南京長江隧道,位于南京長江大橋與三橋之間,全長5853米,采用“左汊盾構(gòu)隧道+右汊橋梁”方案,為雙向6車道,設(shè)計時速80公里,連接江北地區(qū)與江南繁華地段。
在中國第一大河萬里長江上,已建成和正在修建的大橋有60多座,其中僅長江入??诘纳虾:椭杏蔚奈錆h建成過江隧道。南京長江隧道盾構(gòu)直徑14.93米,遠大于武漢長江隧道的11.6米,也超過了目前世界上已建成的最大隧道——荷蘭格林哈特隧道。
“南京長江隧道是極具挑戰(zhàn)性的世界級穿江工程,面臨許多世界級技術(shù)難題的挑戰(zhàn)?!敝袊こ淘涸菏垮X七虎說。
據(jù)了解,長江隧道盾構(gòu)直徑超大,開挖直徑為14.96米,水土壓力高,每平方厘米達6.5公斤,居世界同等直徑或更大直徑盾構(gòu)工程之最。而且長江隧道地質(zhì)條件復雜,地層透水性極強,施工風險巨大,加上江底隧道埋深超淺,由于隧道線路縱斷面受地形條件制約,江底有150米長的地段隧道上方覆土厚度不足1倍洞徑(約11.49米,僅為洞徑的0.77倍),且地質(zhì)為粉細沙層,施工坍塌冒頂風險極大。
此外,盾構(gòu)機始發(fā)段超淺埋,隧道洞口段上方覆土厚度僅5.5米,在同類隧道中埋深最淺,對盾構(gòu)開挖時開挖面穩(wěn)定和地層沉降控制的技術(shù)要求極高。再有在長江水下3020米的盾構(gòu)段隧道掘進需一氣呵成,也開創(chuàng)了世界水下工程的新紀元。
那么面對如此多的難題,中鐵十四局集團建設(shè)者是如何破題的呢?
隊伍建設(shè) 培養(yǎng)一流施工團隊
工程伊始,中鐵十四局集團南京長江隧道工程建設(shè)指揮部就確立了“堅持以我為主,依靠科學,占領(lǐng)地下工程的科技制高點;創(chuàng)新管理,提升企業(yè)核心競爭力”的指導思想。把隧道工程建設(shè)作為錘練隊伍,掌握超大盾構(gòu)隧道工程建設(shè)核心技術(shù)、培育頂尖級隧道工程建設(shè)領(lǐng)軍人物和人才隊伍的機遇和戰(zhàn)場。
為了建設(shè)好南京長江隧道,指揮部從基礎(chǔ)培訓入手提高隊伍素質(zhì),投入2000多萬元資金,采取崗培和外培等多種方式,對所有進場的管理人員、技術(shù)人員和設(shè)備操作人員,無論是內(nèi)部職工還是外聘人員,堅持先培訓,持證上崗。先后對員工進行了紀律培訓、技術(shù)培訓和業(yè)務培訓。紀律培訓通過早晚點名、列隊上工等形式,實行半軍事化管理,培養(yǎng)了員工嚴謹認真的工作作風。
專業(yè)技術(shù)和關(guān)健崗位培訓是培養(yǎng)人才的重中之重。指揮部對機械設(shè)備操作、液壓、設(shè)備維修保養(yǎng)、電路、泥水循環(huán)系統(tǒng)、管片生產(chǎn)和安裝等,重點進行技能培訓。結(jié)合與外商交流,還安排了外語能力等業(yè)務培訓。開工以來,組織崗位培訓2800多人次,還選送了1030人次到上海、廣州、武漢等盾構(gòu)施工現(xiàn)場學習取經(jīng)。選派了50名青年大學生持續(xù)3個月到廣州南沙德國海瑞克公司參加盾構(gòu)工廠組裝,進行跟班學技,要求施工現(xiàn)場作業(yè)人員向德國海瑞克公司專業(yè)技術(shù)人員學習盾構(gòu)專業(yè)技術(shù)。
參建人員專業(yè)技術(shù)的提高,提升了南京長江隧道建設(shè)施工能力,盾構(gòu)機機長和操作手,能根椐南京長江隧道不同地質(zhì),正確選擇盾構(gòu)機的掘進參數(shù),穩(wěn)健駕馭盾構(gòu)機掘進。現(xiàn)場的外國專家感慨:“中國人真聰明。”
管理優(yōu)化 成倍提高工作效率
