从落后者、跟跑者到领跑者的华丽转身
──中铁十二局集团大临铁路杏子山隧道出口快速化施工纪实
  作者:惠朔 唐垚  时间:2019-06-07  点击量:   
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  大理讯(惠朔 唐垚“月进度最高94.7米,月均提升38米,工效增长88%……”日前,从中国铁路总公司软弱围岩隧道台阶法快速施工现场会上传来捷报,中铁十二局集团承建的大临铁路杏子山隧道出口Ⅴ级软弱围岩单月进尺突破90米,连续9个月稳定在80米以上,刷新了大临铁路软弱围岩隧道施工新记录。然而早在2018年4月之前,该隧道出口单月进尺仅为43米,工期滞后长达9.5个月。短短一年时间内,他们又是如何实现了从落后者、跟跑者到领跑者的巨大转变?

遭遇“难”题

  大临铁路杏子山隧道地处横断山系纵谷区,地形起伏大,冲沟深切发育,呈“V”型,相对高差1375米,自然横坡陡峻达70°~80°,局部地段纵坡高达20%,地势险峻,场地狭窄,进洞困难。

  “进场的时候,还没有这条便道。我们是用骡子和马匹把500多吨重的物资一趟趟地从杏子山山顶运到谷底隧道洞口的。”看着杏子山隧道出口段九曲回肠、既窄又陡的施工便道,大临铁路项目部指挥长张变西仍然心有余悸。

  “隧区5条断层破碎带、1处背斜,还有1条长虫街压扭性断层,与回龙山断层交叉……”张变西告诉笔者,该隧区不仅地形起伏大,还穿越印支亚板块的兰坪-思茅拗陷,地质构造复杂,存在顺层偏压、岩溶、高地温、高地应力、瓦斯气体等不良地质现象。

  除了地形、地质条件复杂之外,围岩软弱多变也是制约杏子山隧道出口施工进度的重要原因。该隧道出口段多为薄层黑色强风化炭质板岩、中薄层变质砂岩夹钙质板岩,同时伴随透镜体状方解石脉。其中,炭质板岩揉皱发育,岩体极易破碎,耐崩解性差,遇水化泥,被国内隧道设计大师史玉新形象地称为“癌细胞”。

  “隧道出口围岩情况完全超乎我们的想象,已完成段落全部为Ⅴ级围岩,劣变率82.6%。围岩稳性差,拱部掉块严重,地下水滞后开挖3~5天渗出,最大涌水量约88400立方米/天。”大临铁路项目部二工区经理黄诒宝透露,由于围岩软弱,隧道初期支护沉降、收敛不均匀,涌水后加剧变形,成环后仍持续变形,侵限换拱频繁,不仅导致掘进工效低、工期延长、成本增加,还给施工带来了极大的安全风险。

  “杏子山隧道作为单线铁路隧道,内轮廓轨面净空宽度仅有6.3米,轨面以上有效净空面积为42.06平方米。”黄诒宝补充道,由于隧道作业面狭小,部分大功率、高效的设备不能使用,各工序作业空间受限、相互干扰严重。

“精”准破题

  “方案先行,构建高效框架”是杏子山隧道出口快速化施工的基础。软弱围岩隧道施工,特别是大临铁路,由于区域内构造强烈,地质多变,因此,稳定方案、固定工法,成为快速施工的基本前提。

  “在过去一年的实践中,杏子山隧道出口断层破碎带、节理密集带、突水突泥、岩溶等特殊地质段的超前预报准确率均在95%以上。”杏子山隧道工区长李志表示,通过规范超前地质预报,不仅有效防止了意外的发生,也为确定施工方案、指导现场施工提供了重要依据。

  “上台阶不间断作业、多工序平行作业,上道工序结束前,下道工序准备就绪,实现工序无缝衔接。”综合考虑杏子山隧道出口地质、作业空间、工期等因素,该工区选择了“开挖断面稳定性好、封闭成环时间短、作业面多”的三台阶法,成功解决单线铁路隧道作业空间小,工序多,交叉施工干扰大的难题,安全、高效推进杏子山隧道出口施工。

  “措施跟进,提升施工速度”是杏子山隧道出口快速化施工的关键。通过配要素、严考核、强量测等一系列措施,杏子山隧道出口Ⅴ级软弱围岩三台阶开挖单月进尺从43米突破到了94.7米,掘进速度领跑全线。

  该工区本着“人员满配、设备超配、二衬施工能力强于掌子面掘进能力”的原则配置要素,不断强化道路、材料、资金、技术、作业环境等保障工作。同时,持续抓好“班组建设”这个牛鼻子,以工序考核为抓手,适当提高考核指标,及时兑现考核奖励,多管齐下不断激发班组干劲与活力。

  “支护参数‘宁强勿弱’,保证施工连续性,是我负责杏子山隧道出口施工以来最大的感悟。”在李志看来,监控量测是隧道施工的“眼睛”,通过强化围岩量测,实时监控支护体系的变形规律,发现异常后,及时调整支护参数、预留变形量,可以有效解决因大变形引起的进度缓慢问题。

  “技术辅助,淬炼品质工程”是杏子山隧道出口快速化施工的特色。该工区借助信息化技术平台,通过数据收集、全面分析施工过程中安全、质量、进度等方面的情况,实现施工过程全面受控,为建设优质工程、品牌工程提供了强大的信息技术支撑。

  “我的压力减轻了很多,工作效率也越来越高,以前一周的事情,现在两三天就可以干完……”关于信息化技术平台的运用,技术员刘贤感触颇多。

  刘贤告诉笔者,信息化技术平台上线后,他们可以利用超前地质预报、安全步距、围岩量测模块分析施工安全状况,为工程保驾护航;利用拌合站、试验室、工程影像模块确保工序施工质量,使工程内实外美;利用施工日志、检验批模块统一资料标准,提高技术管理效率;利用隧道形象化模块掌握工程实际进度与计划进度的偏差,及时采取措施,实现快速施工,确保关键线路工期可控。

“快”速解题

  在中国铁路总公司工管中心、昆明局集团公司、滇西铁路建设指挥部的指导下,经过不断实践和调整,杏子山隧道出口软岩隧道快速施工取得了显著的成效。V级围岩拱架间距0.8米、循环进尺1.6米,循环耗时锁定在12.5小时内。2018年7月至2019年5月,单月掘进进度稳定在80米以上,极大缓解了工期压力。另外,仰拱初期支护12天内闭合成环,二次衬砌22天内完成,也有效遏制了大变形换拱等问题,降低了风险,提高了工效,节约了成本。

  在快速化施工过程中,杏子山隧道出口工区形成了“一严格、两强化、三超前、四到位”(即:严格红线管理,强化围岩量测、强化信息化管理,超前地质预报、超前预支护、超前预加固,工法选择到位、支护措施到位、封闭成环到位、衬砌跟进到位) 的安全质量管理理念,通过固定开挖工法、把定循环进尺、锁定工序耗时、稳定生产要素、守定安全质量、咬定进度指标的“六定”管理方法,“以定制变”,顺利解决了围岩多变给施工生产带来的困难。

  目前,中铁十二局集团大临铁路站前3标项目经理部,正在大力营造快速施工氛围,并将快速施工理念系统化、制度化,以点带面,在杏子山隧道、大保山隧道的另外三个软岩掌子面进行了推广,确保整个标段工期可控。


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