出水“蛟龍”——北京城建集團軌道部南水北調(diào)東干渠13標(biāo)項目部施工紀實
南水北調(diào),是一項跨流域的宏偉工程,旨在緩解北方水危機,實現(xiàn)南北經(jīng)濟齊飛,其深遠意義為世人矚目。 跨流域調(diào)水工程是人類運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),改造自然,改變?nèi)祟惿姝h(huán)境,保護生態(tài)平衡和促進經(jīng)濟發(fā)展的偉大壯舉。南水北調(diào)工程的興建對華北的經(jīng)濟環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及社會環(huán)境都將帶來巨大改善,并帶動全國經(jīng)濟和社會的持續(xù)發(fā)展與穩(wěn)定。
北京市南水北調(diào)配套工程東干渠工程是南水北調(diào)配套工程中線路最長、投資最大的地下輸水線,將沿北五環(huán)、東五環(huán)“布控”。起點與團城湖至第九水廠輸水工程關(guān)西莊泵站北側(cè)分水口相接,基本沿五環(huán)路外側(cè)布置,終點至大興區(qū)亦莊調(diào)節(jié)池附近,與南干渠末端相接,全長約44.7公里,計劃總投資91.7億元。計劃于2014年6月建成,屆時將接收首批進京的10億立方“長江水”,將承擔(dān)向北京東部及東南部地區(qū)提供南水北調(diào)和密云水庫水源的任務(wù),屆時,北京本地水源將與長江水源形成雙路供水格局,確保北京缺水或極限時期用水有保障。
由北京城建集團軌道部承擔(dān)施工的13標(biāo)段工程位于大興區(qū)亦莊開發(fā)區(qū),工程范圍包括隧道初襯、二襯;四座功能井室:包括37號、38號二襯豎井,18號盾構(gòu)井,2號調(diào)壓井(亦莊水廠分水口)和第五管理站房屋建筑工程以及水機設(shè)備安裝、電氣設(shè)備采購及安裝、自動化系統(tǒng)土建工程、防護工程、施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)、永久安全監(jiān)測工程、水土保持工程、環(huán)境保護工程等。工程造價3.3億元,其中盾構(gòu)造價約 1.3億元。合同工期為2012年5月30日至2014年6月30日。
一條單線隧道 一個年輕團隊
南水北調(diào)東干渠工程的輸水隧道是一條單線隧洞,不像地鐵工程中的雙線隧道。隧洞外徑與地鐵相同,均是6米直徑,均采用盾構(gòu)法施工,不同的是輸水隧道在盾構(gòu)管片襯砌內(nèi)側(cè),再鋪設(shè)防水層,模筑抗?jié)B抗凍的鋼筋混凝土內(nèi)襯。整條東干渠工程以隧道為主,線路上分布著若干個功能井和盾構(gòu)始發(fā)井。該標(biāo)段盾構(gòu)隧道總長3.7千米,盾構(gòu)始發(fā)井長位于區(qū)間中部,井長49.5米,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu),滿足兩臺盾構(gòu)機掘進的條件。
承建本標(biāo)段盾構(gòu)隧道施工任務(wù)的是北京市青年崗位能手、軌道部周劉剛青年突擊隊。這支隊伍曾于2009年參與北京地鐵亦莊線盾構(gòu)區(qū)間施工,并獲得了當(dāng)年本單位勞動競賽“特別能戰(zhàn)斗集體”的榮譽稱號,后轉(zhuǎn)戰(zhàn)大連地鐵101標(biāo)盾構(gòu)施工克服了全程巖層富水噴涌、長距離高強輝綠巖掘進、上軟下硬及縱向地層分界轉(zhuǎn)換頻繁等等施工地質(zhì)難題。承接新的領(lǐng)域南水北調(diào)工程后,軌道部集中了盾構(gòu)管理中心原來四臺盾構(gòu)機的技術(shù)和設(shè)備力量,這只是一支平均年齡不到30歲年輕團隊。
兩臺盾構(gòu) 背方始發(fā)