根椐盾構(gòu)隧道施工現(xiàn)場相對集中的特點,傳統(tǒng)的集團公司、子分公司兩級項目管理形式,不適應高效運轉(zhuǎn)的南京長江隧道建設(shè)要求。指揮部改變傳統(tǒng)的管理模式,對組織架構(gòu)進行了整合、優(yōu)化,實行一體化管理。即主要生產(chǎn)要素統(tǒng)一調(diào)配;財務資金統(tǒng)一管理;項目成本統(tǒng)一核算;管理技術(shù)人員統(tǒng)一使用;對外關(guān)系統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
過去,物資設(shè)備由各項目部自行采購,造成重復購置和閑置浪費,現(xiàn)在由指揮部統(tǒng)一采購,量體裁衣,量入而出,既滿足了施工所需,又降低了成本,堵塞了漏洞。財務的統(tǒng)一管理,有效地控制了非生產(chǎn)性開支,保證了建設(shè)資金用在刀刃上。對技術(shù)管理人員的統(tǒng)一調(diào)配,兩級形成一體,推動了技術(shù)和管理力量下沉,促進了生產(chǎn)力的提高。
以往,各項目分部需應對大量對外協(xié)調(diào)等事務性工作,由指揮部統(tǒng)一協(xié)調(diào)后,不僅能將指揮長的指令直面作業(yè)層,還將基層項目部從繁瑣的事務性工作中解脫出來,集中精力抓施工、抓現(xiàn)場,一心撲在隧道建設(shè)上,確保安全質(zhì)量,加快了隧道施工任務完成。
為有效調(diào)動各方面積極性,促進長江隧道建設(shè),指揮部創(chuàng)新績效考核機制,將現(xiàn)場分別為安全、質(zhì)量、進度、文明施工、機械設(shè)備、物資、工程技術(shù)、計劃合同、財務和綜合治理十大板塊,每月組織績效考核,考核的方法,在內(nèi)部考核的同時,請業(yè)主、監(jiān)理和地方質(zhì)檢部門參與共同評分,并根椐不同時期的工作重點,隨時調(diào)整權(quán)重和分值比例。
在一體化管理的架構(gòu)下,根椐隧道施工專業(yè)特點,指揮部以工序為載體組建專業(yè)化工段或班組,選派老職工或近年畢業(yè)的大學生擔任工段長和班組長。要求他們根椐每天的工作量,堅持工前動員、工中檢查、工后小結(jié)的“三工”制度,在關(guān)健技術(shù)環(huán)節(jié)中,采取導師帶徒等方式,引導員工在實踐中學技學藝。在長江隧道工地,員工隊伍中沒有職工和民工的區(qū)別,各項目部統(tǒng)一職工宿舍,統(tǒng)一生活標準,統(tǒng)一娛樂設(shè)施,統(tǒng)一發(fā)放工資時間,在住地還安設(shè)電話亭。
針對工程的布局和特點,指揮部堅持技術(shù)集成和管理集成的系統(tǒng)管理,將項目工程分為江北、江心洲兩大戰(zhàn)區(qū),在江北主戰(zhàn)場又劃分為盾構(gòu)掘進、管片生產(chǎn)、附屬工程建設(shè)三大片區(qū)。圍繞盾構(gòu)掘進這一主線,指揮部堅持建立工作流程,閉合管理鏈條,在工序流程上建立隧道掘進、泥水循環(huán)、管片拼裝、物流、監(jiān)測檢測、設(shè)備維修保養(yǎng)等六大系統(tǒng)。在每個系統(tǒng)中,建立工作流程,明確工作標準、業(yè)務職責,責任落實到位。使每道工序環(huán)環(huán)銜接,每個崗位人員都明白做什么,每項業(yè)務工作由誰來做,每項工作做到什么程度,創(chuàng)新管理,使工效成倍提高。
工程推進 攻克四大尖端難題
根據(jù)南京長江隧道施工的設(shè)計需要,中鐵十四局集團專門委托德國海瑞克公司,依據(jù)長江隧道的地質(zhì)水文條件,量身定做了兩臺直徑為14.93米的盾構(gòu)設(shè)備,每臺機器長134米,重達4000余噸,約5層樓高,有3萬多個零部件組成,是名副其實的“巨無霸”。
如此龐大的設(shè)備,運輸、安裝、調(diào)試以及掘進施工中的難度都極具挑戰(zhàn)性。業(yè)內(nèi)人士根據(jù)南京長江隧道所處地段的地質(zhì)水文情況分析后認為,盾構(gòu)機要成功穿江掘進需攻克、防范六大世界級的技術(shù)難題和風險。
