6月29日,随着闸门缓缓升起,水流从取水口流入总干渠,贵阳市花溪水库至南郊、中曹水厂输水工程(以下简称“花南花中工程”)顺利通水。一群身穿“中交蓝”的汉子们激动地挥舞手臂,高喊着:“通水了!通水了!”这是他们历经36个月的艰苦努力,用心血和汗水浇灌的硕果。
花南花中工程是贵州省委、省政府为保障城市饮水安全所作出的重大举措,被列为省级重大项目和贵阳市十大民生工程之一。作为贵阳市一条输水“大动脉”,该工程由花溪水库至南郊水厂输水工程、花溪水库至中曹水厂输水工程两部分组成,总输水线路长14.468公里,设计年输水量10168万立方米,将有效解决贵阳市和贵安新区水资源的优化配置及南明河水环境治理问题,为当地经济社会高质量发展和深入推进“强省会”行动作出重要贡献。
作为主要参建单位之一,中交上航局水利公司承建的花南花中工程C2标段包含5.2公里隧洞和1.2公里暗渠,最大埋深达70米。在施工过程中,建设者们攻克隧洞长、断面小、地质条件复杂、围岩情况差、溶腔发育、突泥涌水、地下水多等一系列难题,以高度的使命感和责任心,全力推进工程进度。接下来,公司微信将登载该工程系列报道,全方位展现工程建设背后的故事。
齐心协力打赢攻坚战
打隧洞,最怕的就是地质太复杂。贵州属喀斯特地貌突出,地质情况复杂多变,修建隧洞本就不是一件容易的事,而修建贵阳花溪输水隧洞,难度更大。自隧洞开挖以来,各工区遭遇大大小小突泥涌水共40余起,提起最后那25米,4号洞施工员到现在依然记忆犹新。
在全线隧洞剩余最后25米,大家准备开始为胜利庆祝时,掘进机打进了一个含水量丰富的溶蚀破碎带,大量的地下水夹带泥沙、砾石从掌子面喷涌而。尽管项目部第一时间采取了措施,并且加强了超前地质预报和超前探孔双预防措施,但后续清淤过程中突泥涌水现象频发,两个多月内平均日排水量高达1300立方米,总清淤量更是达到了3200立方米。从超前地质预报和超前探孔结果显示,掌子面前方存在特大溶洞,工程面临较大地质风险。
古人云:天下事有难易呼?为之,则难者亦易矣!面对重重困难,该项目部迎难而上、群策群力,项目常务副经理徐起带领团队开展多次专题讨论,因地制宜制定多项解决措施和防控预案,最终形成并实施超前地质钻探、洞内及地表物探、底板浇筑钢筋混凝土支座、双层钢拱架喷混凝土支护、泵送混凝土回填溶洞等多个施工方案。
项目团队在幽深的隧洞中一米一米地观察尝试、一米一米地调整参数,以愚公移山、勇往直前的精神终于啃下了这块“硬骨头”。
除了复杂地质,隧洞施工还面临着下穿施工的难题。花南花中工程位于贵阳市区,隧洞全线共有3处下穿城市主干道,其中,4号支洞上游主洞下穿金竹立交,花中隧洞下穿南二环,花南隧洞下穿甲秀南路,均为城市主干道,车流量巨大,若隧洞下穿施工过程中造成地表沉降,将对城市交通带来影响。
为确保下穿施工中万无一失,项目部以“短进尺、强支护”为原则,加密工字钢间距加强支护强度。在施工现场,项目管理人员也时刻紧绷着弦,在下穿施工过程中24小时值班坚守,丝毫不敢懈怠。
创新技术赋能精准开挖
超欠挖难以控制一直是隧洞施工的痛点之一,再加上传统的测量方法放样次数较多、用时长,导致隧洞开挖进度明显达不到预期效果。除此之外,受支导线控制点误差累积的影响,开挖角度和掘进方向不易控制,导致误差较大。因此,项目部急需寻找精度控制更高、操作更加便捷的测量方式。
为了尽快解决问题,项目总工蒋汉华带着测量队员们一头扎进施工现场。幽深昏暗的隧洞里充斥着刺耳的风机轰鸣声,激荡起密集的灰尘,但蒋汉华和队员们还是在里面一待就是几个小时,一点一点地做记录。
“两个放线的过渡段之间只能凭感觉来挖,这掘进机‘炮头’有60公分宽,在没有精确参照物的情况下,一不小心就超挖欠挖十几二十公分,要是在这个洞子边缘标出明确的边界就好了。”掘进机师傅老李向蒋汉华反馈说。
在认真分析开挖实际情况后,蒋汉华提出想法:“既然掘进机师傅在挖的过程中没有参照物,那么能不能设置几条定位导线,这样一来掘进机手就能够比较准确控制开挖范围了。”“可以分别在拱顶、左侧、右侧各架设一条激光导向仪,这样不仅解决了参照物问题,还减少了放线环节。挖完后还可以用全站仪进行断面复核,对不合格断面进行补修。在这双重保险下,可以确保没有漏网之‘鱼’。”测量队长卿平进一步补充说。经过一番热烈讨论,初步的解决方案敲定了。
说干就干,项目部迅速申请调派了多台激光导向仪,选取花中隧洞段开始试验。此时正值冬季,洞内湿冷无比,阵阵寒气穿透厚厚的棉衣,刺痛着建设者们的皮肤,风机噪音仿佛在嚣张地挑衅。但项目团队没有一个人退缩,大家顶着寒冷,踩着泥浆,紧锣密鼓地调试设备,有时为了一个精确的点位,蹭得满身泥巴,像在地里插过秧似的。
