組合施工建設(shè)超長(zhǎng)海底隧道(工匠絕活)
發(fā)布時(shí)間:2024-07-24 07:57:55 來(lái)源:星空體育官方平臺(tái)
山東省青島市膠州灣第二隧道項(xiàng)目總長(zhǎng)度17.48公里,其中隧道長(zhǎng)14.37公里(海域段9.95公里),這條近萬(wàn)米的海底隧道建成后將成為世界上最長(zhǎng)的海底道路隧道。面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件、艱苦的工作環(huán)境,建設(shè)團(tuán)隊(duì)發(fā)揚(yáng)工匠精神,鉆孔勘察、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)施工、智慧管理,全力投入隧道建設(shè)之中,為保障項(xiàng)目建設(shè)順利開(kāi)展貢獻(xiàn)力量。
黃島之濱,碧波蕩漾;海底深處,設(shè)備轟鳴……在這里,山東省青島市膠州灣第二隧道項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“二隧”)正在緊張建設(shè)中,建成后將成為世界上長(zhǎng)度最長(zhǎng)的海底道路隧道。
面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件,二隧工程建設(shè)團(tuán)隊(duì)發(fā)揚(yáng)工匠精神,從勘察規(guī)劃到落地實(shí)施,推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)順利展開(kāi)。自2022年9月主線工程全面開(kāi)工以來(lái),主線公里。
膠州灣范圍內(nèi)有一個(gè)活動(dòng)斷層,稱為滄口斷裂帶,正好位于二隧規(guī)劃路線上。從哪個(gè)位置穿?怎么穿?用什么工程方法穿?解決這一系列難題,才能讓海底隧道建設(shè)成為可能。
于是,搞清楚這部分海底地質(zhì)組成成為這項(xiàng)工程最先需要攻克的難題。2013年,青島國(guó)信膠州灣第二海底隧道有限公司總工辦高級(jí)工程師郭永建從同濟(jì)大學(xué)土木工程博士后工作站出站,成為二隧團(tuán)隊(duì)第一個(gè)博士后,也開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)9年的勘察規(guī)劃。
“只有搞清楚海底真實(shí)情況,工程規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)才有底氣?!惫澜ㄕf(shuō)。他一方面跑遍各大科研院所,另一方面與勘察單位中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院共同組織海上勘察。
勘察需要通過(guò)鉆孔來(lái)探測(cè)地質(zhì)情況,在海上駕駛鉆探船進(jìn)行作業(yè)。2年時(shí)間里,郭永建帶領(lǐng)勘察團(tuán)隊(duì)鉆孔237個(gè),在海底采取巖芯總長(zhǎng)度達(dá)2.8萬(wàn)米,為以后穿越膠州灣的海底工程打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
勘察結(jié)果發(fā)現(xiàn):二隧海底有大面積花崗巖,其中輝綠巖巖脈大量穿插,裂隙多,部分還有很好的導(dǎo)水性,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,工程難度成倍增加。
經(jīng)過(guò)專家組反復(fù)勘察,結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果,工程方案在安全和經(jīng)濟(jì)之間找到了最優(yōu)解:二隧東岸青島端以凝灰?guī)r為主,采用盾構(gòu)法,西岸黃島端以花崗巖為主,采用鉆爆法,陸域輔之以明挖法,進(jìn)行組合施工,從膠州灣東西兩岸同時(shí)向?yàn)硟?nèi)掘進(jìn),最終超大直徑盾構(gòu)與大斷面鉆爆法隧道將在海底對(duì)接。
除了路線設(shè)計(jì),還有隧道通風(fēng)的難題。作為中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院(以下簡(jiǎn)稱“鐵四院”)二隧項(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人,孫文昊已經(jīng)從事工程設(shè)計(jì)25年,但在面對(duì)二隧項(xiàng)目時(shí),“找不到可參照的樣本,需要我們自己蹚出一條新路”。
按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,海底隧道建設(shè)過(guò)程中的通風(fēng)都是利用豎井來(lái)實(shí)現(xiàn),通常兩端和海中央各有一個(gè),間距五六公里,稱為三段式通風(fēng)。但是,這種方法在二隧卻行不通:根據(jù)青島市膠州灣保護(hù)條例規(guī)定,為保護(hù)海域生態(tài)平衡,不允許在海域內(nèi)圍填海建設(shè)通風(fēng)井。
“不斷摸索,不斷創(chuàng)新,一定能找到解決方案?!睂O文昊說(shuō),一些超長(zhǎng)隧道頂部都有隔層,但只用于火災(zāi)狀態(tài)排煙,這些排煙道能否用來(lái)日常通風(fēng)?如果可行,作為疏散救援的服務(wù)隧道是否也可用于通風(fēng)?