南水北調(diào)東干渠13標(biāo)盾構(gòu)區(qū)間采用兩臺盾構(gòu)機施工,從位于標(biāo)段中間的盾構(gòu)始發(fā)井先后背向始發(fā)。第一臺“和諧號”盾構(gòu)機向南干渠13標(biāo)盾構(gòu)接收井先推進,第二臺“先鋒號”盾構(gòu)機向東干渠12標(biāo)盾構(gòu)接收井。青年突擊隊隊長周劉剛站在18號盾構(gòu)始發(fā)井下指著兩條隧道說:這兩臺背向始發(fā)的盾構(gòu)機雖然都是日立品牌,但構(gòu)造和配置截然相同,一臺采自日本日立原廠,一臺采自青島華隧通公司。兩臺盾構(gòu)機刀盤開挖直徑均為6180毫米,刀具配置以刮刀和先行刀為主。其中,“先鋒號”盾構(gòu)機刀盤為輻條式,開口率40%,螺旋機直徑700毫米,有軸式,總推力38500千牛;“和諧號”盾構(gòu)機刀盤為輻板式,開口率63%,螺旋機直徑800毫米,無軸式,總推力38500千牛。這兩臺盾構(gòu)機完全適合該工程的地質(zhì)條件,背向始發(fā)后將實現(xiàn)標(biāo)段隧道貫通。
三個豎井 演繹穿越
由于工程需要,該工程共設(shè)有3個豎井。據(jù)軌道部南水北調(diào)東干渠13標(biāo)總工程師車凱介紹,年初,先始發(fā)的“和諧號”先后穿越38號二襯豎井和亦莊分水口豎井,后始發(fā)的“先鋒號”穿越37號二襯豎井?!昂椭C號”盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)條件以粉質(zhì)黏土和細中砂為主,兼部分砂卵地層,刀盤開口率大,扭矩大,設(shè)備較新。盾構(gòu)班組在總結(jié)推進3.5千米的經(jīng)驗后發(fā)現(xiàn)該區(qū)間其工況特點是掘進扭矩小,推力正常,土壓保持困難,因此就將掘進的過程重點放在保持土壓,控制沉降上,以此是想平穩(wěn)掘進。后始發(fā)的“先鋒號”盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)條件以細中砂和粉土為主額定扭矩小,再加上刀盤開口較小,推進5.8千米后經(jīng)過兩次大修,于是盾構(gòu)班組就將重點放在土體改良,降低扭矩,掘進過程中防止砂層塌陷。
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而與地鐵工程不同的是南水北調(diào)東干渠隧道二襯豎井和分水口均為連續(xù)墻結(jié)構(gòu),盾構(gòu)施工階段無內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。由于底板位置賦存地下水,為確保進出洞安全,同時減少盾構(gòu)機刀盤直接切削連續(xù)墻而引起的刀具磨損,周劉剛青年突擊隊為加快過井速度,反復(fù)研究決定,盾構(gòu)穿越二襯豎井采用在豎井兩端頭地層加固后,鑿除隧道洞門內(nèi)圍護結(jié)構(gòu),填土至盾構(gòu)上方,盾構(gòu)負載掘進,拼裝管片通過,后挖除土方,拆除管片,進行二次結(jié)構(gòu)施工。盾構(gòu)穿越分水口采用盾構(gòu)空載移動通過,有別于以往靠千斤頂一步步頂推過站的方式。
四個超人 彰顯科技
科技創(chuàng)新是企業(yè)的生命力。南水北調(diào)東干渠盾構(gòu)項目成立了“盾構(gòu)創(chuàng)新工作室”,以盾構(gòu)管理中心總工程師惲軍、總機械師桂軼雄等盾構(gòu)實力雄厚的集團盾構(gòu)專家為領(lǐng)頭人,首先針對盾構(gòu)通過75米長的亦莊分水口的方式,進行了創(chuàng)新研究,將以往滿鋪鋼板,用水平千斤頂一步一步頂推前進的通過方式,改為盾體與車架分離。