经过反复摸索,终于形成了一套激光导向仪和全站仪相结合的控制超欠挖施工方法。不仅开挖精度提高了50%以上,而且每天节省至少三个小时放线时间,掘进速度比以前快了一米多。
隧洞空气清新有“绝招”
“轰隆、轰隆……”,伴随着一阵风管发出的吼叫声,花中隧洞中弥漫的粉尘被迅速抽出,展现出它真实的容颜。“看来小断面隧洞采用负压式通风效果更好,这粉尘不一会就被吸出去了,隧洞里面马上变得明朗起来,抽出去的粉尘也容易集中处理,真是安全、质量、环保一箭三雕啊!”项目安全总监罗融高兴地说。
隧洞通风最初开始采用的是压入式(正压式)通风方式,即通过风机和送风管道将新鲜空气送到掌子面,然后通过气压差将洞内空气压到洞外。但这种通风方式使得隧洞粉尘较大,能见度较低。
粉尘阻挡了掘进机操作手的视线,导致掘进进度和精度受到很大的影响,花中隧洞的掘进速度由最初的一天6米降到了不到5米,由于看不到洞壁边缘情况,超挖现象也时有发生。并且,粉尘和车辆尾气夹杂在一起,这种“大杂烩”气体也让身处现场的建设者们吃尽苦头。
花中隧洞现场管理人员周宗璇刚接手工作时,身上没有一天是干净的。每次进洞前都要戴上厚重的防护装备,闷得有些喘不过气。从洞里出来的时候,他的衣服、头发、眉毛上盖满一层灰尘,同事笑称他为“白眉鹰王”。他也自嘲说:“再给我个破碗和拐杖,我就可以上街搞副业了。”
周宗璇很快把通风问题反映到项目部,项目部对这一问题高度重视,反复开会研讨。“洞内粉尘之所以多,主要是因为在压入式的模式下,洞体本身变成了运输粉尘的媒介,那样洞内的粉尘自然是多。咱们是不是可以考虑搞个管子把灰尘收集起来集中排出去?你们工程部和设备部研讨一下,看看这想法可不可行。”罗融提出了一个想法。
项目管理人员集思广益,结合现场实际,经过技术论证后决定采用抽出式(负压式)通风方式,即将掌子面处含粉尘的空气通过风管抽出,同时利用气压差将洞外的新鲜空气压入洞内。
方案实施后,隧洞内粉尘减少了不少,但还差点“火候”,通过风管抽出的粉尘怎么处理?要干就要干得彻底。项目部又进一步改进措施,在风口安装了喷淋口和除尘箱,通过喷淋水雾有效降低空气中的粉尘,洞里洞外终于尘埃落定。“白眉鹰王”也改头换面,成了干净的帅小伙。
“你们洞内通风做得不错,不仅洞里洞外粉尘少,而且风机产生的噪音也可控,下次也让其他标段的人到你们这里来参观学习。”业主单位在对花中隧洞进行抽检之后称赞道。
给泥浆水洗个“澡”
花南花中工程地处典型的喀斯特地貌区,围岩地质岩溶裂隙发育,在不良地质条件下施工成为常态。当工程进行到一半的时候,花中隧洞段的掘进机进入溶腔群,每隔几米就碰到一个溶腔,溶腔里的稀泥不断溶进水里,浑浊的泥浆水流到洞外沉淀池。沉淀池很快就“不堪重负”,如果不及时处理,未达标的水很可能漫至附近河流。
正在现场指挥的项目常务副经理徐起很快发现了问题,立即召集团队商讨对策。有人认为泥浆水不带任何化学物质,并且量不大,流到河里沉淀一下就清了,基本没什么污染。徐起却异常严肃地说:“工程建设绝不能以牺牲环境为代价,更何况我们是用来输水的民生工程,更要用心保护好每一滴水资源。”
由于场地有限,大家想到的第一个办法便是买台泥浆分离机,利用机器直接将水和泥分离处理,将水处理达标后再排放。然而在与厂家联系后得知机器到货至少要等待半个月。“等机器到货了,泥浆水早流到河里去了,看来这个办法行不通喽!”项目安全总监罗融踩踩脚下的泥浆水,摇摇头说。
这时,徐起看到用来车辆调头和临时停放机器的错车道,突然灵光一闪:“这不是现成的场地嘛,现在前面正在处理溶腔,这错车道空着也是空着,用沙袋码个围堰,不就变成大号的沉淀池了吗?”
在此基础上,项目部开展反复试验,逐步摸索出“五步沉淀法”。第一步,因地制宜依托洞内错车道设置围堰,泥浆水在围堰里进行初步沉淀。第二步,在三百多米长的隧洞里利用砂和碎石进行过滤。第三步,在沉淀池进水口处用无纺土工布对经过沉淀过滤的水进行二次过滤,过滤掉里面的细砂。第四步,扩挖两个沉淀池,将原本的三级沉淀池改成五级沉淀池,既增加了沉淀池容积,又增加了沉淀次数,大大提高了沉淀质量。第五步,利用无毒无害的物质对沉淀池里的水进行深度处理。
“这就好比是给泥浆水洗了五次‘澡’,越洗越干净。”徐起打趣说。整套方案实施后,起到了立竿见影的效果,原来高浓度的泥浆水终于达到排放标准。
截至目前,项目部共撰写论文15篇,企业级工法2篇,实用新型专利2项,隧洞施工操作手册1册,科技立项1项,并且组织员工开展多次QC活动,总结较多技术成果,为公司后续类似工程提供一定参考价值。 (通讯员 梁政)