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大山肚子里建立交

——海沧疏港通道超大断面隧道施工侧记

来源:本站原创  作者:张雅婷 吴文俊   时间:2022-10-31 【字体:

海沧疏港通道蔡尖尾山2号隧道(张昂然 摄)

东经118度、北纬24度,坐标厦门海沧区蔡尖尾山。远远望去蔡尖尾山郁郁葱葱,谁能想到在这座大山的肚子里会“藏”有一座隧道互通立交——厦门海沧疏港通道。

海沧疏港通道有国内罕见的互通式地下立交隧道,是国内最复杂的城市地下互通立交枢纽工程之一。其中,中铁十四局三公司承建的超大变截面公路隧道蔡尖尾山2号隧道是厦门海沧疏港通道的“咽喉”工程。

历经近50个月、1400余天、421.73平方米、1.22米、5次加高加宽……这些数字,中铁十四局三公司海沧疏港通道的建设者们依旧历历在目。

421.73平方米,面积相当于传统隧道近3倍,一个近似标准“篮球场”这么大的隧道开挖断面国内外罕见,可参考工程少,要怎么挖,用什么工法挖?怎么支护才能保证安全,这对于建设者来说,成了一大难题。

为了能够解决大断面隧道开挖难题,他们“走出去、请进来”。项目负责人舒金会带着项目技术人员同厦门交通专家南下深圳,考察学习;带领技术团队向同期在建的厦门海沧跨海隧道工程学习先进施工工艺和管理经验。

分岔大断面衬砌台车(张昂然 摄)

那段时间,深夜的项目部总会亮着一盏灯,舒金会组织技术人员开会讨论开挖方案,一遍遍推倒重来,一遍遍实验探索,一帮技术人员一讨论就是半夜。

“隧道施工进展到大断面围岩时,按照正常方法掘进,大断面隧道施工日进尺不到50公分,这个进度是相当缓慢的,工效太低了。”舒金会介绍道。

经过多方专家论证和现场勘察,项目部将原设计的双侧壁导坑+临时竖撑+临时仰拱开挖法优化为双侧壁十步开挖法,将大断面合理分解成十个部分、分步开挖,减少了临时支撑工程量,工效较优化前提高了50%,该开挖工法获得国家发明专利授权,多次被交通主管部门宣传。

同时,他们引进BIM建模技术,建立隧道模型,把开挖工艺做成动画演示,模拟工法及工序转化,给工人交底,更能直观掌握工艺流程。

超大断面所带来的二次衬砌支护难度是摆在项目技术人员面前的一道难题。

隧道经历5次变截面加宽加高,传统的二衬台车耗时耗力,每增加一个变截面二衬台车都需要拆掉重来,怎么能够既安全又高效的实现二次衬砌支护,二衬台车的设计至关重要,这也是解决问题的关键所在。

“既然隧道能变化,那我们的二衬台车是不是也可以跟着变?”在一次技术研讨会上,项目技术负责人吴文俊提出了这个想法。

想法一经提出,他们便组织省内多家台车专业厂家、施工班组、高校人员共同研究设计台车方案,为台车设计“关节”,在隧道里可根据隧道开挖断面的变化,通过“关节”实现同步“伸缩”。最终研发出“超大变截面可伸缩衬砌台车”,一台台车通过换装就能实现5次加高加宽,拆装一次所用时间由原来的33天减少至20天,大大提高了效率,解决了超大断面隧道短距离突变加宽二衬施工技术难题。建设者们为它起了一个响亮的名字“隧道现实版的变形金刚”。

刚刚接触这个“大家伙”,质检部部长张昂然显得格外兴奋。他积极与厂家对接,参与超大变截面可伸缩衬砌台车的研发改装工作,增加二衬防脱空装置,防止拱顶脱空的质量通病,既有效解决拱顶脱空问题又提高工效。

海沧疏港通道(范少文 摄)