大家創(chuàng)新思維,大膽提出加工一臺盾構(gòu)整機過站推移車,讓盾構(gòu)機“站起來行走”即步履式盾構(gòu)推移車,其特點是無需在底板上鋪設(shè)軌道,無需外加液壓泵站,無需盾構(gòu)主機與車架設(shè)備分離,以液壓的方式,能實現(xiàn)盾構(gòu)整機不需要在外界設(shè)備的干預(yù)下,實現(xiàn)整機與車架設(shè)備自主連續(xù)前進,即自行推移。推移車靠液壓驅(qū)動,四個頂升油缸猶如“四個超人”將盾構(gòu)機主驅(qū)動 “抬起來”兩個推進油缸則負責(zé)“向前推進”這個重達幾百噸的龐然大物。經(jīng)過第一臺“和諧號”盾構(gòu)機測試,推移過井施工已經(jīng)完成,實踐證明該裝置設(shè)計和加工滿足施工要求,實現(xiàn)了一次成功的創(chuàng)新,目前該推移車的專利正在有序申請中,盾構(gòu)整機自行推移通過線路結(jié)構(gòu)物的施工工法也正在編制。創(chuàng)新的效益讓項目團隊感受到了技術(shù)革新與進步帶來的快樂。
五人班組 精誠協(xié)作
在這個工程中,每臺盾構(gòu)機都由一個機組負責(zé),機組每天分兩班,五個人一個班組,設(shè)機長一名,操作手一名,機械設(shè)備人員兩名,電氣設(shè)備人員一名。這些年輕的小伙子們在陰暗潮濕的地下每天早7點、晚8點進行白夜班交接,一干就是12小時,午飯和夜班飯都在狹小的工作間進行。白班太陽未出下井、天黑上井,夜班天黑下井,天剛亮上井。而且班組人員都要親自操作,手握工具和勞務(wù)工人一起干活,哪個班下來都是一身油泥。下班后的生活對他們來說很簡單就是吃飯、睡覺,曬曬太陽成為了他們的一種奢望。雖然項目部有輪崗機制,允許每人每周休息一天,但實際上一旦正常推進,工期緊張,每個人都是處于連軸轉(zhuǎn)狀態(tài)。很多小伙子因沒有閑暇時間,談好的女朋友“黃了”,甚至有的還沒有機會去交往;也有很多人一直忙于生產(chǎn)一線,沒有時間去學(xué)習(xí)甚至是沒有去參加考試,一再錯過考證評職稱的機會,青春就如此奉獻給了盾構(gòu)。
六個月通 倒排工期
兩臺盾構(gòu)機,在背向始發(fā)后一臺將承擔(dān)1.7千米隧道施工任務(wù)過井施工一次,另一臺則承擔(dān)2.1千米。由于盾構(gòu)工法施工的特殊性,有別于其他建筑工程,對于盾構(gòu)施工來說,等前期工程及土建結(jié)構(gòu)具備盾構(gòu)進場條件時,也就意味著盾構(gòu)工程該搶工了,待搶工實現(xiàn)洞通后,還得盡快撤場,為后期土建和鐵路鋪軌工程提供條件。南水北調(diào)東干渠項目亦是如此,工程進場后竣工工期就已經(jīng)敲定,2014年8月竣工,而且盾構(gòu)洞通后還要進行南水北調(diào)工程特殊的二襯結(jié)構(gòu)施工。
為此,項目部提前籌劃開始倒排工期,從盾構(gòu)機進場組裝到洞通解體撤場,兩臺盾構(gòu)機每臺都只有6個月的工期,這就意味著在推進過程中,連續(xù)幾個月均要月實現(xiàn)推進450環(huán)也就是540米,這樣才能實現(xiàn)工期洞通。實現(xiàn)推進450環(huán)的記錄在單月不難實現(xiàn),如果要連續(xù)實現(xiàn)這個記錄就太難了。于是,項目部團隊采取了多項措施確保工期,如:增加道岔至三組六套,電瓶車至四臺,縮短洞內(nèi)水平運輸時間;合理安排兩臺設(shè)備工作內(nèi)容,做好穿插和打好提前量;保證設(shè)備人員數(shù)量,提前儲備易損件,確保設(shè)備完好率;增加激勵措施,挖掘生產(chǎn)潛力。
七人測量 精準導(dǎo)航
