行“项目办月底考评、总监办月中检查”,主要管理人员巡查工地要求“项目办一日1次、总监办一日两次、施工单位一日3次”。
刘军介绍,两年多来,永莲隧道现场持续不断出现突发问题,为了及时有效解决问题、做好服务,在过去的两年多时间里,他和其他主要管理人员都是24小时不敢关机,没日没夜地守在工地,现场指导工人作业。“隧道施工本来就风险高,在永莲隧道这种特别复杂围岩条件下更甚。管理人员责任压力特别大,时刻紧绷安全弦。”刘军说。
在安全管理方面,该项目通过可靠的施工方案、良好的工程质量、有效的安全控制措施,确保了隧道施工安全生产态势的平稳。施工单位加强对施工人员安全意识的培训,挑选最有经验的老同志担任现场安全巡视员,每天进行岗前安全授课,让每个人熟知现场危险源、最佳逃生办法等。
2013年4月16日下午,刘军、张庆松、张霄、李拉普等人进入工地巡查,发现进口左洞掌子面渗出小量黄泥水,且有加大趋势,当即决定补充注浆加固掌子面。次日凌晨四点多,监测发现掌子面核心土正以每小时10厘米的速度往外推移,掌子面大量渗出黄泥水,核心土砂砾石不时迸落,情况十分危急。为确保施工作业安全,现场决定立即启动应急机制,组织突击队反压回填、喷射混凝土封堵掌子面,并在右洞硐室排水泄压,经过72小时的不间断作业,安全隐患终于消除。
永莲隧道的建设管理成绩得到了各级领导的充分肯定和认可。永莲隧道贯通后,3次莅临隧道指导的时任江西省委常委、常务副省长凌成兴发来了贺信:“地质复杂,方案周密,处置有方,实属不易!特予祝贺!”江西省交通运输厅也对江西省高速集团、吉莲项目办的工作给予高度评价。
经过近4年的鏖战,如今永莲隧道已逐渐转入附属工程施工阶段,向着年底完工通车的目标稳步推进,这也将彻底改变莲花县无高速公路的历史。