為破解技術(shù)難題,應對風險挑戰(zhàn),隊伍進場以來,工程指揮部依靠專家團隊的智慧,堅持“重大技術(shù)方案專家論證,疑難問題專家咨詢”,以核心技術(shù)為平臺,走科技創(chuàng)新“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合、在實踐中走自主創(chuàng)新之路,先后確立了60余項專業(yè)技術(shù)課題,現(xiàn)場組織科技攻關(guān)。
超大直徑盾構(gòu)機能否安全破門入洞是決定始發(fā)成敗的最關(guān)鍵因素,在尚無同類施工經(jīng)驗可借鑒的情況下,圍繞重難點和控制風險點,如何將洞內(nèi)的矛盾解決在洞外,把水中問題化解在岸上,施工中歷經(jīng)了艱難的探索、反復的論證。早在盾構(gòu)機開始工地組裝調(diào)試時,建設(shè)者就著手反復優(yōu)化破門方案,組織課題攻關(guān)。對洞門周圍的連續(xù)墻加強支撐,對洞門前方18米土體采用全斷面旋噴加固,為防止前方因覆土厚度不足產(chǎn)生盾構(gòu)機上浮,又延伸37米的半段面旋噴加固,同時,為確保洞門破除及始發(fā)安全,在全斷面加固的基礎(chǔ)上,還采取了2米厚的冷凍墻加強方案,實現(xiàn)了“雙保險”。
為使盾構(gòu)機按軸線順利滑移,科技人員通過改造軌道,安裝4條滑軌,并控制焊縫精度,嚴防了刺渣損傷盾體,避免了相互咬合,使盾構(gòu)機按精確軸線前移。洞門密封關(guān)系到泥水建倉和漿液封堵的成敗,施工中通過改革傳統(tǒng)單一使用橡膠簾布的方法,既使密封圈和洞門吻合,又使盾體通過時刀具不劃破簾布,確保泥水倉及時建立、防滲防漏、壓力平衡,同時在施工中還自主創(chuàng)新在簾布后邊增設(shè)了1.5毫米厚的彈簧鋼板,并采用壓注高分子聚合材料封堵,使簾布和鋼板同時發(fā)揮作用,達到密封效果。
盾構(gòu)推進時,綜合冷凍、解凍、拔管和泥水倉內(nèi)壓力,綜合各種數(shù)據(jù)、參數(shù),密切關(guān)注、檢測各類數(shù)據(jù)系數(shù),決定推力和速度。按照泥水循環(huán)分離、掘進、管片安裝的嚴格程序,環(huán)環(huán)相扣,使右線隧道、左線隧道分別于2008年1月15日、5月8日成功安全始發(fā)并不斷總結(jié)經(jīng)驗,成熟掘進。
截至目前,指揮部已投入2000多萬元科研經(jīng)費組織科技攻關(guān),攻克了隧道施工中的四大尖端技術(shù)難題,化解了24項施工技術(shù)風險點。特別是安全破門、穿越超淺埋、及時排除設(shè)備故障、在超高壓條件下?lián)Q刀具和左線近距離、零位移超越右線等科研成果,在業(yè)內(nèi)刷新了水平和紀錄。中國工程院院士、南京長江隧道專家組組長錢七虎稱,南京長江隧道始發(fā)以來,規(guī)避了所有能夠預測到的施工技術(shù)風險。
盾構(gòu)機成功始發(fā)后,緊隨其后的是如何安全穿越超淺埋、水塘段、長江大堤和城南河。超淺埋段,上方覆土厚度僅為5.5米,施工中通過對地表沉降、水位監(jiān)測、土壓測定、土體位移監(jiān)測等設(shè)立多個觀測點,反復觀察、分析、判斷,制定、優(yōu)化施工方案,還聯(lián)合北方交大科研人員進行覆土劈裂的靜、動態(tài)試驗,利用傳感器對地面動態(tài)、土體多次進行檢測,使得盾構(gòu)機掘進時泥漿配置、壓力設(shè)定和水土壓力吻合,實現(xiàn)快速、安全通過。
右線掘進至1316米時,因地質(zhì)和盾構(gòu)機刀具問題,掘進受阻。在停機修復過程中,現(xiàn)場依靠專家團隊,聯(lián)合德國海瑞克技術(shù)人員,反復研制并實踐對盾構(gòu)機姿態(tài)、掌子面穩(wěn)定和成型管片變形等問題的應對措施,對泥水壓力參數(shù)、泥漿指標、盾尾密封等一系列技術(shù)標準積累了成熟經(jīng)驗。使高氣壓條件下刀盤刀具修復工作的這一世界級難題成功告破。
