公司承建衢寧鐵路安民隧道全長13.9公里,高地應力、高地溫、裂隙水發育、富水斷層破碎帶等不良地質,被評定為最高風險的I級風險隧道,為中國交建國內最長的鐵路隧道,也是上海鐵路局管轄范圍內長度最大、施工難度最高的鐵路隧道。為確保按期貫通,項目部大力提高機械化配套施工水平,引進1臺C6鉆機、2臺三臂鑿巖臺車、3臺濕噴機械手投入施工。6臺大型機械設備如同變形金剛,在漆黑一片的高風險山洞內大顯身手。
處處都是困難
為改善隧道內排水,通風,運輸等施工條件,增辟開挖面,項目部設斜井、平導共3條輔助坑道,建設面狹窄、線長、點多。
其中平導至烏弄斜井大里程為控制性關鍵線路,地質條件極差,穿越12條斷層、9條節理密集帶,自開工以來已遇到7次涌水,涌水量最大一天達3萬多方,需要用6臺大功率水泵同時抽水才能保證施工條件。然而帶水作業人工鉆爆工效低,爆破單循環進尺短,爆破效果差,月平均進尺只有50米。按照這個速度,4.8公里的平導段需要3年才能完成。烏弄斜井進正洞后實際開挖揭示地質與設計圖紙差異極大,圍巖II級變IV級連續變更已達200米。
地質條件差、變化大,外部協調困難大,機械化程度低,給項目部帶來了巨大的工期壓力。
機械化施工破難題
公司領導高度重視,總經理趙天法、副總經理李有業先后到項目調研指導工作,并帶領隧道專家實地察看研究,決定采用機械化配套施工。
在經歷了從傳統人工鉆眼到機械鉆眼的磨合期后,目前在安民隧道控制性關鍵線路,機械設備已全面正常施工,“三頭六臂”的大型設備像變形金剛一樣大顯神威。
C6鉆機可鉆探深達60米的超前水平鉆孔,通過高清攝像頭進行孔內攝像,一旦發現不良地質,及時變更圍巖級別,改變開挖工法,確保施工安全。
三臂鑿巖臺車施鉆速度快,極大提高掘進速度,且只需配備6名操作人員,分2個作業班組施工。利用自身的高壓水跟進鉆孔,減少掌子面巖塵,改善了作業環境。
濕噴機械手噴漿速度是人工作業的3倍,完成4米的初噴只需30分鐘,且大大提高了初支混凝土的平整度,減少了回彈,混凝土內實外美。
以II級圍巖為例,采用機械化配套施工可做到平均2天5個循環作業,相比人工鉆爆作業速度提高了30%以上,且單循環進尺大大提高。加之防護措施到位,施工安全風險、噪音污染、成本能耗得到了有效降低。
標準化逐步形成
據研究表明,有效的項目管理能夠提升項目績效30%甚至更多。
最初,大量的大型機械設備進場給項目部管理提出了新的挑戰。在正式施工前,項目部邀請技術專家為設備管理人員、操作工班、維保工班進行系統培訓,重點是設備構造、液壓結構、工作原理、操作方法、維保要求等內容。
為確保各類設備正常運轉,防止使用中出現拋錨、趴窩等現象,項目部形成了一套完善的設備管理使用和維修保養制度。
通過引進大型機械設備,加強系統培訓,結合實際生產不斷完善相關制度,項目部形成了超前地質預報、鉆爆開挖、噴錨支護等機械化配套作業生產線,實現了隧道機械化作業,標準化水平逐步提升,從技術、設備等方面保證了施工生產,提高效率的同時也降低了成本。