中工娱乐

工人日报 2014年09月03日 星期三

创新之花在西秦岭盛开

——中铁十八局集团隧道公司西秦岭隧道TBM施工纪实之三

本报记者 姜明 本报通讯员 姜书范 杨三柱 曹科
《工人日报》(2014年09月03日 02版)

项目经理赵战欣 ( 中 ) 与工程技术人员一起研究施工方案

一条跨越西部的钢铁大路,一座国内著名的长大隧道,一部高科技TBM隧道掘进机,这是摆在中铁十八局集团隧道公司西秦岭隧道项目部参战职工面前的一道严峻课题。

从集团公司、隧道公司、项目部,都清醒地认识到,要想快速、优质、安全、按期建成西秦岭隧道,必须以科技为先导,必须依靠TBM,必须坚持科技创新,用科技攻克道道难关,唯有这样,才能树起新的丰碑。

工程上场后,隧道公司推行了质量、安全、工期、投资、环保、技术创新“六位一体”的建设管理要求,大力推广管理创新、技术创新,向创新要质量要效益,向创新要核心竞争力,为兰渝铁路全线贯通提供了有力支撑。

兰渝铁路西秦岭隧道全长28.2公里,是目前国内在建铁路采用TBM和钻爆法相结合第一长隧。隧道地处大山深处,山高谷深、路窄坡陡,施工异常艰巨。

西秦岭隧道出口段15公里采用目前世界上最先进的大型综合性隧道施工设备TBM施工。TBM直径10.23米,全长180米,总重1800吨。其中主轴承重达110吨、直径6.79米。最高部件是5.1米的前主梁,重70.3吨,最长部件是16.77米的专用梁,堪称“巨无霸穿山甲”。

由于当地山高路陡,TBM构件累计装运209车,光大型构件运输就用了57天。在运到现场后,组装又成了一大问题,隧道口往外80米就是河沟,按常规直线排开组装180米的TBM掘进机,缺口还有100米,如何组装,一个新的课题摆在了面前。

集团公司原董事长、党委书记郝趁义,现任董事长彭仕国、党委书记宋占波高度重视TBM施工,时任集团兰渝指挥部常务副指挥长史振春和书记江顺、总工苏睿等亲自到现场指挥,集团设备物资部原部长、TBM专家李培忠,一直住在现场,帮助TBM组装出主意想办法,破解难题。隧道公司总经理黄明普多次来到工地,与现场人员反复研究组装、掘进方案。

项目经理赵战欣组织现场人员,通过多次反复研究探讨论证,最终采取了90度直角进行组装,组装完一段向洞内推进一段,这在全国来讲,TBM采取直角进行组装还是第一次,而且节约河沟上“架桥”费用几百万元。

TBM构件越大组装越困难,由于特大构件是由多个小构件组成,组装起吊构件时最关键的就是要找准平衡点,这就需要对每个构件的自重进行计算,最后综合找平衡点,有时一个构件就要计算上百次。

2012年12月1日, TBM掘进机主机开始与刀盘对接。主轴承与刀盘对接的精度要求很高,刀盘十字基准点用测量仪定位,118个螺栓必须准确对位,误差不能超过3毫米。TBM“明星司机”曾绍毅亲自担当操作手。12月8日18时,开始最后一次对接;23时,最后一个螺栓准确对位。

为确保TBM在西秦岭隧道出口狭小场地上安全、快速、高质量组装调试,集团公司副总工王雁军、隧道公司副总经理齐梦学等组成专家组在工地组装之前就进驻现场,协助规划组装方案,指导组装调试,全面规划总体组装顺序、布置每天的组装进度。

为了克服部件全部运抵工地无法存放的困难,TBM边工厂拆卸、边组织运输、边工地组装。从事TBM出身的赵战欣,既当指挥员又当战斗员,亲自参与组装,边干边教,搞好传帮带。全体参战员工主动加班加点,克服天气忽冷忽热、经常大风降雨等不利因素和恶劣环境,晴天一身灰,雨天一身泥,在31天内完成了整机的组装工作。而通常情况下,类似设备组装需要2.5至3个月,创造了大型TBM掘进机组装的新速度。

TBM进入掘进后就遇到了难题,西秦岭隧道岩层松软,见水化泥,TBM在掘进过程中,需要两侧墙壁提供足够的反力,如果墙壁太软,TBM 两侧的支撑靴容易陷到墙里去。为避免支撑靴陷入岩层,施工中采取增大支撑靴接触面积的方法,使施工难题得到成功化解。

按照常规,开敞式TBM掘进只能等全部或分阶段贯通后,才能施作二次衬砌。为了提高TBM掘进施工的成洞进尺,增强隧道的安全性,隧道公司果断决定,研究连续皮带出碴条件下衬砌同步跟进的工艺,使TBM掘进综合施工得到了“技术升级”。

TBM施工,要布设通风管、水管、电缆,下部有有轨车辆进出运输,还有连续皮带出碴,如果同时进行二次衬砌,相互干扰大。为克服这一难题,现场技术人员与设计厂家一道盯守在TBM施工现场,一个方案一个方案比选;洞内40多摄氏度的高温,但没有一个人喊苦喊累。经过多次反复试验,最后确定了位于TBM后面,一架一模式衬砌台车施工工艺。同时在皮带与台车接触部位增设减震系统,缓冲皮带运输带来的影响,保证了台车衬砌质量,最后创新形成了“掘进、出碴、支护、衬砌”等工序一体化生产的模式。

西秦岭隧道TBM施工第一阶段,月平均进尺498.8米,二次衬砌平均月进尺479.9米,综合成洞进尺392.6米,较传统单独掘进提高工效50%以上。

随着TBM掘进不断深入,面临着长距离的风、水、电保障,设备磨合、设备改进、机械臂故障等诸多困难,尤其是机车道岔和连续出碴皮带,由于长时间的磨损,机车掉道、皮带断裂等问题异常突出。

2012年9月,为了保证TBM施工进度,集团兰渝铁路指挥部常务副指挥长苏睿,亲自到现场与职工们组织技术攻关,加大对TBM掘进机的掘进系统、初支系统、后配套系统的改进、控制关键岗位操作、机车整编组合、皮带巡视检查、长距运输保障等重点环节,实现了TBM施工连续稳产高产掘进。

盛开在西秦岭的科技之花终于结出灿烂之果,创造了特殊地质条件下超大直径TBM施工奇迹。TBM正式掘进到贯通,总计1460天,掘进15138米。TBM创造了月掘进772.7米、日掘进42.69米两项纪录,以及TBM月同步掘进衬砌846米、TBM独头通风2万米、1.2万米以上连续皮带机出碴与同步衬砌、仰拱预制破万米等9项国内纪录,并成功申报国家级发明专利2项、实用新型专利5项、QC成果1项。其中《连续皮带机出碴条件下开敞式TBM掘进与二次衬砌同步施工技术研究及应用》科技创新成果荣获2013年度中国施工企业管理协会科技进步特等奖。

西秦岭,在我国铁路长大隧道建设史上树起了新的里程碑。

关于中工网 | 版权声明 | 违法和不良信息举报电话:010-84151598 | 网络敲诈和有偿删帖举报电话:010-84151598
Copyright © 2008-2025 by www.workercn.cn. all rights reserved
扫码关注

中工网微信


中工网微博


中工网抖音


工人日报
客户端
×
分享到微信朋友圈×
打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。