“我們要以‘如臨深淵、如履薄冰’的心態(tài),做到穩(wěn)字當頭、安全第一,保證萬無一失、確保成功。”中鐵十四局集團南京長江隧道工程指揮部一負責人說。
質(zhì)量嚴控 建一流精品工程
指揮部從進場伊始,就把建設(shè)質(zhì)量目標鎖定在創(chuàng)國優(yōu)精品工程上。
管片生產(chǎn)是盾構(gòu)隧道質(zhì)量保證的前提,生產(chǎn)過程中,項目部確定“不是精品就是廢品”的質(zhì)量理念,在生產(chǎn)過程和施工環(huán)節(jié)中,嚴格選料和按比例精確配料,嚴格工序自驗、復驗和審驗程序,嚴格工藝程序和工作流程,嚴格拆、清模時間和養(yǎng)護;對管片的性能結(jié)構(gòu),聯(lián)合西南交大科技人員進行1:1的力學實驗,通過模擬管片在地下的受力狀態(tài),驗證管片結(jié)構(gòu)及設(shè)計的合理性,保證了管片質(zhì)量抗?jié)B、防裂,面層光潔,塊塊是精品,環(huán)環(huán)為優(yōu)良,全過程創(chuàng)優(yōu)。這一課題已被列入國家“863”科研項目。
管片拼裝質(zhì)量是盾構(gòu)隧道質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)的保證,安裝時既不允許出現(xiàn)錯臺、喇叭口,也要嚴格注漿、填實盾體和管片之間的空隙,預防管片沉降和隧道滲水。在負環(huán)拼裝時,作業(yè)人員用20多天時間,晝夜反復探索實踐,對基礎(chǔ)塊、相鄰塊和壓頂塊管片,用精益求精、毫厘不差、差一點不行的要求,多次拆卸,追求拼裝的完美。按照標準幾何尺寸,對預埋的螺栓,嚴格3次緊固工序。從左右線3500多米成洞的盾構(gòu)隧道工程質(zhì)量看,美觀整潔,滴水不漏。隧道成型后的管片不漏、不滲、不裂、無錯臺的這一質(zhì)量亮點,被國內(nèi)外行業(yè)專家一致認可并感到震撼。德國海瑞克公司雷曼副總裁看過工程后說:你們的工程質(zhì)量絕對是排在世界前列的,你們第一次做就做得這么好,很了不起。
實現(xiàn)質(zhì)量目標,指揮部在堅持內(nèi)控制度的同時,還充分依靠和發(fā)揮“兩院設(shè)計”、地方質(zhì)監(jiān)、現(xiàn)場監(jiān)理的職能作用,施工過程中主動接受檢查、監(jiān)督、挑剔,個別工藝上出現(xiàn)的質(zhì)量問題整改不過夜,實現(xiàn)了開工以來整個工程“質(zhì)量零缺陷、安全零事故、文明施工零投訴”的目標。
僅用5個月時間完成了按正常工期需要一年才能完成的江北超大基坑盾構(gòu)始發(fā)井的全部土建工程;本需5個月而實際用58天時間超常規(guī)、超負荷地完成了第一臺盾構(gòu)機現(xiàn)場組裝,保證了兩臺盾構(gòu)機的調(diào)試、安全下井和始發(fā);用4個月時間完成了職工公寓建設(shè),并達到入住條件;對技術(shù)參數(shù)高、質(zhì)量要求嚴、工藝必須達標的管片和箱涵生產(chǎn),工地堅持生產(chǎn)專業(yè)化、工廠化,生產(chǎn)質(zhì)量已達到了世界級專業(yè)水平,箱涵生產(chǎn)去年7月底提前兩個月全部完成,管片生產(chǎn)去年11月13日提前48天結(jié)束;江北接線道路工程超前組織,基礎(chǔ)部分完工;管理中心大樓施工處于可控狀態(tài);右線負環(huán)拆除方案已經(jīng)論證并開始拆除施工。江心洲接收井堅持冬季施工,在四面臨水的河漫灘上已全部完成基坑開挖和支撐防護,暗埋段所有回填土方全部完工,為迎接盾構(gòu)機到達做好充分準備。