這個(gè)想法打開(kāi)了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的思路:利用中間服務(wù)隧道作為新風(fēng)通道送新風(fēng)進(jìn)去,在主線隧道的頂部隔出排煙道,將污濁空氣排出去,形成送排風(fēng)閉環(huán)。
但是,這樣的設(shè)計(jì)方案是否具有可行性?為此,鐵四院在數(shù)值模擬分析的基礎(chǔ)上,在武漢搭建了幾十米長(zhǎng)的物理模型進(jìn)行驗(yàn)證,數(shù)據(jù)符合要求。由于這種通風(fēng)方式在海底設(shè)置兩座送排風(fēng)機(jī)房,總體上介于二段式和三段式通風(fēng)之間,被稱為2.5段通風(fēng)技術(shù),給世界上的超長(zhǎng)海底隧道通風(fēng)提供了一個(gè)嶄新的解決方案,這也是鐵四院的專利技術(shù)。
3年來(lái),設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成的隧道土建設(shè)計(jì)圖紙達(dá)60余冊(cè),共5000多張,摞到一起有兩米高?!皺C(jī)電系統(tǒng)以及橋梁、房建圖紙還沒(méi)出,全部圖紙出完得有150多冊(cè)?!睂O文昊說(shuō)。
在膠州灣西岸,從二隧項(xiàng)目黃島段入口進(jìn)入隧道,寒氣縈繞,圍巖潮濕,地面偶有流水,這里是鉆爆法施工現(xiàn)場(chǎng)。鉆爆法又稱礦山法,就是通過(guò)鉆孔、放藥、爆破的方法進(jìn)行施工。
在中鐵隧道局鑿巖臺(tái)車(chē)負(fù)責(zé)人何紀(jì)超帶領(lǐng)下,記者來(lái)到1300米掌子面處,此時(shí),洞內(nèi)已經(jīng)完全變暗,一面拱形石面堵在前方。
轟鳴聲響徹隧道,耀眼的照明燈打在掌子面上,巨型鑿巖臺(tái)車(chē)緩緩駛?cè)?,停在掌子面正前方。只?jiàn)測(cè)量員扛著全站測(cè)距儀設(shè)備進(jìn)行放樣,半小時(shí)后,將設(shè)計(jì)圖紙的參數(shù)變成施工數(shù)據(jù),用油漆在掌子面上畫(huà)出隧道輪廓線、中心線和第一排拉槽線。
有了測(cè)量放樣,司鉆工杜帥登上三臂鑿巖臺(tái)車(chē),熟練操作臺(tái)車(chē)控制桿,5.5米的鉆桿仿佛他的手臂般靈活。杜帥將鉆桿瞄準(zhǔn)輪廓線上一個(gè)點(diǎn)位,不需標(biāo)識(shí),只聽(tīng)一陣震耳欲聾的“哐哐哐”聲后,一個(gè)45毫米直徑的鉆孔不偏不倚,恰好打在拱頂輪廓線放樣點(diǎn)上?!斑@個(gè)過(guò)程非??简?yàn)司鉆工技術(shù)。”何紀(jì)超說(shuō),一個(gè)熟練的司鉆工,需要3年至5年時(shí)間才能培養(yǎng)出來(lái)。
杜帥從事司鉆工已有10年,如今,他靠眼睛觀察就能找準(zhǔn)每個(gè)點(diǎn)位,打一個(gè)孔兩分鐘,兩個(gè)多小時(shí)能完成整個(gè)掌子面打孔,偏差極小。在二隧鉆爆段,像杜帥這樣的司鉆工超過(guò)30人。
二隧基巖以花崗巖為主,分布著導(dǎo)水性好的張性裂隙,出水量遠(yuǎn)超其他海底工程。如何應(yīng)對(duì)突涌水挑戰(zhàn),是二隧項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管控的關(guān)鍵,也是項(xiàng)目安全管理需要面對(duì)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
有一回,鉆爆施工現(xiàn)場(chǎng),超前水平探孔顯示掌子面前方圍巖破碎,出水量達(dá)到每分鐘1000升。二隧項(xiàng)目數(shù)字化建造平臺(tái)及時(shí)顯示出水預(yù)警信息,管理團(tuán)隊(duì)迅速做出處置方案。
