中国中铁隧道股份有限公司

中国海底隧道建设的先行军

——写在厦门翔安海底隧道A1标打到分界里程之际

        3月23日晚18时58分,厦门翔安海底隧道AI标段在四标段中率先打到分界里程,同时标志着国内首条海底隧道建设的世界性地质难题——风化深槽(尤其是F4风化深槽)被成功攻克,国人建设首条海底隧道的梦想尘埃落定。
        A1标段施工任务主要包括左线行车隧道、服务隧道以及两隧道之间的横通道等,隧道左线长3160m,服务隧道长3158m,其中隧道跨海段1982米。在三年多的攻坚克险中,A1标项目部以专业技术优势和坚毅精神,坚持科学创新,攻坚克险,成为我国首条海底隧道建设的领航者,其技术创新为海底隧道建设提供了一系列具有开创意义的新工艺流程,进一步丰富了我国海底隧道建设施工技术。



完美诠释“一步领先,步步领先”深刻涵义,领航国内首条海底隧道建设。

        中国中铁隧道集团董事长、党委书记郭大焕认为,首条海底隧道兴建拉开了我国穿海隧道建设的大幕,作为专业局,我们必须肩负起的历史重任,要倾全局之力,倾学界之智,始终站在海底隧道施工的最前沿。并决定由实力和技术水平最强的隧道股份组织施工。
        中铁隧道副总经理李建斌介绍,翔安海底隧道的重、难点可以用“深、难、高、多”四个字来概括:深,海底隧道的竖井,深度达46米,约12层楼高,且在海底下的埋深32米;难,海底隧道地质条件复杂,工程穿越F1、F4、F5强风化深槽,存在砂土液化、富水、石土混杂、地下涌水涌沙涌泥、小断层节理发育等不良地质现象,岩体强度低、自稳能力差,存在发生渗透破坏的可能;高,为防海水侵蚀,确保百年耐久,砼防水质量要求非常高,环保要求高;多,上受海水威胁、下受地下水影响,施工风险源较多,存在地表下沉、涌水涌沙涌泥、坍塌等施工风险,一不小心,即有灭顶之灾。


        从设计之初的“桥”“隧”之争,到陆域端长达1100米的浅埋大垮长距离CRD施工,再到海底风化深槽段以及地质突变地段等潜在高风险的开挖,连续攻克F1、F4、F5风化深槽,A1标项目始终依托中铁隧道集团强大的专业优势和技术支持,以科学理性的态度不断探索,用双脚一步步在茫茫海面下踏出国内首条海底的施工轨迹。
       开工之初,中铁隧道就分别组建了由职业经理人为首的项目管理班子,以两院院士为核心的科研团队。并始终把技术放在施工管理的第一位。针对海底隧道之难、之险,项目部树立科研为先导的施工理念,积极开展科技攻关,并广泛借用中国工程界的科研力量,先后8次邀请中国工程院院士王梦恕、周丰峻、钱七虎、卢耀如,中国科学院院士孙钧、宋振骐张楚汉等业界知名专家把脉会诊,预知施工遇到的各种风险,研讨重、难点技术方案,优化施工组织方案,使隧道施工始终保证国内最高水平。
        2005年8月,A1标项目部率先首家进场。
        2007年12月10日,A1标项目部率先完成陆域段施工。 
        2007年春节期间,A1标项目部率先打到F1风化深槽段。             
        2008年12月4日,A1标项目部服务隧道率先开挖至分界里程。
        2009年3月23日,A1标项目部隧道主动率先打到分界里程。
        A1标自进场伊始,从第一家进场、第一家开工建设、第一家陆域段贯通、第一家通过F1风化深槽段、第一家服务隧道打到分界里程、第一家完全打到分界里程。A1标始终走在国内首条海底隧道建设的前沿,领航国内首条海底隧道的建设,完美诠释了“一步领先,步步领先”的深刻涵义。

依托技术创新,为海底隧道建设施工提供具有开创意义的工艺流程。

        AI标段陆域端为长达1100米的浅埋段,最浅埋深6米,最深处仅26米。陆域端地质为全强风化花岗岩(即土层),地下水丰富,遇水即泥化,开挖过程中坍塌变形严重。项目部将市政工程中的降水技术运用到隧道施工中来,采取洞内轻型井点降水结合洞外地表大管井降水的方式对地下水进行处理,再通过地表注浆,硬化土体,保证了隧道快速开挖。工法中国工程院院士王梦恕称为“海底隧道第一工法”。
        项目部根据工程情况,革新了四部CRD法施工,将之命名为“长距离大跨度超浅埋CRD施工”。 A1标革新后的CRD台阶开挖法,通过优化开挖步序、步长、支护参数等技术,实现隧道开挖连续作业;并改进工法中主要依靠人工作业的传统模式,采用开挖机进行开挖,配合皮带输送机利用一二部预留的卸碴口然后用交接式卡车运碴至弃碴场。方式的革新使隧道机械利用率提高到85%以上,并创下了在富含水全强风化花岗岩地段大断面开挖月进尺60米的好成绩。 CRD工法通过A1标项目部的不断革新优化,取得了实践上的成功,在翔安海底隧道的建设上迅速引得注目,目前革新后的CRD工法在海底隧道四个标段得到推广,均采用其施工。


