工程推進 攻克四大尖端難題
根據(jù)南京長江隧道施工的設(shè)計需要，中鐵十四局集團專門委托德國海瑞克公司，依據(jù)長江隧道的地質(zhì)水文條件，量身定做了兩臺直徑為14.93米的盾構(gòu)設(shè)備，每臺機器長134米，重達4000余噸，約5層樓高，有3萬多個零部件組成，是名副其實的“巨無霸”。
如此龐大的設(shè)備，運輸、安裝、調(diào)試以及掘進施工中的難度都極具挑戰(zhàn)性。業(yè)內(nèi)人士根據(jù)南京長江隧道所處地段的地質(zhì)水文情況分析后認為，盾構(gòu)機要成功穿江掘進需攻克、防范六大世界級的技術(shù)難題和風(fēng)險。
為破解技術(shù)難題，應(yīng)對風(fēng)險挑戰(zhàn)，隊伍進場以來，工程指揮部依靠專家團隊的智慧，堅持“重大技術(shù)方案專家論證，疑難問題專家咨詢”，以核心技術(shù)為平臺，走科技創(chuàng)新“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合、在實踐中走自主創(chuàng)新之路，先后確立了60余項專業(yè)技術(shù)課題，現(xiàn)場組織科技攻關(guān)。
超大直徑盾構(gòu)機能否安全破門入洞是決定始發(fā)成敗的最關(guān)鍵因素，在尚無同類施工經(jīng)驗可借鑒的情況下，圍繞重難點和控制風(fēng)險點，如何將洞內(nèi)的矛盾解決在洞外，把水中問題化解在岸上，施工中歷經(jīng)了艱難的探索、反復(fù)的論證。早在盾構(gòu)機開始工地組裝調(diào)試時，建設(shè)者就著手反復(fù)優(yōu)化破門方案，組織課題攻關(guān)。對洞門周圍的連續(xù)墻加強支撐，對洞門前方18米土體采用全斷面旋噴加固，為防止前方因覆土厚度不足產(chǎn)生盾構(gòu)機上浮，又延伸37米的半段面旋噴加固，同時，為確保洞門破除及始發(fā)安全，在全斷面加固的基礎(chǔ)上，還采取了2米厚的冷凍墻加強方案，實現(xiàn)了“雙保險”。
為使盾構(gòu)機按軸線順利滑移，科技人員通過改造軌道，安裝4條滑軌，并控制焊縫精度，嚴防了刺渣損傷盾體，避免了相互咬合，使盾構(gòu)機按精確軸線前移。洞門密封關(guān)系到泥水建倉和漿液封堵的成敗，施工中通過改革傳統(tǒng)單一使用橡膠簾布的方法，既使密封圈和洞門吻合，又使盾體通過時刀具不劃破簾布，確保泥水倉及時建立、防滲防漏、壓力平衡，同時在施工中還自主創(chuàng)新在簾布后邊增設(shè)了1.5毫米厚的彈簧鋼板，并采用壓注高分子聚合材料封堵，使簾布和鋼板同時發(fā)揮作用，達到密封效果。
盾構(gòu)推進時，綜合冷凍、解凍、拔管和泥水倉內(nèi)壓力，綜合各種數(shù)據(jù)、參數(shù)，密切關(guān)注、檢測各類數(shù)據(jù)系數(shù)，決定推力和速度。按照泥水循環(huán)分離、掘進、管片安裝的嚴格程序，環(huán)環(huán)相扣，使右線隧道、左線隧道分別于2008年1月15日、5月8日成功安全始發(fā)并不斷總結(jié)經(jīng)驗，成熟掘進。
截至目前，指揮部已投入2000多萬元科研經(jīng)費組織科技攻關(guān)，攻克了隧道施工中的四大尖端技術(shù)難題，化解了24項施工技術(shù)風(fēng)險點。特別是安全破門、穿越超淺埋、及時排除設(shè)備故障、在超高壓條件下?lián)Q刀具和左線近距離、零位移超越右線等科研成果，在業(yè)內(nèi)刷新了水平和紀錄。中國工程院院士、南京長江隧道專家組組長錢七虎稱，南京長江隧道始發(fā)以來，規(guī)避了所有能夠預(yù)測到的施工技術(shù)風(fēng)險。
盾構(gòu)機成功始發(fā)后，緊隨其后的是如何安全穿越超淺埋、水塘段、長江大堤和城南河。超淺埋段，上方覆土厚度僅為5.5米，施工中通過對地表沉降、水位監(jiān)測、土壓測定、土體位移監(jiān)測等設(shè)立多個觀測點，反復(fù)觀察、分析、判斷，制定、優(yōu)化施工方案，還聯(lián)合北方交大科研人員進行覆土劈裂的靜、動態(tài)試驗，利用傳感器對地面動態(tài)、土體多次進行檢測，使得盾構(gòu)機掘進時泥漿配置、壓力設(shè)定和水土壓力吻合，實現(xiàn)快速、安全通過。
