“振武”号开启新纪元――中国铁建十六局集团地下铁路盾构成功穿越海河纪实

1月的天津，寒意逼人，冰封的海河上，零星散布着为钓鱼而凿开的小洞，除此之外，别无他物，而就在这平静祥和的海河底下，国内直径最大（直径达12米）的铁路隧道盾构机“振武”号，于1月26日上午，悄然穿越海河河床，标志着我国已成功掌握了大直径泥水盾构综合施工核心技术。让人稍感意外的是，驾驭这个价值近1.7亿元、科技含量高、“巨无霸”型盾构机的，竟是一群平均年龄仅为26岁的年轻人...... 一 李振武，瘦高个，中国铁建十六局集团天津地下直径线项目部常务副经理，2002年一毕业就分到深圳地铁，他与负责盾构生产的全雪勇副经理可以说是该集团最早一批管理使用盾构机的人才。“振武”号盾构机就是以他的名字命名的，在中国铁建十六局集团北京工程指挥部，如“振武”号这样以优秀人才命名的盾构机已有4台。 在李振武的带领下，笔者一行下到距地面26米的深处，抬头看，一方蓝天如画，而站在近4层楼高的圆形隧道前，则顿感我们的渺小，走进平整圆顺、整洁如新的隧道，远远地从隧道深处传来隆隆地机械轰鸣声。 走了一段距离后，发现隧道左侧挂着一个硕大的电子显示屏，上面显示“中度风险点：盾构穿越李叔同故居”，“2010年12月1日开始穿越，2010年12月9日成功穿越，历时9天。” 在隧道管片第188环处，也同样挂着一个硕大的电子显示屏，上面显示“极高风险点：盾构穿越海河”，李振武不无骄傲说：“我们从2011年1月5 日开始穿越，历时20天，于1月26日成功穿越，从而使天津直径线海河隧道成为大直径盾构引进中国以来，首条安全平稳穿越大江大河的大直径铁路盾构隧道。” 走到第273环处，李振武说：“到此，盾构机已完全穿越海河河床。” 我们忍不住抬头向上看去，光滑的管片在节能灯的映射下，幽幽地闪着光，谁又能想象，在隧道上面八米多处，就是暗流潜涌的海河？！ 走上“振武”号盾构机，完全像是走进了一个现代化厂房，衣着整洁的工人们正紧张有序地工作着，这台直径12米的盾构机价值1.7亿元，可谓是国内铁路盾构机中的“巨无霸”，光是组装调试就用了三个月时间。 项目部党工委副书记兼总工程师祁文睿介绍，盾构机掘进每班15人，刀盘最大转速为每分钟2.5转，推进最大速度为每分钟4厘米，每环管片宽度1.8米，掘进一环最快需要45分钟，后期进行管片拼装约需50分钟，平均每天掘进4－6环。 盾构施工属于企业的核心技术，祁文睿说，项目部专门组建了内部架子队，由30名管理人员带领100名技术工人进行操作管理，并建立了大型设备管理办法和严格的维修保养制度，一机一台帐，落实到人，确保盾构满足施工需要。 一流的项目必有一批一流的人才作支撑。李振武介绍说，项目部有员工130余人，平均年龄仅为26岁，就是这个年轻的项目部，自开工建设以来，连创佳绩，项目部被评为“全国优秀项目经理部”，《贯彻企业管理理念，促进天津直径线项目标准化建设》被评为“全国建设工程优秀项目管理成果一等奖”，还有多人获得“全国优秀项目经理”、“全国优秀总工”等荣誉...... 二 时光回溯到2008年10月，中国铁建十六局集团北京工程指挥部凭借雄厚的实力和骄人的业绩，成功中标天津西站至天津站地下直径线项目。 天津西站至天津站地下直径线全长5.005公里，其中隧道长3.312公里，为特大单洞双线铁路隧道，工程总投资10.72亿元，设计时速80公里，建成后换乘旅客无需出站，就可实现地下零距离换乘，乘火车从天津站到天津西站地下单程不到4分钟。 该工程建成后，将充分发挥天津站与天津西站的交通枢纽作用，连接东北、华北及华东地区的铁路路网，提升滨海新区对外能力，成为贯通京沪高铁与津秦客专的重要通道。这是天津市第一次采用大直径线泥水盾构施工的铁路隧道，也是第一条穿越海河的大直径盾构隧道，也将是国内建成的第一条市内铁路车站之间的地下联络通道。 