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城轨质量巡礼丨在梭鱼湾海底筑就坚不可摧的“地下长廊”——中铁一局大连地铁五号线04标海底隧道施工侧记

时间:2023年01月03日    作者:汤建军  点击量:

12月1日上午9时许,一列机车从大连市梭鱼湾海面下五十米处隧道内呼啸而过,仅用时2分多便穿越了长达3公里的海湾,标志着大连地铁五号线正式启动空载试运行。

据了解,大连地铁5号线是东北地区首条跨海地铁,线路全长约24.5公里,运营后将使原本全程近2个小时的出行时间缩短到40分钟。其中,由中铁一局城轨公司承担施工的大连地铁五号线梭鱼湾海底隧道是全线控制性重点工程,也是世界首例海域岩溶地层大直径盾构隧道。

自2019年1月18日“海宏号”大盾构始发,至2022年4月21日青~火区间双线贯通,管段内四条隧道全部精准贯通,安全、质量、进度全面受控。中铁一局350多名参建者以“追求比深海更深、作风比硬岩更硬”的精气神在大连地铁五号线完美诠释了“做一流的城轨建设者”的初心与使命,尤其是“海宏号”大盾构的完美“首秀”使中铁一局跻身大盾构行列,开启了筑就“一局盾构”品牌的新篇章。

“盾构是城轨人永远绕不开的话题。”今年40岁的城轨公司大连地铁五号线04标海底隧道项目负责人张玉宝说,作为“土生土长”的城轨人,参加工作近20年里,他先后从见习生、盾构司机、盾构队长、项目副经理成长为大盾构项目负责人,“刚参加工作的时候盾构机很稀罕,操控按钮都不让我们随便摸。”如今,张玉宝时常到中铁装备生产的“海宏号”盾构机主控室检查指导。在张玉宝眼中,这台大直径泥水平衡盾构机代表着盾构事业的发展历程,堪称中国盾构产业稳进提质的缩影。

从土压平衡盾构机,到泥水平衡盾构机、双模盾构机;盾构机直径从6.0米,6.2米,到12.26米;从穿越普通地层到在苏州、武汉、厦门、青岛、大连等城市穿越江河湖海;从填补国内盾构机穿越溶洞群施工的技术空白到实现我国湿陷性黄土地质盾构掘进零的突破;从国内首座瓦斯盾构隧道到国内第一条长距离、超近距重叠隧道施工;从盾构机在苏州金鸡湖穿越国内最长湖底“滴水不漏”到在大连梭鱼湾穿越国际首例岩溶地层三大溶洞群、攻克“世界性难题”实现“滴水不漏”。城轨公司盾构施工能力完全涵盖国内地铁各种地层,施工范围涵盖城轨土建施工所有专业。城轨人以质量铸就品牌、靠品质引领未来,用忠诚和担当践行习近平总书记“三个转变”重要指示精神。

“转”出来的新生,抢滩梭鱼湾

当“开拓一号”盾构从广州轨道交通3号线客~大盾构区间启航,其盾构法施工综合技术研究成果整体水平达到国内先进水平,且盾构机地下洞室内调头技术也为国内首创。2002年成立伊始,城轨公司就确定了“质量立业、管理强业、效益兴业”主基调,把“品质至上 敬天爱人”作为价值理念,正成为全国盾构施工的先锋队。

 “匠心建造、唯实唯美”的质量理念始终深深地烙印在城轨人的心里。凭借“城轨质量”,中铁一局城轨公司在京津沪渝,长三角、珠三角等区域30多个城市参与轨道交通建设,年盾构掘进里程逾70公里,一度名列全国地铁建设行业前三甲。

