给“巨无霸”施工来一份保障套餐

2019-03-15 233 0

  “与孟加拉国的传统技术相比,中国技术效率更高、更安全、更环保,对周围环境的影响微乎其微,这突显了中国制造业水平,也展现了中国工程公司的作业水平,为孟加拉下一步的基础建设起到非常好的示范作用。”孟加拉国总理哈西娜站在盾构始发井口表示。
  2月24日,中国路桥承建的孟加拉卡纳普里河底隧道项目盾构机顺利始发。这是中国在海外承建的首条长大隧道,整条隧道全部采用中国规范,负责隧道掘进施工的盾构机由中交天和自主研发,直径达到12.12米,是盾构界名副其实的“巨无霸”。
  “为了让这个‘巨无霸’顺利始发,我们给它来了份‘保障套餐’。”二航局孟加拉卡纳普里河底隧道项目总工程师何源说。
  时间回溯到2018年7月25日,“巨无霸”顺利抵达孟加拉吉大港,始发准备工作随即展开。然而勘查结果显示,当地地质情况特殊,富含粉细沙和地下水。“在这种地层施工,对始发密封要求极高。万一发生漏沙、漏水甚至喷涌,整个地面都有可能塌陷。我们现在准备用的这套工法恐怕不能满足要求。”研讨会上,有人针对始发最常见的工法——“端头加固法”提出质疑。紧张的工期让大家如坐针毡。为了保工期,是不是冒着风险也要按不完美的工法实施?大家对此争论不一。
  “始发的成败与否不仅关系到公司海外业务的拓展,更关系到‘中国制造’在海外的品牌形象。”何源说。为了找到更好的方法,他查阅了过去几年国内外的隧道工程资料,发现这样的地质情况在福州地铁2号线的建设中有过先例,只不过是在盾构机接收时。通过进一步了解得知,那次接收成功的关键是使用钢套筒和洞门无缝对接,形成了一个密闭空间,从而确保了洞门的安全。
  “盾构机始发和接收阶段都需要解决洞门密封和漏水、漏沙的难题,如果把始发和接收看作一根同源,两种工法是不是能结合起来?”突然的灵感让何源和他的团队为之振奋,“在隧道贯通时,盾构机接收需要使用钢套筒,为什么不能在始发的时候提前用上?不仅节约成本,工期也能提前。”
  经过反复研究,项目团队决定在始发的时候利用钢套筒方案对端头加固进行优化,延长洞门密封区域。这样,在真正破土掘进的时候,便能提前形成较稳定的密封状态,盾构机始发更加稳定。项目团队对新方案进行反复讨论,一致认为可行。
  然而,新方案需要使用的钢套筒到哪里去找呢?整个项目部陷入沉默,因为制作如此大直径的钢套筒在世界范围内还是第一次。
  一般小直径的钢套筒由二十余块部件像“拼积木”一样焊接完成,单块部件有十几吨。“如果要制作直径接近13米的钢套筒,其整体重量将达到600吨,如果按常规工艺,部件数量将达到60余块,密封性无法保证,整体受力也会受到影响。”何源解释说。
  何源带着同事辗转多个拥有钢套筒制作技术的厂家,却没有一家生产过如此巨大的钢套筒。眼看盾构机始发时间越来越近,何源急得像热锅上的蚂蚁。
  厂家的工艺无法支持生产,他只好拿着数据找到了二航局技术中心,希望他们能够给出解决方案。在分析了受力结构以后,大家达成共识:在不影响整体受力和圆度的情况下,尽量采用大块切割的方法。而大量的应力分析和BIM模型演算表明,“9块部件”是超大直径钢套筒的承受极限,单个组件重量最大达到100吨左右。
  “大块构件在焊接和制作的过程中质量不易控制,容易出现裂纹。”何源认为方案还不够完善。于是,项目部又委托技术中心研发了“大直径钢套筒变形自动化监测系统”,通过在套筒上安装四十多个监测点位,实时监控套筒受力及部件焊接情况。4个月后,钢套筒终于顺利“出生”。
  2019年春节刚过,钢套筒安装到位,“巨无霸”即将始发。随着千斤顶压力逐渐升高,500吨、1000吨、2400吨……液压千斤顶推力不断加大,何源的心也紧张到了极点。
  终于,盾构机开始前进。3厘米、2厘米、1厘米……历时5天,盾构机刀盘成功穿透地连墙,始发成功。何源把脸紧紧贴在橙黄色的钢套筒侧壁,抚摸着因为巨大推力而绽放的“花纹”,低声轻语:“兄弟,你辛苦了!”

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