翔安隧道建成后效果图
正在建设中的我国首条海底隧道——厦门翔安海底隧道,是我国开发海洋地下空间的开山之作。有关专家认为,它的修建必将对展示我国工程技术的发展和实力,对推进隧道建设技术的进步,起到里程碑式的作用。
据了解,厦门翔安隧道于2005 年9月1日开工。隧道全长约9公里,其中海底隧道5.95公里,总投资约39.5亿元人民币。厦门翔安隧道共分四个标段施工,中国中铁隧道股份承担A1标段施工任务, 工程主要包括左线行车隧道、服务隧道以及两隧道之间的横通道等。隧道左线长3160m,服务隧道长3158m,穿越最难施工段风化深槽的长度为四个标段之最。
中国中铁隧道股份是国内专业隧道施工企业,目前他还承担着万里长江第一隧——武汉长江隧道,黄河第一长隧——南水北调中线穿黄工程、国内首条水下铁路隧道——广深港铁路客专狮子洋隧道等一批工程界标志性工程。
拉开首条海底隧道建设的大幕
在厦门翔安海底隧道修建之前,中国没有一条真正意义的海底隧道。翔安海底隧道从提出预案到开工建设,历时8年之久。之前还经历了“桥”与“隧”的方案之争。由于暗挖隧道方案对于全天候保证对外交通、保护这一海域的文昌鱼等珍稀物种,为深水岸线和航道资源的开发利用留下了发展空间,有利于厦门市的可持续发展,最后选择了隧道方案。
中国工程院院士、厦门市政府顾问、中铁隧道集团副总工程师王梦恕参与了首条海底隧道的论证、设计,他说厦门市政府选择海底隧道是一个科学的对历史负责的决策。
中国中铁隧道集团董事长、党委书记郭大焕认为,首条海底隧道兴建拉开了我国穿越江湖海洋的大幕,对于专业局来说我们必须肩负起的历史重任,一定要倾全局之力,倾学界之智,始终站在海底隧道施工的最前沿。并决定由实力和技术水平最强的隧道股份组织施工。
建设单位厦门路桥负责人深有感触地说,隧道局站在国家、民族和建筑事业的角度,全过程关注和参与工程的论证、隧道的设计,对海底隧道的理解很深,你们一定要在海底隧道的施工中为全隧施工领好路,担负起“领航员”角色。
领航国内首条海底隧道的施工
海底隧道之难,世界罕见。项目常务副经理孙振川介绍,翔安海底隧道的重、难点可以用“深、难、高、多”四个字来概括:深,海底隧道的竖井,深度达46米,约12层楼高,且在海底下的埋深32米;难,海底隧道地质条件复杂,工程穿越F1、F4强风化深槽,存在砂土液化、富水、石土混杂、地下涌水涌沙涌泥、小断层节理发育等不良地质现象,岩体强度低、自稳能力差,存在发生渗透破坏的可能;高,为防海水侵蚀,确保百年耐久,砼防水质量要求非常高,环保要求高;多,上受海水威胁、下受地下水影响,施工风险源较多,存在地表下沉、涌水涌沙涌泥、坍塌等施工风险,一不小心,即有灭顶之灾。其中穿越风化深槽是世界性难题。A1标段是四个标段穿越风化深槽长度最长的标段(穿越总长654m,A1标段穿越386m,占总长的59%)。
开工之初,中铁隧道就分别组建了由职业经理人为首的项目管理班子,以两院院士为核心的科研团队。并始终把技术放在施工管理的第一位。先后6次邀请中国工程院院士王梦恕、周丰峻、钱七虎、卢耀如,中国科学院院士孙钧、宋振骐张楚汉等业界知名专家把脉会诊,预知施工遇到的各种风险,研讨重、难点技术方案,优化施工组织方案,使隧道施工始终保持国内最高水平。
针对海底隧道之难、之险,项目部树立科研为先导的施工理念,积极开展科技攻关,广泛将新技术、新材料、新工艺运用到各个环节。根据工程情况,革新了四部CRD法施工中不能大规模利用机械作业而主要依靠人工作业的传统模式。据了解,改进后的CRD法一二部采用“美国山猫挖MX337挖掘机”开挖,配合皮带输送机利用一二部预留的卸碴口将开挖土方卸至三四部,三四部采用“PC120挖掘机”开挖,然后用交接式卡车运碴至弃碴场。方式的革新使隧道机械利用率提高到85%以上,并创下了在富含水全、强风化花岗岩地段大断面开挖月进尺57m的好成绩;同时为了解决四部CRD法一二部喷浆料难运输的问题,方便了施工,也降低了运输成本。
为解决地下水对隧道开挖的影响,项目部将市政工程中的降水技术运用到隧道施工中来,采取洞内轻型井点降水结合洞外地表大管井降水相结合的方式对地下水进行处理,为隧道快速开挖奠定了基础。工法被厦门市政府工程顾问、中国国家工程院院士王梦恕誉为“海底隧道第一工法”。