不僅在突涌水、巖層失穩(wěn)、坍塌、火災(zāi)等災(zāi)害中能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息,二隧項(xiàng)目數(shù)字化建造平臺(tái)匯集了建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、運(yùn)營(yíng)方全部流程數(shù)據(jù)。早在2020年,二隧公司總經(jīng)理李翔便提出了打造全過(guò)程、全要素、全數(shù)據(jù)在線的數(shù)字建造平臺(tái)的目標(biāo),利用數(shù)字化、智能化技術(shù)手段保障海底隧道的質(zhì)量和安全,讓二隧成為國(guó)內(nèi)首條數(shù)字孿生海底隧道。
“瞧,現(xiàn)在工作人員的信息和位置都顯示在這里?!鼻鄭u國(guó)信膠州灣第二海底隧道有限公司安全與風(fēng)險(xiǎn)管理部副經(jīng)理張樂(lè)打開(kāi)人員定位模塊,數(shù)字模擬的隧道路線上,人名隨著人員定位實(shí)時(shí)變動(dòng)。原來(lái),項(xiàng)目融合了5G融合專網(wǎng)及北斗定位系統(tǒng),小到安全帽,大到設(shè)備、車(chē)輛甚至隧道等全部進(jìn)行了智能升級(jí),可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員、車(chē)輛、裝備的實(shí)時(shí)定位與監(jiān)控。
國(guó)信集團(tuán)總工程師、二隧公司董事長(zhǎng)曲立清說(shuō):“二隧項(xiàng)目致力于應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料,全力突破海底隧道智慧建造與施工控制的技術(shù)難題?!?/p>
山東省青島市膠州灣第二隧道需在膠州灣底穿越近10公里,最深點(diǎn)距海平面115米,地質(zhì)水文條件極其復(fù)雜,不僅要穿過(guò)活動(dòng)斷裂帶,而且花崗巖中穿插著大量侵入巖,裂隙多且有一些導(dǎo)水性好,工程難度成倍增加。
在施工上,二隧采用“盾構(gòu)法+鉆爆法+明挖法”組合施工工法,從膠州灣東西兩岸向中間掘進(jìn),并在海底對(duì)接;為保護(hù)海域生態(tài),創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.5段式通風(fēng)技術(shù);為解決海底隧道長(zhǎng)距離資源調(diào)配、多交叉協(xié)同交互、高頻率實(shí)時(shí)反饋的難題,應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù),創(chuàng)新開(kāi)發(fā)全過(guò)程、全要素、全數(shù)據(jù)在線的數(shù)字建造平臺(tái),利用數(shù)字化、智能化技術(shù)手段進(jìn)行全流程監(jiān)管,保障海底隧道質(zhì)量和安全……
“今年前9個(gè)月我家收入一共3.1萬(wàn)多元,僅通過(guò)土地流轉(zhuǎn)種植馬鈴薯和在基地干活,收入就增加了1萬(wàn)多元。”在山西省陽(yáng)泉市盂縣東梁鄉(xiāng)東梁村,村民王建明掰著手指算起豐收賬?!?/p>
戴上眼鏡,躺在沙發(fā)上,眼前出現(xiàn)虛擬場(chǎng)景:自己仿佛在飛躍高山峽谷,雄鷹不時(shí)從身旁掠過(guò),風(fēng)聲呼呼作響。忽然,一個(gè)360度的大轉(zhuǎn)體,讓人發(fā)出驚呼,倍覺(jué)興奮?!?/p>
廣告服務(wù)合作加盟供稿服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)站聲明網(wǎng)站律師信息保護(hù)聯(lián)系我們?nèi)嗣袢請(qǐng)?bào)違法和不良信息舉報(bào)電話舉報(bào)郵箱:人民網(wǎng)服務(wù)郵箱:違法和不良信息舉報(bào)電話舉報(bào)郵箱:rmw
人 民 網(wǎng) 股 份 有 限 公 司 版 權(quán) 所 有 ,未 經(jīng) 書(shū) 面 授 權(quán) 禁 止 使 用
友情鏈接:百度中鐵二院環(huán)??萍?/a>
星空體育APP下載(星空·體育)官方平臺(tái)網(wǎng)站入口 版權(quán)所有 技術(shù)支持:星空體育APP下載
公司地址:成都市天府新區(qū)寧波路377號(hào)中鐵卓越中心裙樓512 企業(yè)郵箱:sales@clqcwz.cn 電話:028-65785509