目前,南京長江隧道單線正以日均10米的速度向江南推進,今年年底實現(xiàn)貫通。南京跨江發(fā)展戰(zhàn)略將很快增添一個強勁的“助推器”。
在中國第一大河萬里長江上,已建成和正在修建的大橋有60多座,其中僅長江入??诘纳虾:椭杏蔚奈錆h建成過江隧道。南京長江隧道盾構(gòu)直徑14.93米,遠大于武漢長江隧道的11.6米,也超過了目前世界上已建成的最大隧道——荷蘭格林哈特隧道。
“南京長江隧道是極具挑戰(zhàn)性的世界級穿江工程,面臨許多世界級技術(shù)難題的挑戰(zhàn)?!敝袊こ淘涸菏垮X七虎說。
據(jù)了解,長江隧道盾構(gòu)直徑超大,開挖直徑為14.96米,水土壓力高,每平方厘米達6.5公斤,居世界同等直徑或更大直徑盾構(gòu)工程之最。而且長江隧道地質(zhì)條件復雜,地層透水性極強,施工風險巨大,加上江底隧道埋深超淺,由于隧道線路縱斷面受地形條件制約,江底有150米長的地段隧道上方覆土厚度不足1倍洞徑(約11.49米,僅為洞徑的0.77倍),且地質(zhì)為粉細沙層,施工坍塌冒頂風險極大。
此外,盾構(gòu)機始發(fā)段超淺埋,隧道洞口段上方覆土厚度僅5.5米,在同類隧道中埋深最淺,對盾構(gòu)開挖時開挖面穩(wěn)定和地層沉降控制的技術(shù)要求極高。再有在長江水下3020米的盾構(gòu)段隧道掘進需一氣呵成,也開創(chuàng)了世界水下工程的新紀元。
那么面對如此多的難題,中鐵十四局集團建設(shè)者是如何破題的呢?
隊伍建設(shè) 培養(yǎng)一流施工團隊
工程伊始,中鐵十四局集團南京長江隧道工程建設(shè)指揮部就確立了“堅持以我為主,依靠科學,占領(lǐng)地下工程的科技制高點;創(chuàng)新管理,提升企業(yè)核心競爭力”的指導思想。把隧道工程建設(shè)作為錘練隊伍,掌握超大盾構(gòu)隧道工程建設(shè)核心技術(shù)、培育頂尖級隧道工程建設(shè)領(lǐng)軍人物和人才隊伍的機遇和戰(zhàn)場。
為了建設(shè)好南京長江隧道,指揮部從基礎(chǔ)培訓入手提高隊伍素質(zhì),投入2000多萬元資金,采取崗培和外培等多種方式,對所有進場的管理人員、技術(shù)人員和設(shè)備操作人員,無論是內(nèi)部職工還是外聘人員,堅持先培訓,持證上崗。先后對員工進行了紀律培訓、技術(shù)培訓和業(yè)務培訓。紀律培訓通過早晚點名、列隊上工等形式,實行半軍事化管理,培養(yǎng)了員工嚴謹認真的工作作風。
專業(yè)技術(shù)和關(guān)健崗位培訓是培養(yǎng)人才的重中之重。指揮部對機械設(shè)備操作、液壓、設(shè)備維修保養(yǎng)、電路、泥水循環(huán)系統(tǒng)、管片生產(chǎn)和安裝等,重點進行技能培訓。結(jié)合與外商交流,還安排了外語能力等業(yè)務培訓。開工以來,組織崗位培訓2800多人次,還選送了1030人次到上海、廣州、武漢等盾構(gòu)施工現(xiàn)場學習取經(jīng)。選派了50名青年大學生持續(xù)3個月到廣州南沙德國海瑞克公司參加盾構(gòu)工廠組裝,進行跟班學技,要求施工現(xiàn)場作業(yè)人員向德國海瑞克公司專業(yè)技術(shù)人員學習盾構(gòu)專業(yè)技術(shù)。
參建人員專業(yè)技術(shù)的提高,提升了南京長江隧道建設(shè)施工能力,盾構(gòu)機機長和操作手,能根椐南京長江隧道不同地質(zhì),正確選擇盾構(gòu)機的掘進參數(shù),穩(wěn)健駕馭盾構(gòu)機掘進。現(xiàn)場的外國專家感慨:“中國人真聰明。”
管理優(yōu)化 成倍提高工作效率