在市政和房建的施工現(xiàn)場,你會經(jīng)常看到測量人員穿梭于道路和建筑物之間進行工程測量,實現(xiàn)工程的控制要求。而在地下30米深處的盾構(gòu)機是如何實現(xiàn)精準的導(dǎo)航進行掘進呢?盾構(gòu)測量在盾構(gòu)機掘進過程中顯得尤為重要,它相當(dāng)于盾構(gòu)機的導(dǎo)航儀,測量若出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致需要調(diào)線,而更嚴重的線性不符,則造成無法調(diào)線,隧道偏離線路,盾構(gòu)機將無法出洞。所以在盾構(gòu)機上有一套精密的測量系統(tǒng),安置有棱鏡,全站儀可以隨時測得棱鏡坐標(biāo),確保盾構(gòu)機的前行坐標(biāo)。同時,盾構(gòu)隧道施工時,包括以地面沉降為主的各項變形監(jiān)測,均一一呈現(xiàn)在地面的控制室。技術(shù)人員需要根據(jù)變形監(jiān)測數(shù)據(jù),及時調(diào)整掘進參數(shù),有效控制下穿風(fēng)險源等部位發(fā)生坍塌和沉降。
因為是兩臺盾構(gòu)機,項目部根據(jù)實際情況配置了7人測量組。每臺盾構(gòu)機設(shè)一名測量主管,地面監(jiān)測一名監(jiān)測主管,兩名測量員,兩名測量配合人。在盾構(gòu)施工過程中,三個主管主責(zé)明確,分工不分家,統(tǒng)一由一人協(xié)調(diào),各自相互配合。地面監(jiān)測從布置監(jiān)測點到每日現(xiàn)場監(jiān)測,當(dāng)日出成果,形成日報表,同時隧道中的測量員還要配合兩臺盾構(gòu)機進行測量換站工作,推進正常的情況下,每兩三天就要換站一次。自動測量的全站儀平臺鋼架位于隧道拱頂,每次換站都要爬上爬下,而且還要快,以減少對掘進的影響。
“80后”骨干 “ 85后”主力
這支盾構(gòu)團隊,項目領(lǐng)導(dǎo)層基本為80后人員,本科以上學(xué)歷,且均有多年盾構(gòu)施工經(jīng)驗。盾構(gòu)項目經(jīng)理周劉剛,32歲,是北京市青年崗位能手,參與過北京地鐵五號線劉家窯車站、北京地鐵亦莊線盾構(gòu)區(qū)間、大連地鐵101標(biāo)復(fù)合巖層盾構(gòu)區(qū)間的施工,有過鐵路隧道設(shè)計經(jīng)驗。盾構(gòu)項目總工程師,魏斌效,30歲,曾參與過地鐵十號線二期16標(biāo)、地鐵九號線06標(biāo)等盾構(gòu)項目,有著豐富經(jīng)驗。
項目總經(jīng)濟師,呂曉雯,28歲,研究生畢業(yè),項目部里的“小算盤”,歷經(jīng)了幾個項目的歷練。盾構(gòu)機機組人員基本為85后,能吃苦、能奉獻、能擔(dān)當(dāng),這些人員都是軌道部盾構(gòu)管理中心成立5年來,轉(zhuǎn)戰(zhàn)過6個工程項目留下來的精干力量。如:“和諧號”的機長張玉奇,副機長宋祥林,操作手蔣振振均是2009年軌道部招聘來的大學(xué)生,典型的“85后”。他們隨著盾構(gòu)中心一起成長至今,已成為了盾構(gòu)中心名副其實的主力。
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九項管理 創(chuàng)新思路
南水北調(diào)盾構(gòu)項目是軌道部對盾構(gòu)管理模式的一次改變和探索,目的是夯實盾構(gòu)各項成本指標(biāo),摸索合理多元的盾構(gòu)管理模式,創(chuàng)新盾構(gòu)管理思路,鍛煉盾構(gòu)施工隊伍,培養(yǎng)盾構(gòu)施工人才。軌道部與盾構(gòu)管理中心、項目部上下齊手,嘗試管理創(chuàng)新,以求管理突破。正在試行九項舉措。
轉(zhuǎn)變盾構(gòu)施工理念。轉(zhuǎn)變創(chuàng)造掘進速度記錄的理念,不僅要把盾構(gòu)推進當(dāng)成一種生產(chǎn)行為,更要當(dāng)成一門藝術(shù)。從技術(shù)風(fēng)險和設(shè)備保障角度,限定速度,保障平穩(wěn)推進,各項因素均能實現(xiàn)平衡。以更好的技術(shù)、更高的水平、更多的方法在完成項目的同時,形成更好的過程控制、塑造更精美的產(chǎn)品。