2016年11月,中铁一局中标大连地铁五号线04标工程。标段内有梭鱼湾海底隧道,隧道开挖直径12.26米,水下30~50米深、长2882米的海底隧道,是融“国际首例岩溶地层大盾构海底隧道,国内最长距离硬岩地层大盾构隧道,国内最大直径地铁海底隧道,世界功能最全的国产大直径泥水平衡盾构机,首个使用常压刀盘大直径泥水盾构穿越溶洞群。”五项业界新纪录为一体,挑战兼具“长、大、高、险”四大难题的“超级穿海”工程,是摆在参建员工面前的一道“世界性难题”。已经错过大盾构施工机遇10余年的中铁一局,铁了心要在这里打响“追赶超越 再谱新篇”大盾构施工弯道超车攻坚战。

时任项目经理的严淦说:如今国内盾构施工企业已不满足于“普通地铁隧道同质化竞争”,而是转向“穿江越海”和“智能施工”寻求新的发展空间,创新已经成为一局盾构的常态和共识。中标后,集全局之力与中铁装备为海底隧道施工量身定制“大国重器”,共同研发直径12.26米的“海宏号”气垫式泥水平衡大盾构机,利用这“转”出来的新生,抢滩梭鱼湾,与国内其他大盾构施工单位“扳手腕”,一路跟跑、并跑……,誓要在梭鱼湾打响中铁一局抢滩大盾构的“第一枪”。

“实”起来的自信,攻坚深海底

为了提前给“海宏号”大盾构掘进扫清“路障”,避免盾构掘进中因海底溶洞引发盾构机载头、卡机,隧道受损、海面冒浆、姿态难以控制、掘进困难等险性事故。项目部6次邀请院士、设计大师、资深专家莅临现场研讨论证,充分研讨制定应对措施。根据岩溶专勘成果,按照无填充、半填充、全填充溶洞进行分类施策,对4米以上大溶洞按照“一洞一策”原则治理;对溶蚀发育地层采取“两侧止浆、内部充填”方法治理。将陆域段及海域浅滩段作为试验段,试验参数和工艺满足验证效果后推广到海域施工中,确保溶洞处理质量达标、为大盾构掘进开辟安全通道。针对海域岩溶特点,对隧道两侧3米、洞底以下10米范围内进行岩溶专项勘察,按照2.5米间距加密海上探孔,采取钻探+跨孔电磁波CT法、超声波声纳法等系统勘察手段,查明溶洞分布、规模、充填等情况,实现多方位联合技术措施保证安全生产、确保海底隧道施工质量。

2017年8月6日,项目开始火~梭区间大盾构隧道陆域段注浆加固,从2018年3月15日开始海上注浆,2019年12月21日结束。两条注浆船从北向南对1000多个海底溶洞上打孔4000余个注入浆液6万余方,为“海宏号”大盾构安全前行“保驾护航”。

2年零4个多月里,滕子阳等人每天早上七点半上船,晚上七点半换班下船,冬天顶风冒雪战严寒,夏天汗流浃背斗酷暑,迎着冬天的刀子风、夏天的烈日,他们随船作业盯着岩溶处理施工,时刻关注注浆压力、注浆量,严格按照配合比控制注浆施工质量,为盾构机安全掘进而坚守。

2019年1月18日,承载着中铁一局人大盾构梦想的“海宏号”气垫式泥水平衡大直径盾构机在梭鱼湾南站地下30米深处始发,向大连站进发。这台直径12.26米,长189米,重3380多吨的“大国重器”,承载使命开启了挑战世界首例海域岩溶地层大直径海底隧道的“穿海”之旅。

水面下50米深的海底,盾构队长李占营正带着他的团队团结协作,驾驭着庞然巨物向前进发。两名盾构司机分工操作着“海宏号”上的184个按钮,一人负责掘进,一人负责环流施工,他们一丝不苟、精心操作,不断摸索、分析、总结最佳掘进参数,盾构掘进渐入佳境。管片拼装手负责起吊运输大盾构管片并拼装,管片横向、纵向误差严格控制在规范以内。由7名受过训练的作业人员组成的换刀班,负责在停机时快速拆卸、更换磨损刀具,2年多来共更换刀具1867把,为大盾构啃岩嚼石装上坚固的“牙齿”。