根椐盾構(gòu)隧道施工現(xiàn)場相對集中的特點,傳統(tǒng)的集團公司、子分公司兩級項目管理形式,不適應高效運轉(zhuǎn)的南京長江隧道建設(shè)要求。指揮部改變傳統(tǒng)的管理模式,對組織架構(gòu)進行了整合、優(yōu)化,實行一體化管理。即主要生產(chǎn)要素統(tǒng)一調(diào)配;財務資金統(tǒng)一管理;項目成本統(tǒng)一核算;管理技術(shù)人員統(tǒng)一使用;對外關(guān)系統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
過去,物資設(shè)備由各項目部自行采購,造成重復購置和閑置浪費,現(xiàn)在由指揮部統(tǒng)一采購,量體裁衣,量入而出,既滿足了施工所需,又降低了成本,堵塞了漏洞。財務的統(tǒng)一管理,有效地控制了非生產(chǎn)性開支,保證了建設(shè)資金用在刀刃上。對技術(shù)管理人員的統(tǒng)一調(diào)配,兩級形成一體,推動了技術(shù)和管理力量下沉,促進了生產(chǎn)力的提高。
以往,各項目分部需應對大量對外協(xié)調(diào)等事務性工作,由指揮部統(tǒng)一協(xié)調(diào)后,不僅能將指揮長的指令直面作業(yè)層,還將基層項目部從繁瑣的事務性工作中解脫出來,集中精力抓施工、抓現(xiàn)場,一心撲在隧道建設(shè)上,確保安全質(zhì)量,加快了隧道施工任務完成。
為有效調(diào)動各方面積極性,促進長江隧道建設(shè),指揮部創(chuàng)新績效考核機制,將現(xiàn)場分別為安全、質(zhì)量、進度、文明施工、機械設(shè)備、物資、工程技術(shù)、計劃合同、財務和綜合治理十大板塊,每月組織績效考核,考核的方法,在內(nèi)部考核的同時,請業(yè)主、監(jiān)理和地方質(zhì)檢部門參與共同評分,并根椐不同時期的工作重點,隨時調(diào)整權(quán)重和分值比例。
在一體化管理的架構(gòu)下,根椐隧道施工專業(yè)特點,指揮部以工序為載體組建專業(yè)化工段或班組,選派老職工或近年畢業(yè)的大學生擔任工段長和班組長。要求他們根椐每天的工作量,堅持工前動員、工中檢查、工后小結(jié)的“三工”制度,在關(guān)健技術(shù)環(huán)節(jié)中,采取導師帶徒等方式,引導員工在實踐中學技學藝。在長江隧道工地,員工隊伍中沒有職工和民工的區(qū)別,各項目部統(tǒng)一職工宿舍,統(tǒng)一生活標準,統(tǒng)一娛樂設(shè)施,統(tǒng)一發(fā)放工資時間,在住地還安設(shè)電話亭。
針對工程的布局和特點,指揮部堅持技術(shù)集成和管理集成的系統(tǒng)管理,將項目工程分為江北、江心洲兩大戰(zhàn)區(qū),在江北主戰(zhàn)場又劃分為盾構(gòu)掘進、管片生產(chǎn)、附屬工程建設(shè)三大片區(qū)。圍繞盾構(gòu)掘進這一主線,指揮部堅持建立工作流程,閉合管理鏈條,在工序流程上建立隧道掘進、泥水循環(huán)、管片拼裝、物流、監(jiān)測檢測、設(shè)備維修保養(yǎng)等六大系統(tǒng)。在每個系統(tǒng)中,建立工作流程,明確工作標準、業(yè)務職責,責任落實到位。使每道工序環(huán)環(huán)銜接,每個崗位人員都明白做什么,每項業(yè)務工作由誰來做,每項工作做到什么程度,創(chuàng)新管理,使工效成倍提高。
工程推進 攻克四大尖端難題
根據(jù)南京長江隧道施工的設(shè)計需要,中鐵十四局集團專門委托德國海瑞克公司,依據(jù)長江隧道的地質(zhì)水文條件,量身定做了兩臺直徑為14.93米的盾構(gòu)設(shè)備,每臺機器長134米,重達4000余噸,約5層樓高,有3萬多個零部件組成,是名副其實的“巨無霸”。
如此龐大的設(shè)備,運輸、安裝、調(diào)試以及掘進施工中的難度都極具挑戰(zhàn)性。業(yè)內(nèi)人士根據(jù)南京長江隧道所處地段的地質(zhì)水文情況分析后認為,盾構(gòu)機要成功穿江掘進需攻克、防范六大世界級的技術(shù)難題和風險。
