公司承建衢宁铁路安民隧道全长13.9公里,高地应力、高地温、裂隙水发育、富水断层破碎带等不良地质,被评定为最高风险的I级风险隧道,为中国交建国内最长的铁路隧道,也是上海铁路局管辖范围内长度最大、施工难度最高的铁路隧道。为确保按期贯通,项目部大力提高机械化配套施工水平,引进1台C6钻机、2台三臂凿岩台车、3台湿喷机械手投入施工。6台大型机械设备如同变形金刚,在漆黑一片的高风险山洞内大显身手。
处处都是困难
为改善隧道内排水,通风,运输等施工条件,增辟开挖面,项目部设斜井、平导共3条辅助坑道,建设面狭窄、线长、点多。
其中平导至乌弄斜井大里程为控制性关键线路,地质条件极差,穿越12条断层、9条节理密集带,自开工以来已遇到7次涌水,涌水量最大一天达3万多方,需要用6台大功率水泵同时抽水才能保证施工条件。然而带水作业人工钻爆工效低,爆破单循环进尺短,爆破效果差,月平均进尺只有50米。按照这个速度,4.8公里的平导段需要3年才能完成。乌弄斜井进正洞后实际开挖揭示地质与设计图纸差异极大,围岩II级变IV级连续变更已达200米。
地质条件差、变化大,外部协调困难大,机械化程度低,给项目部带来了巨大的工期压力。
机械化施工破难题
公司领导高度重视,总经理赵天法、副总经理李有业先后到项目调研指导工作,并带领隧道专家实地察看研究,决定采用机械化配套施工。
在经历了从传统人工钻眼到机械钻眼的磨合期后,目前在安民隧道控制性关键线路,机械设备已全面正常施工,“三头六臂”的大型设备像变形金刚一样大显神威。
C6钻机可钻探深达60米的超前水平钻孔,通过高清摄像头进行孔内摄像,一旦发现不良地质,及时变更围岩级别,改变开挖工法,确保施工安全。
三臂凿岩台车施钻速度快,极大提高掘进速度,且只需配备6名操作人员,分2个作业班组施工。利用自身的高压水跟进钻孔,减少掌子面岩尘,改善了作业环境。
湿喷机械手喷浆速度是人工作业的3倍,完成4米的初喷只需30分钟,且大大提高了初支混凝土的平整度,减少了回弹,混凝土内实外美。
以II级围岩为例,采用机械化配套施工可做到平均2天5个循环作业,相比人工钻爆作业速度提高了30%以上,且单循环进尺大大提高。加之防护措施到位,施工安全风险、噪音污染、成本能耗得到了有效降低。
标准化逐步形成
据研究表明,有效的项目管理能够提升项目绩效30%甚至更多。
最初,大量的大型机械设备进场给项目部管理提出了新的挑战。在正式施工前,项目部邀请技术专家为设备管理人员、操作工班、维保工班进行系统培训,重点是设备构造、液压结构、工作原理、操作方法、维保要求等内容。
为确保各类设备正常运转,防止使用中出现抛锚、趴窝等现象,项目部形成了一套完善的设备管理使用和维修保养制度。
通过引进大型机械设备,加强系统培训,结合实际生产不断完善相关制度,项目部形成了超前地质预报、钻爆开挖、喷锚支护等机械化配套作业生产线,实现了隧道机械化作业,标准化水平逐步提升,从技术、设备等方面保证了施工生产,提高效率的同时也降低了成本。