项目部承建3312米，其中盾构施工2146米，根据铁道部重大方案调整，原北京直径线东段隧道盾构转至天津直径线使用，在北京铁路局和天津市建交委的大力支持下，项目部攻克了由砂卵石地质至淤泥地质变化、小半径曲线接收、隧道直径调整引起的一系列技术难题，斥资2000多万元完成了盾构机的重新设计及改造。自2010年5月18日开始，盾构机通过上百车次的长途运输，经过数百次的部件吊装，于6月25日，直径12米的刀盘吊装成功，仅用了一个月时间，“振武”号就组装完毕。 在泥水处理系统选型方面，为提高细颗粒分离进度，实现泥浆零排放，最大限度降低噪声污染，项目部一次性投入2500多万元，在国内首次引进西班牙压滤设备，购置美国克莱伯斯旋流器用于筛分，以提高泥浆的可循环利用率，泥浆压成泥饼后外运到指定废弃场，处理过的清水可以循环利用，同时安装隔音设施，在隔音房建设中增加了用吸音棉制成的隔音罩，大大降低了对周边公共环境的影响，实现了泥水处理施工工厂化、机械化、自动化、信息化，有效保护了天津的母亲河――海河。 在盾构隧道沿线20个风险点的处理上，项目部创造性地采用“全套管静压拔除技术”，在净空不足五米的狭小空间里，将慈海桥下3根直径1.2米、长达64米的钻孔桩成功拔除，此技术获得中国铁建科学进步一等奖，并通过了国家专利初审；他们首次采用水下预注浆技术及封闭式硬咬合桩盾构始发加固技术，对海河河底淤泥及洞门端头进行了可靠加固；对海河左岸护岸桩、原山春里居民楼房废桩、工业博物馆试桩等沿线近千根桩基全部清除完毕，为盾构机扫除了“拦路虎”， 2010年8月23日上午10点，“振武”号盾构机成功始发。 三 “振武”号盾构机穿越海河是直径线工程技术难度最大、施工风险最高的一段，盾构穿越海河河床覆土最薄处只有8.64米，在设计与施工方面均没有成功经验可以借鉴，需要攻克一系列世界级难题，直接关系工程成败。 中国铁建十六局集团高度重视，赵瑞亮总经理亲自担任过海河领导小组组长，项目部坚持每天早8点晚8点分析当天盾构机过海河的各项参数，制定第二天的掘进计划，确保各参数满足施工要求。 李振武说：“别看我们年轻，可我们的责任心一点都不差，穿越海河虽然只有155米，我们始终如履薄冰、如临深渊，项目部领导轮流在现场紧盯，隧道里各种监测传感器比波音737飞机上的还要多。” 曾有几次，盾构机刀盘扭矩突然变大，项目部立即停止作业，排查险情，先后通过排泥泵清理出的异常物有60厘米长的钢筋头、被扭曲的40厘米长15厘米宽的钢板、混凝土构筑物等等。 技术攻关上，项目部利用盾构试验段所积累的经验参数在穿越前进行反复的调试、观测和总结，在顺利通过李叔同故居后全面检查、更换刀具，为盾构安全穿越海河完善了硬件的筹备；人员思想上，施工前对盾构架子队所有成员宣讲穿越海河施工的重要性和风险性，并利用职工夜校、日常安全教育的机会讲解类似过江过河工程案例，取长补短；同时，每日将建设单位组织的现场碰头会会议精神以技术交底的形式传达到每一位工人，根据会议商定与专家意见及时调整施工参数，通过这些方式加强了架子队每一位队员的紧迫感和使命感，为盾构安全穿越海河奠定了坚实的理论与思想基础。 项目部同时加大科研和设备投入，采取了五项施工措施，确保安全通过。一是对海河左岸26根侵入隧道的护岸桩进行拔除、置换；二是对海河河床长 155米、宽50米隧道穿越范围进行了全断面预注浆加固，2009年就在隧道两侧的河床打下33根围护桩，并动用8艘驳船、费时4个月进行断航注浆，在 60国庆前夕注浆完成；三是在河床埋设了全自动无线监测系统，可以实时监测河床的沉降、隆起及位移变化；四是在盾构机上配备了国际最先进的超前探测系统，可探测盾构机前方50米的地质变化情况；五是在穿越海河前对盾构机及配套设备进行了全面保养，并带压进舱操作，成功更换刀盘刀具63把。 在此基础上，项目部精心组织、科学施工，经过20天的平稳掘进，盾构机最终安全穿越海河，就此开创了大直径铁路盾构穿越大江大河的新纪元。 （邓昆伦 王立武）(信息来源：中华铁道网)