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TBM施工旗艦隊的科技“金剛鉆” ——中鐵十八局集團TBM(大盾構)施工專業化發展側記

來源: 建設發展網 責編:陳祖財01 人氣: 發布時間:2019-05-28 16:22:46

    ◎王中正 伍振 

    
    4月12日,第十六屆中國土木工程詹天佑獎頒獎大會在北京舉行,中鐵十八局集團采用我國在水工領域最大直徑的TBM施工的錦屏二級水電站問鼎詹天佑獎,為“品質鐵建”增添亮色。

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    四川錦屏電站,世界最大規模水工群,中鐵十八局集團隧道公司采用我國水工領域最大直徑12.4米的TBM掘進施工

   “我們要牢固樹立創新發展理念,堅持把創新作為引領高質量發展的第一動力,通過加大科技創新力度,打造TBM(大盾構)品牌,做到人無我有、人有我精、人精我專,提升企業核心競爭力,為‘品質鐵建’建設提供新動能。”這是中鐵十八局集團董事長、黨委書記王興周和總經理閆廣天的共識。

    近年來,中鐵十八局集團發揮全國首家“五特五甲”資質建筑業企業的優勢,把TBM(大盾構)作為企業發展的“金剛鉆”,依托國家級企業技術中心、博士后科研工作站,努力做專“鐵路長隧”王牌軍、 做精“地鐵隧道”特種兵、做強“水工隧洞”轉型家。目前,中鐵十八局集團管理使用24臺(次)TBM、43臺盾構機,直徑從最小的4.72米到最大的12.43米,機型從敞開式到護盾式,已發展成為國內規模最大的TBM(大盾構)施工“旗艦隊”。

    淬煉王牌軍:做專“鐵路長隧”

    中國鐵路的發展成就舉世矚目,這離不開中國鐵建穿山越嶺,修筑鐵路隧道立下的戰功,而中鐵十八局集團正用實踐詮釋著“產業報國,勇于創新,為‘中國夢’提速”的中國高鐵工人精神。

    從20多年前在西康鐵路秦嶺隧道施工中使用國內首臺TBM,再到南疆鐵路最長隧道——中天山隧道、國內鐵路TBM施工直徑最長的鐵路隧道——蘭渝鐵路西秦嶺隧道,中鐵十八局集團頻頻刷新TBM施工紀錄,實現了從“技術引進”到“全面引領”的重大跨越。

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    中鐵十八局集團隧道公司TBM技術人員在南疆鐵路吐魯番至庫爾勒二線中天山隧道調試TBM

    在當時國內第一長隧西康鐵路秦嶺隧道施工中,中鐵十八局集團從德國引進中國首臺TBM,可連續完成掘進,初期支護,仰拱塊安裝,風、水、電延伸和自行軌道鋪設等作業。施工全過程采用電腦PLC程序控制,實現了無爆破、微振動、無粉塵的工廠化作業模式,在當時創造了月掘進509米的世界紀錄,并憑借該工程獲得國家科技進步獎一等獎、魯班獎、詹天佑獎和中國十大科技成就獎。

    在駕御“洋設備”時,他們大膽叫板“洋貨”。在南疆鐵路吐魯番至庫爾勒二線中天山隧道施工中,他們不斷給“洋設備”做“移植手術”,先后對TBM進行刀盤前刮渣板、刀盤噴水裝置等國產化技術改造,改進項目近20項,還修正了“洋設備”很多技術參數,經專家鑒定,掘進機整修質量合格率99.1%,TBM整修改進節約資金數千萬元。

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    中鐵十八局集團承建的我國采用TBM施工的最長鐵路隧道之一的蘭渝鐵路西秦嶺隧道出口(伍振 攝)

    有“地質博物館”之稱蘭渝鐵路的“天塹咽喉”——西秦嶺隧道全長28.236公里,是當時我國采用TBM施工的最長的鐵路隧道之一,TBM直徑達10.23米。中鐵十八局集團隧道公司執行董事、總經理胡恒千介紹,為提高施工效率,在西秦嶺隧道TBM掘進的同時,實施襯砌同步跟進,在國內TBM施工領域開創先河。建設者經反復研究試驗,研制成功了既能通過風管、皮帶,又能保證有軌車正常運輸的襯砌臺車,同時增設減震系統,保證了襯砌質量,填補了國內外空白,并創造出最高月掘進727.7米的同類隧道施工紀錄。

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    中鐵十八局集團在蘭渝鐵路西秦嶺隧道施工的TBM

    中鐵十八局集團不僅在山嶺長大隧道施工中屢建奇功,在城市長大隧道建設中同樣也靠科技“掘勝”。中鐵十八局集團市政公司執行董事、總經理陳典華介紹,全國最長的地下城際鐵路隧道——(東)莞惠(州)城際鐵路GZH-2標段屬全線最大埋深,最大坡度達30‰,穿越了160多個單體或聯體建筑,安全風險大。莞惠項目經理石繼華和科技人員建設者依靠科技創新,應用兩臺直徑8.83米的復合式大盾構機,順利穿越了全斷面硬巖、上軟下硬、孤石、紅砂巖等復雜地層,成功的運用了超前注漿、預加固、帶壓換刀等技術,順利完成了施工任務,并榮獲廣東省重點項目建設先進集體等稱號。
         