“2021年该台车获得国家实用新型专利授权,同时该项目分岔超大变截面可伸缩衬砌台车获得2022年山东省市政工程建设QC小组活动成果一等奖、中国铁建优秀QC成果奖。仅一个台车实现了5种不同截面的衬砌施工,实现了转换交界面处施工质量与施工速度协同提高。为同类型超大断面变截面隧道施工提供了可借鉴经验。”面对自己亲自参与研发设计的二衬台车,张昂然如数家珍。

而他们也一直不是一个人在努力。时间定格到每年的8月,“隧道内只有一个施工导洞,通风差,洞内最高温度可达57摄氏度,平均温度45摄氏度。”测量站负责人王成辉回忆道。就是这样的高温,王成辉每天都要扛着仪器进进出出六七趟,进行隧道开挖、二衬等测量。

洞内采用冰块以及风机等方法进行物理降温。“进去没一会儿衣服就全湿了,当时也没有想其他的,就想着大家都在为隧道贯通努力,不能在我这里出了岔子。”王成辉望着隧道出了神。

微信步数2万起,每天奔波于隧道的各个工作面。这是从项目负责人到现场技术人员的真实写照。

“大家都爱跟我们开玩笑,说我们不胖的体型,都是走出来的。”王成辉说道。

随着工法在现场的施工运用和稳步推进,历时210余天,2021年5月25日,最后一处大断面顺利开挖到位。

1.22米,仅一条田径场跑道的宽度。这是建设过程中隧道主线与匝道中夹岩的宽度,这样的小净距,对精度要求极高,爆破风险极大。

针对超小净距施工难题,项目部多次召开专家研讨会,邀请专家对后行洞开挖方案进行研究指导,创新提出“剥洋葱”爆破法方式进行后行洞开挖,即远离中隔壁一侧分区域先行起爆,后通过采用电子雷管精准控制、逐步扩挖方式,像“剥洋葱”一样,一层一层剥落,分次弱爆破成型、及时支护及采用对拉锚杆中夹岩,确保中夹岩稳定。

为了确保隧道隐蔽工程施工安全质量,隧道每开挖一循环,现场技术人员与监理人员对每道施工工序进行实测验收,并将验收结果和工序照片当日上传市交通执法大队微信报检群。

针对重难点施工部位,强化常规监测手段,将监控量测点加密布设,同时针对围岩应力、钢架应力、锚杆轴力等分别展开监测,以数据指导施工,确保生产安全。

每次爆破时,张昂然总是第一时间到达现场,进行爆破振动监测,采集数据,确保振速不超标。每天至少3次。“当时现场已经成了我的第二个家,不论何时,只要有爆破,我肯定会出现在现场。”

张昂然从进场开始就一直在这个项目,是项目部元老级职工,他见证了这个项目的成长,从无到有,从难到易,一路走来诸多不易。

除此之外,面对隧道施工横洞众多,如何保证该区域受力稳定,能够较早实现衬砌,创新提出“穿袖子”整体浇筑工艺,有效解决施工缝渗水质量通病;在施工中,为准确直观探测掌子面前方围岩地质、地下水情况,项目部推行采用“超前水平钻探+孔内成像”等综合超前地质预报手段,好比给隧道围岩做肠镜,每30米一个循环,全隧道覆盖,对围岩地质情况提前分析,动态制定施工方案逐步推进……

2022年10月26日,该工程顺利通车,1400多个日日夜夜,建设者们悬着的心也终于放了下来,较计划工期提前6个月。

7项专利,12篇科技论文,2项工法,是对他们建设的回应。他们用4年的时间,为城市复杂条件下地下互通立交枢纽工程建设提供了可借鉴经验,也为“交通强国”战略交上了一份满意的答卷。

通车现场,建设者们紧紧相拥,欣喜之情溢于言表。“这4年,过得值!”千言万语都汇成了一句话。

【编辑:敏业】