        2007年春节,A1标项目部率先开挖至F1风化深槽,风化深槽是海底隧道建设中公认的世界性地质难题,也是国内首条海底隧道建设成功与否的关键所在,其为砂、高风化石、泥水的混合堆积地层,自稳能力差,加上海底高水压作用,稍有不慎,便有覆顶之灾。而翔安隧道又是目前世界上断面最大的公路海底隧道,能否突破难关成为业界和社会关注的“焦点”。
        A1标项目部面对“风化深槽”海底隧道施工的世界性难题,针对风化深槽开挖的特殊性和巨大的安全风险,组织国内外专家对风华深槽施工方案及西宁科学严谨论证,对施工方法和注浆法进行现场试验,制定科学细致的穿越风华深槽的三部曲:探孔——注浆堵水——开挖;更率先在行业内组建起地下工程攻克软弱围岩的“特种部队”,确立“先探后挖,预注浆加固,遇水必堵”的整体施工方案。几经论证,在4个月内完成“全断面帷幕注浆工艺”可行性试验,风化深槽第一循环开挖成功。经近9个月的摸索、探究、完善、论证,A1标段终于顺利通过F1风化深槽段。
        在众风化深槽段中又以F4风化深槽段最为困难,F4风化深槽段位于整个海底隧道最深处,水压达0.7兆帕,长度最长达120米,地质条件复杂,技术难度巨大。A1标项目部针对F4风化深槽开挖的特殊性和巨大的安全风险,组织专家对风华深槽施工方案可行性的科学论证,细化施工组织方案,健全应急措施,加之以前顺利攻克F1、F5风化深槽段,项目部地下工程攻克软弱围岩的“特种部队”,积累了丰富的开挖经验,稳扎稳打,步步推进,经过近8个月的攻坚克险,终于顺利通过F4风化深槽段。
         事实表明,该工艺通过固化海底碎石烂泥带,将海水完全阻隔在外,固化后岩层达到开挖标准。A1标段已通过技术、施工、安全方面重、难地质考验,为隧道日后快速掘进奠定了坚实基础,也为其他参建单位穿越风化深槽提供了丰富的经验,为海底隧道克服风华深槽施工提供了具有开创意义的新工艺流程。

尽心尽责百年隧道工程,成就中国海底隧道建设先行军地位。

        翔安海底隧道地质条件复杂,存在砂土液化、富水、石土混杂、地下涌水、涌泥、涌沙、小断层节理发育等不良地质现象,岩体强度低、自稳能力差,且在施工中,上受海水威胁、下受地下水影响,施工风险极大。面对众多不良地质,翔安A1标使用综合超前地质预报技术,物探和钻探相结合,长、短距离钻探相互印证,取长补短,力争取得更加翔实的地质情况。项目书记靳玉东说道:开工至今,翔安隧道施工生产保持安全可控,就是遇到意外小规模坍塌,也有惊无险。
       海底隧道工程质量重中之重在于防渗防漏防侵蚀,A1标在二次衬砌积极引进“防渗防腐蚀高性能混凝土”材料,极大增强隧道的使用寿命这种专为海底隧道设计的混凝土抗渗指数达到S12,而对城市建筑的抗渗要求国家标准仅为S8;在防渗防漏水上面,A1标段更是创新了当前隧道建设中的防水理念,提出“分区防水”理念,在防水板的放置上以10米为一个循环,实现分区防水,这样即使出现渗水,也仅仅在5米的区域之内,避免造成大范围的渗水,在“分区防水”主理念下,其他的辅助防水工法也紧跟形成。
       在容易出现渗水的沉降缝及施工缝,公司总工程师、项目经理孙振川介绍到:项目部进行了重点加强,并在整个防水措施中形成三道防线:第一道防线是背贴式止水带,其紧贴防水板;二是中埋式止水条,放置在衬砌的中间,其原材料为膨胀橡胶,吸水膨胀,将空间胀满,把水堵死;第三道防线是“水泥基结晶防水材料”,该材料为“憎水材料”,水就像被玻璃隔绝一样,无法慎入。在此严密的防水基础上,A1标更又在防水板上设计了预埋注浆盘,如果在工程使用过程中,发现漏水,还可通过注浆盘进行注浆凝固。“将防水做的像铁通一样”这是业主在看到防水方案时的感叹,更被专家组誉为“最严密的防水手段”。
         在省、市质检站,业主监理组织的每季度一次翔安隧道工程工程质量大检查中,A1标多次荣获第一名。2007年5月23日,国家交通部督察组抵达厦门翔安隧道对各个标段进行了现场检查和随机抽查, 督察组专家对上、下行隧道中隔墙构造,喷射混凝土、防水板铺设、衬砌结构、竖井与地下连续墙等专项工程的重点检查中,A1标各项指标的合格率均为100%,在四个标段位列第一。
   
        自翔安隧道开建以来,A1标项目在安全、技术、质量一直在四个标段处于首位,并先后攻克长达1118米全强风化花岗岩陆域端、穿越行车主洞60米的F1风化深槽、112米的F4风化深槽、30米的F5风化深槽及服务洞92米的F1风化深槽、81米的F4风化深槽,创新防水理念,始终确保整个工程建设安全质量可控,以前行者的姿态领航国内首条海底隧道的建设。目前,鉴于A1标项目部的优异表现,业主对A1标段主洞和服务洞追加500米施工任务。(牛雪顶 蒋先华)


后记:
        A1标项目在国内首条海底隧道的建设过程中,成本管理精细,敢于创新,严格实施内部承包和责任制度,提升生产率;人才培育上不拘一格,目前共向公司输送项目总工7名,项目副经理4位,项目现在副经理最小者为84年出生;队伍建设上,弘扬坚毅精神,敢于打攻坚战;做好二次变更,降低成本压力。青岛胶州湾海底、广州台山水电项目、浏阳河隧道业主均到A1标进行过实施考察。在国内首条海底隧道的建设过程中,始终领航,取得了良好的经济效益和社会效益,擦亮了“中国中铁隧道”品牌。

 

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