轉(zhuǎn)變盾構(gòu)管理觀念。轉(zhuǎn)變管理人員拍腦門、拍胸脯的盲目決策、盲目保證的行為,強調(diào)客觀分析、科學(xué)決策、主動反省的管理習(xí)慣。轉(zhuǎn)變“以前都這么干的”、 “一直沒出過問題”的僥幸心理。轉(zhuǎn)變等、靠、要、拖、推、耗等消極工作心態(tài),提高工作主動性。
管理行為規(guī)范化。從項目之初,項目團隊就養(yǎng)成良好的工作理念和管理習(xí)慣。使盾構(gòu)作業(yè)行為和管理行為規(guī)范化,減少靠個人理解、個人想象、個人經(jīng)驗等主觀形態(tài)判斷去實施管理,要符合制度、符合要求、符合標(biāo)準,讓制度成為規(guī)范化,而不是讓習(xí)慣成為制度。
工作標(biāo)準化。為更加規(guī)范內(nèi)業(yè)資料,統(tǒng)一了項目部程序性文件格式,統(tǒng)一編制并印刷了無碳復(fù)寫的盾構(gòu)管理常用表格。在安全文明施工區(qū)方面統(tǒng)一了現(xiàn)場隔離防護欄桿樣式。與此同時,項目團隊為了提高作業(yè)人員的安全保護措施,在服裝上增加了反光條等標(biāo)識,形成統(tǒng)一了整體形象。
打造盾構(gòu)機組核心力量,實現(xiàn)盾構(gòu)人才層次化。盾構(gòu)人才隊伍形成以盾構(gòu)掘進和設(shè)備保障的一線機組人員為核心層,安全生產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)營的二線管理人員為緊密層,行政管理和后勤服務(wù)的三線保障人員為松散層的層次化區(qū)分。保證盾構(gòu)掘進的基干力量和基本單元,人隨機走,隨著總包項目特征而形成不同的盾構(gòu)管理模式組合。
“量體裁衣”設(shè)計培養(yǎng)路線。對新畢業(yè)學(xué)生的培養(yǎng),建立以土建、機械、電氣專業(yè)為主的學(xué)生隊伍,確立學(xué)生見習(xí)期一律下井進洞鍛煉。首先從當(dāng)盾構(gòu)操作手做起,然后做技術(shù)最后根據(jù)個人情況業(yè)務(wù)骨干,最終培養(yǎng)方向?qū)⒚嫦虿块T、機組和項目領(lǐng)導(dǎo)層。形成盾構(gòu)人才梯隊建設(shè),避免人才斷檔。
推行師徒制度,以老帶新。實現(xiàn)以專業(yè)學(xué)生為主體,盾構(gòu)操作手、機械技術(shù)員、電氣技術(shù)員等崗位推行師徒制度,實現(xiàn)人跟人,老帶新。以盾構(gòu)推進經(jīng)驗豐富,技術(shù)水平高的副機長或職業(yè)化的操作手為操作手教習(xí);以盾構(gòu)推進熟手為常態(tài)化操作手,獨立完成單班掘進操作和拼裝區(qū)生產(chǎn)組織;以新學(xué)生為流動化操作手,凡畢業(yè)學(xué)生均在此崗輪流從事盾構(gòu)操作,跟操作手教習(xí)一班,邊學(xué)邊干。
鼓勵技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。激勵項目團隊,尤其是技術(shù)和設(shè)備人員,結(jié)合項目特征,開拓思路。創(chuàng)立盾構(gòu)創(chuàng)新工作室,多開展技術(shù)革新或設(shè)備改造活動,支持科研項目和專利項目。多請專家講課和指導(dǎo),多與設(shè)備廠商進行交流。
重視建設(shè)團隊品質(zhì)和凝結(jié)團隊精神。結(jié)合軌道部設(shè)立青年突擊隊,開展勞動競賽,創(chuàng)優(yōu)爭先活動等形式,加強教育,不斷磨合,優(yōu)勝劣汰,不斷凝聚團隊力量,形成有自己特色的團隊品質(zhì)和團隊精神,形成特有的工作意志和工作作風(fēng)。
編輯:徐潔
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