右線掘進至1316米時，因地質(zhì)和盾構(gòu)機刀具問題，掘進受阻。在停機修復(fù)過程中，現(xiàn)場依靠專家團隊，聯(lián)合德國海瑞克技術(shù)人員，反復(fù)研制并實踐對盾構(gòu)機姿態(tài)、掌子面穩(wěn)定和成型管片變形等問題的應(yīng)對措施，對泥水壓力參數(shù)、泥漿指標(biāo)、盾尾密封等一系列技術(shù)標(biāo)準積累了成熟經(jīng)驗。使高氣壓條件下刀盤刀具修復(fù)工作的這一世界級難題成功告破。
“我們要以‘如臨深淵、如履薄冰’的心態(tài)，做到穩(wěn)字當(dāng)頭、安全第一，保證萬無一失、確保成功。”中鐵十四局集團南京長江隧道工程指揮部一負責(zé)人說。
質(zhì)量嚴控 建一流精品工程
指揮部從進場伊始，就把建設(shè)質(zhì)量目標(biāo)鎖定在創(chuàng)國優(yōu)精品工程上。
管片生產(chǎn)是盾構(gòu)隧道質(zhì)量保證的前提，生產(chǎn)過程中，項目部確定“不是精品就是廢品”的質(zhì)量理念，在生產(chǎn)過程和施工環(huán)節(jié)中，嚴格選料和按比例精確配料，嚴格工序自驗、復(fù)驗和審驗程序，嚴格工藝程序和工作流程，嚴格拆、清模時間和養(yǎng)護；對管片的性能結(jié)構(gòu)，聯(lián)合西南交大科技人員進行1：1的力學(xué)實驗，通過模擬管片在地下的受力狀態(tài)，驗證管片結(jié)構(gòu)及設(shè)計的合理性，保證了管片質(zhì)量抗?jié)B、防裂，面層光潔，塊塊是精品，環(huán)環(huán)為優(yōu)良，全過程創(chuàng)優(yōu)。這一課題已被列入國家“863”科研項目。
管片拼裝質(zhì)量是盾構(gòu)隧道質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)的保證，安裝時既不允許出現(xiàn)錯臺、喇叭口，也要嚴格注漿、填實盾體和管片之間的空隙，預(yù)防管片沉降和隧道滲水。在負環(huán)拼裝時，作業(yè)人員用20多天時間，晝夜反復(fù)探索實踐，對基礎(chǔ)塊、相鄰塊和壓頂塊管片，用精益求精、毫厘不差、差一點不行的要求，多次拆卸，追求拼裝的完美。按照標(biāo)準幾何尺寸，對預(yù)埋的螺栓，嚴格3次緊固工序。從左右線3500多米成洞的盾構(gòu)隧道工程質(zhì)量看，美觀整潔，滴水不漏。隧道成型后的管片不漏、不滲、不裂、無錯臺的這一質(zhì)量亮點，被國內(nèi)外行業(yè)專家一致認可并感到震撼。德國海瑞克公司雷曼副總裁看過工程后說：你們的工程質(zhì)量絕對是排在世界前列的，你們第一次做就做得這么好，很了不起。
實現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)，指揮部在堅持內(nèi)控制度的同時，還充分依靠和發(fā)揮“兩院設(shè)計”、地方質(zhì)監(jiān)、現(xiàn)場監(jiān)理的職能作用，施工過程中主動接受檢查、監(jiān)督、挑剔，個別工藝上出現(xiàn)的質(zhì)量問題整改不過夜，實現(xiàn)了開工以來整個工程“質(zhì)量零缺陷、安全零事故、文明施工零投訴”的目標(biāo)。
僅用5個月時間完成了按正常工期需要一年才能完成的江北超大基坑盾構(gòu)始發(fā)井的全部土建工程；本需5個月而實際用58天時間超常規(guī)、超負荷地完成了第一臺盾構(gòu)機現(xiàn)場組裝，保證了兩臺盾構(gòu)機的調(diào)試、安全下井和始發(fā)；用4個月時間完成了職工公寓建設(shè)，并達到入住條件；對技術(shù)參數(shù)高、質(zhì)量要求嚴、工藝必須達標(biāo)的管片和箱涵生產(chǎn)，工地堅持生產(chǎn)專業(yè)化、工廠化，生產(chǎn)質(zhì)量已達到了世界級專業(yè)水平，箱涵生產(chǎn)去年7月底提前兩個月全部完成，管片生產(chǎn)去年11月13日提前48天結(jié)束；江北接線道路工程超前組織，基礎(chǔ)部分完工；管理中心大樓施工處于可控狀態(tài)；右線負環(huán)拆除方案已經(jīng)論證并開始拆除施工。江心洲接收井堅持冬季施工，在四面臨水的河漫灘上已全部完成基坑開挖和支撐防護，暗埋段所有回填土方全部完工，為迎接盾構(gòu)機到達做好充分準備。
目前，南京長江隧道單線正以日均10米的速度向江南推進，今年年底實現(xiàn)貫通。南京跨江發(fā)展戰(zhàn)略將很快增添一個強勁的“助推器”。
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