    練就特種兵:做精“地鐵隧道”    

    面對國內軌道交通建設市場的廣闊前景,該集團制定了推動TBM(大盾構)產業深耕發展的市場戰略,以干促攬、以質取勝,布局“根據地”,培育“多面手”,延伸“產業鏈”,憑品牌“金鑰匙”開啟北京、深圳、天津等30多個城市近100項地鐵項目大門。

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    中鐵十八局集團承建的當時全國最長鐵路隧道——西康鐵路秦嶺隧道和當時世界最長的雙洞高速公路隧道——包茂高速公路終南山公路隧道(王會堂 攝)

    在重慶6號線銅鑼山隧道施工中,中鐵十八局集團隧道公司引進兩臺先進的復合式硬巖TBM,把硬巖掘進的TBM和軟土掘進的盾構機融于一身,并采用吹豆礫石注漿回填等新工藝、新技術,成功解決了淺埋段管片連接部位滲水和管片起伏沉降等問題,保證了施工安全,創造了月掘進375米、日掘進13環的最高紀錄。

    在青島地鐵2號線施工中,首次在我國地鐵領域應用DSUC型雙護盾TBM,并通過技術攻關,破解了區間小半徑曲線掘進、TBM反坡施工難度大等難題,創造了最高月進尺382米的全國同類型隧道掘進紀錄。

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    中鐵十八局集團市政公司在莞惠城際大盾構始發現場

    中鐵十八局集團隧道公司跑好TBM科技創新接力賽,隧道公司副總經理施紅忠介紹,在青島地鐵1號線施工中創造性地引入“連續皮帶機+垂直皮帶機”相結合的出渣法,使出渣效率比傳統方案提高1倍,創造了最高日進尺27米的全國同類型隧道TBM施工紀錄。其后,該集團憑借在TBM領域的雄厚實力,又承攬到青島地鐵4號線工程,并在今年3月31日實現TBM全線首發,再展“鐵建速度”

    當好轉型家:做強“水工隧洞”

    面對水工領域市場大蛋糕,中鐵十八局積極落實中國鐵建“三轉”要求,以結構調整和轉型升級為重點,依托水利水電特級資質和TBM(大盾構)施工品牌優勢,在水利水電市場發展得風生水起。

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    中鐵十八局集團參與建設的四川雅礱江錦屏二級水電站

    引漢濟渭工程秦嶺隧洞總長98.3公里,最大埋深達2012米,其超長深埋位居世界第一。中鐵十八局集團隧道公司黨委書記秦躍新介紹,由該公司承建的標段是整個引漢濟渭工程地質條件最復雜、施工難度最大的地段,先后要通過20條斷層帶。為攻克難題,項目經理徐海帶領技術人員應用有害氣體和不良地質預測預報技術,成功解決了非煤層硬巖瓦斯隧洞TBM施工安全問題,創造了同類環境條件下引水隧洞月掘868米的紀錄。去年12月26日,引漢濟渭秦嶺隧洞嶺北段TBM工程提前610天貫通。

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    中鐵十八局集團市政公司在山西引黃工程采用的TBM

    由中鐵十八局集團市政公司承建的中部引黃工程是水工領域最早使用雙護盾掘進機的工程之一,市政公司黨委書記任彥武介紹,該工程包含26公里的長距離TBM獨頭掘進、21公里的最長獨頭通風,需穿過7條地質斷裂帶。為加快出渣速度,項目經理王燦林和技術人員研制出TBM后配套連續皮帶機磁力摩擦式加力站技術,不僅提高了安全系數,而且提升功效30%,創造了月進尺1411米的全國同類隧道紀錄。

    在吉林省中部城市引松供水工程中,引松項目經理陳立和介紹,項目部依托國家“863計劃”支持的國產首臺TBM,獨創“TBM施工SPS作業法”,推行“掘進與整備并行”模式,創造了日進尺86.5米、月掘進1209.8米的國內同類斷面隧道施工最高開挖紀錄,TBM完好率月均達94.70%,最高達98.06%,提前14個月實現全線第一家貫通。

    此外,該集團還參與了內蒙古引綽濟遼工程等重點項目建設,僅采用TBM施工的水工隧洞就累計達100多公里,并榮獲水利工程施工企業最高信用等級——AAA級,成為水利水電施工的領跑者。

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    中鐵十八局集團隧道公司擔負施工的超長深埋位居世界第一的引漢濟渭秦嶺5號支洞(伍振 攝)

    目前,中鐵十八局在TBM和盾構施工領域已獲得國家科技進步獎、詹天佑獎、魯班獎等10多個國家級獎項,參與了近10項國家標準的編制,榮獲專利近100項,并培養出以全國道德模范孔凡成、享受國務院特殊津貼的王雁軍、天津市工人發明家齊夢學、天津市“131創新團隊”和黃欣、王慶柱、王森昌、王寶友、郭惠川、高振宅、王建偉、韓明建、錢浩等TBM(大盾構)專業人才,為“品質鐵建”建設交出一份份亮麗的 “TBM答卷”!

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