為破解技術(shù)難題,應對風險挑戰(zhàn),隊伍進場以來,工程指揮部依靠專家團隊的智慧,堅持“重大技術(shù)方案專家論證,疑難問題專家咨詢”,以核心技術(shù)為平臺,走科技創(chuàng)新“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合、在實踐中走自主創(chuàng)新之路,先后確立了60余項專業(yè)技術(shù)課題,現(xiàn)場組織科技攻關(guān)。
超大直徑盾構(gòu)機能否安全破門入洞是決定始發(fā)成敗的最關(guān)鍵因素,在尚無同類施工經(jīng)驗可借鑒的情況下,圍繞重難點和控制風險點,如何將洞內(nèi)的矛盾解決在洞外,把水中問題化解在岸上,施工中歷經(jīng)了艱難的探索、反復的論證。早在盾構(gòu)機開始工地組裝調(diào)試時,建設(shè)者就著手反復優(yōu)化破門方案,組織課題攻關(guān)。對洞門周圍的連續(xù)墻加強支撐,對洞門前方18米土體采用全斷面旋噴加固,為防止前方因覆土厚度不足產(chǎn)生盾構(gòu)機上浮,又延伸37米的半段面旋噴加固,同時,為確保洞門破除及始發(fā)安全,在全斷面加固的基礎(chǔ)上,還采取了2米厚的冷凍墻加強方案,實現(xiàn)了“雙保險”。
為使盾構(gòu)機按軸線順利滑移,科技人員通過改造軌道,安裝4條滑軌,并控制焊縫精度,嚴防了刺渣損傷盾體,避免了相互咬合,使盾構(gòu)機按精確軸線前移。洞門密封關(guān)系到泥水建倉和漿液封堵的成敗,施工中通過改革傳統(tǒng)單一使用橡膠簾布的方法,既使密封圈和洞門吻合,又使盾體通過時刀具不劃破簾布,確保泥水倉及時建立、防滲防漏、壓力平衡,同時在施工中還自主創(chuàng)新在簾布后邊增設(shè)了1.5毫米厚的彈簧鋼板,并采用壓注高分子聚合材料封堵,使簾布和鋼板同時發(fā)揮作用,達到密封效果。
盾構(gòu)推進時,綜合冷凍、解凍、拔管和泥水倉內(nèi)壓力,綜合各種數(shù)據(jù)、參數(shù),密切關(guān)注、檢測各類數(shù)據(jù)系數(shù),決定推力和速度。按照泥水循環(huán)分離、掘進、管片安裝的嚴格程序,環(huán)環(huán)相扣,使右線隧道、左線隧道分別于2008年1月15日、5月8日成功安全始發(fā)并不斷總結(jié)經(jīng)驗,成熟掘進。
截至目前,指揮部已投入2000多萬元科研經(jīng)費組織科技攻關(guān),攻克了隧道施工中的四大尖端技術(shù)難題,化解了24項施工技術(shù)風險點。特別是安全破門、穿越超淺埋、及時排除設(shè)備故障、在超高壓條件下?lián)Q刀具和左線近距離、零位移超越右線等科研成果,在業(yè)內(nèi)刷新了水平和紀錄。中國工程院院士、南京長江隧道專家組組長錢七虎稱,南京長江隧道始發(fā)以來,規(guī)避了所有能夠預測到的施工技術(shù)風險。
盾構(gòu)機成功始發(fā)后,緊隨其后的是如何安全穿越超淺埋、水塘段、長江大堤和城南河。超淺埋段,上方覆土厚度僅為5.5米,施工中通過對地表沉降、水位監(jiān)測、土壓測定、土體位移監(jiān)測等設(shè)立多個觀測點,反復觀察、分析、判斷,制定、優(yōu)化施工方案,還聯(lián)合北方交大科研人員進行覆土劈裂的靜、動態(tài)試驗,利用傳感器對地面動態(tài)、土體多次進行檢測,使得盾構(gòu)機掘進時泥漿配置、壓力設(shè)定和水土壓力吻合,實現(xiàn)快速、安全通過。
右線掘進至1316米時,因地質(zhì)和盾構(gòu)機刀具問題,掘進受阻。在停機修復過程中,現(xiàn)場依靠專家團隊,聯(lián)合德國海瑞克技術(shù)人員,反復研制并實踐對盾構(gòu)機姿態(tài)、掌子面穩(wěn)定和成型管片變形等問題的應對措施,對泥水壓力參數(shù)、泥漿指標、盾尾密封等一系列技術(shù)標準積累了成熟經(jīng)驗。使高氣壓條件下刀盤刀具修復工作的這一世界級難題成功告破。