抵达46米竖井深处,宛如置身一座宏大的地下迷宫,技术人员告诉笔者,由于翔安隧道陆域段地质差,围岩复杂程度远远大于设计,给工程施工带来了很大难度,与原实施性施组计划工期相比有一定落后,几经专家论证,现通过已完成的竖井进行正洞开挖掘进,至今已完成开挖主洞和服务洞共1600多米。而在竖井施工方面,A1标段竖井穿越砂层地质复杂,地层含水量大,呈流塑状,施工过程中曾出现一次管涌现象,项目部经过多种方案试验后,选定钻孔咬合桩围护防管涌方案,将钻孔咬合桩桩分A序和B序桩,间隔环形交错布列,桩尖嵌入弱风化花岗岩内50cm即止。工法有效遏制了管涌现象对竖井施工的影响,革新了砂层富水地质竖井开挖的重要辅助工法。
2007年春节期间,A1标段率先开挖至F1风化深槽。风化深槽就像一只水缸下半部装满了淤泥沙石,穿越风化深槽的难度之大、风险之大为国内外罕见。A1标项目部率先在行业内组建起地下工程攻克软弱围岩的“特种部队”,并主持召开了翔安隧道海底F1风化深槽打开和施工技术专家研讨会,确立了“先探后挖,预注浆加固,遇水必堵”的整体施工方案。采用全断面超前深孔预注浆技术法施工,引进国外先进钻机等机械辅助施工。目前该工法在服务隧道风化槽第一循环取得成功,A1标段成为海底隧道风化深槽开挖的“先锋队”。业主得知后,组织其他标段技术人员观摩学习,开挖风化深槽举措在全线得到推广。
始终站在海底隧道施工管理的最前沿
翔安隧道作为国内首条海底隧道,举世瞩目,是中国铁路工程总公司的窗口工程,也将是中铁隧道股份又一里程碑意义的工程。只有质量、进度领航,才能彰显专业队伍的领航优势。项目部在进场伊始就提出“不争第一,就是落后”的战略口号,树立起“安全至上、技术领先、质量过硬、进度领先”的战略思想。
开工伊始,A1标段成为四个标段最先进场的单位,并在项目前期策划建设上,成为其他单位观摩学习对象;当其他单位完成现场临建时,A1标项目已形成基本生产能力。一步领先,就要步步领先,A1标项目践行了这一信念,第一家进场、第一家完成前期筹备、第一家进洞施工、第一家开挖至风化深槽,并始终保持进度、质量第一。在A1标率先开挖至F1风化深槽,拉开正式进入海底施工的序幕后,中央电视台、福建电视台、中国建设报、人民网、新华网、建设部等多家媒体网站进行了报道。
翔案隧道地处沿海,A1标项目为应对台风袭击多次举行台风应急安全演习,并组建全国首支专业的隧道事故救援队。2006年8月10日,特大台风“桑美”挟带暴雨袭来,项目部及时启动应急预案,由于到位的安全防护措施,隧道洞口沙袋堵住狂涌的雨水,几乎未造成任何损失。在其他标段隧洞紧急排水、重建时,A1标项目部派出安全救援队协助其他标段开展起救援工作。台风过后,厦门市副市长潘世建赶到现场,由衷说到:中国的最难隧道交给中铁隧道,我们放心。
2006年10月19日,在由业主监理组织的翔安隧道工程工程质量大检查中,在四个标段中,翔安隧道A1标荣获第一名。在本次工程质量评比中,其中喷射混凝土支护、仰拱、止水带、混凝土衬砌均得满分,展示了领跑全线的专业队伍实力。
2007年1月8日,为深入了解海底隧道的施工,同时也为大连市将要修建海底隧道做好,大连市副市长宋增斌在四个标段中,选中厦门翔安隧道A1标为调研对象。
2007年5月23日,国家交通部督察组抵达厦门翔安隧道对各个标段进行了现场检查和随机抽查, 督察组专家对上、下行隧道中隔墙构造,喷射混凝土、防水板铺设、衬砌结构、竖井与地下连续墙等专项工程的重点检查中,A1标各项指标的合格率均为100%,在四个标段位列第一。厦门市副市长潘世建在交通部翔安隧道督察反馈会议上讲到:交通部专家督察组认为翔安隧道A1标的施工安全质量“达到国际先进水平”,只要安全完成,就有卓越贡献。
目前,翔安隧道A1标段左洞开挖1552米,服务隧道开挖1652米,分别完成工程量的49.1%和52.3%。A1标项目部正致力于F1风化深槽的开挖,项目技术人员介绍说,经过一个月的超前注浆,25天的持续开挖,风化深槽第一循环已完全结束,目前第二循环的注浆工作已接近尾声,即将在9月5日进行开挖工作。随着工程的不断进展和工艺工法的成熟,风化深槽的开挖进度必将越来越快、越来越稳。大海浩瀚无垠,海底下确是另一番波澜壮阔的场景。A1标项目部正以专业的形象、先进的技术引领着国内首条海底隧道的施工。(焦卫华 牛雪顶)