大家坚守在海面下30~50米深处战岩溶、斗海水、稳掘进、保节点,通过不断总结持续优化盾构掘进参数,使盾构掘进从最初的45米/月、60米/月逐步提升到90米/月、120米/月,创造了高强度硬岩地层盾构月掘进212米的国内最高纪录,使“超级穿海”工程高质量提前8个月完美收官。

项目部历时3年自行预制的1442节口子件,精准安装在海底隧道管片上部使料运供材运输畅通无阻;拼装的1442环成型隧道管片错台纵向、横向均小于验收标,轴线偏差平面、高程偏差、均小于验收标准,全部符合设计及规范要求。优化后历时半年、2882米大盾构隧道“T”字型二衬结构防水层施工,其保护层、结构混凝土回弹符合设计及规范要求。这背后是项目部施工技术团队精准施策、精细管理的完美呈现。

“从广州客大1个项目起家到如今50多个项目遍布全国各地,我们已进入为全国盾构施工前三甲,以创新驱动牢牢抓住盾构产业发展大趋势、脚踏实地做细做实产业,确保质量是我们20年来崛起壮大的密码和自信。”现任中铁一局城轨公司副总经理严淦说。

“闯”出来的品牌,筑梦大连城

“本项目单位工程3个,分部工程16个,分项工程105个。一次验收合格率达100%。”11月28日上午,随着主管单位的竣工验收结论公布,中铁一局城轨公司大连地铁五号线04标盾构区间完美收官。04标区间盾构管片共4912环,经现场实测成型隧道管片错台纵向最大仅为5毫米,横向错台最大仅为4毫米,成型隧道轴线偏差平面偏差最大仅为31毫米,高程偏差最大仅为42毫米,均远小于验收标准100毫米,全部符合设计及规范要求。大盾构二衬结构经实体检测,结构钢筋保护层、结构混凝土回弹符合设计及规范要求。

12月2日,火~梭区间海域岩溶地层大直径盾构隧道工程获得国际隧道与地下空间协会(ITA)“年度工程奖”,摘取隧道行业“皇冠上的明珠”。海底隧道入选2021年度中国中铁十大超级工程;项目部完成国家级《海域岩溶地层单洞双线地铁隧道施工关键技术及盾构机研制》科研课题,《大连地铁过海段大盾构查换刀管理平台》等12项专利获国家级(实用新型)专利,《大直径泥水盾构海底岩溶地层中掘进施工工法》等3项获省部级工法,《大连地铁5号线海底隧道盾构BIM应用》等2项获省部级新技术应用,《提高海域岩溶大盾构掘进工效》等4项QC成果获省部级成果,获中国中铁股份2020年绿色科技示范工地、安全标准工地、申报中铁一局集团优质工程,火~梭区间获第九批辽宁省建筑业《绿色施工示范工程》等9项荣誉,获中国中铁“红旗项目部”、大连市“青年文明号”等9项荣誉。

海底隧道建设的四年多来,中央电视台2套、4套、13套、中国国际电视台、美国星岛电视台等20次报道项目攻克“世界性难题”,学习强国、人民日报、工人日报、中国青年报、菲律宾商报、联合日报、泰国星暹日报及新华社、中新社、辽宁卫视、大连发布等中央和地方新闻媒体60余次报道“超级穿海”施工;大连地铁五号线火~梭区间海底隧道建设取得了巨大的社会效应,为“开放创新之都,浪漫海湾名城”增光添彩。

蕴中铁智慧、提中铁方案、显中铁担当。中铁一局城轨公司在梭鱼湾海底筑就坚不可摧的“地下长廊”,参建员工以“建设优质工程 服务经济建设”为己任,建造了百年工程、世纪工程,为加快建设质量强国、交通强国作出了积极贡献。

海宏号下线

刀盘下井

盾构机操作

海上岩溶注浆

成型隧道

庆祝贯通

部分中央级媒体报道