“我們要以‘如臨深淵、如履薄冰’的心態(tài),做到穩(wěn)字當頭、安全第一,保證萬無一失、確保成功。”中鐵十四局集團南京長江隧道工程指揮部一負責人說。
質(zhì)量嚴控 建一流精品工程
指揮部從進場伊始,就把建設(shè)質(zhì)量目標鎖定在創(chuàng)國優(yōu)精品工程上。
管片生產(chǎn)是盾構(gòu)隧道質(zhì)量保證的前提,生產(chǎn)過程中,項目部確定“不是精品就是廢品”的質(zhì)量理念,在生產(chǎn)過程和施工環(huán)節(jié)中,嚴格選料和按比例精確配料,嚴格工序自驗、復驗和審驗程序,嚴格工藝程序和工作流程,嚴格拆、清模時間和養(yǎng)護;對管片的性能結(jié)構(gòu),聯(lián)合西南交大科技人員進行1:1的力學實驗,通過模擬管片在地下的受力狀態(tài),驗證管片結(jié)構(gòu)及設(shè)計的合理性,保證了管片質(zhì)量抗?jié)B、防裂,面層光潔,塊塊是精品,環(huán)環(huán)為優(yōu)良,全過程創(chuàng)優(yōu)。這一課題已被列入國家“863”科研項目。
管片拼裝質(zhì)量是盾構(gòu)隧道質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)的保證,安裝時既不允許出現(xiàn)錯臺、喇叭口,也要嚴格注漿、填實盾體和管片之間的空隙,預防管片沉降和隧道滲水。在負環(huán)拼裝時,作業(yè)人員用20多天時間,晝夜反復探索實踐,對基礎(chǔ)塊、相鄰塊和壓頂塊管片,用精益求精、毫厘不差、差一點不行的要求,多次拆卸,追求拼裝的完美。按照標準幾何尺寸,對預埋的螺栓,嚴格3次緊固工序。從左右線3500多米成洞的盾構(gòu)隧道工程質(zhì)量看,美觀整潔,滴水不漏。隧道成型后的管片不漏、不滲、不裂、無錯臺的這一質(zhì)量亮點,被國內(nèi)外行業(yè)專家一致認可并感到震撼。德國海瑞克公司雷曼副總裁看過工程后說:你們的工程質(zhì)量絕對是排在世界前列的,你們第一次做就做得這么好,很了不起。
實現(xiàn)質(zhì)量目標,指揮部在堅持內(nèi)控制度的同時,還充分依靠和發(fā)揮“兩院設(shè)計”、地方質(zhì)監(jiān)、現(xiàn)場監(jiān)理的職能作用,施工過程中主動接受檢查、監(jiān)督、挑剔,個別工藝上出現(xiàn)的質(zhì)量問題整改不過夜,實現(xiàn)了開工以來整個工程“質(zhì)量零缺陷、安全零事故、文明施工零投訴”的目標。
僅用5個月時間完成了按正常工期需要一年才能完成的江北超大基坑盾構(gòu)始發(fā)井的全部土建工程;本需5個月而實際用58天時間超常規(guī)、超負荷地完成了第一臺盾構(gòu)機現(xiàn)場組裝,保證了兩臺盾構(gòu)機的調(diào)試、安全下井和始發(fā);用4個月時間完成了職工公寓建設(shè),并達到入住條件;對技術(shù)參數(shù)高、質(zhì)量要求嚴、工藝必須達標的管片和箱涵生產(chǎn),工地堅持生產(chǎn)專業(yè)化、工廠化,生產(chǎn)質(zhì)量已達到了世界級專業(yè)水平,箱涵生產(chǎn)去年7月底提前兩個月全部完成,管片生產(chǎn)去年11月13日提前48天結(jié)束;江北接線道路工程超前組織,基礎(chǔ)部分完工;管理中心大樓施工處于可控狀態(tài);右線負環(huán)拆除方案已經(jīng)論證并開始拆除施工。江心洲接收井堅持冬季施工,在四面臨水的河漫灘上已全部完成基坑開挖和支撐防護,暗埋段所有回填土方全部完工,為迎接盾構(gòu)機到達做好充分準備。
目前,南京長江隧道單線正以日均10米的速度向江南推進,今年年底實現(xiàn)貫通。南京跨江發(fā)展戰(zhàn)略將很快增添一個強勁的“助推器”。