中國鐵建二十二局集團(tuán)在我國第一條海底隧道——廈門翔安海底隧道施工中,運(yùn)用科學(xué)的利器把海底隧道施工布成一個(gè)防護(hù)網(wǎng)縱橫交織的“金鐘罩”,自2005年9月開工以來,實(shí)現(xiàn)全過程安全無事故。
該集團(tuán)承擔(dān)的廈門翔安海底隧道A3標(biāo)段是4個(gè)標(biāo)段中地質(zhì)條件最復(fù)雜、技術(shù)含量最高、安全風(fēng)險(xiǎn)最高、投資量最大的標(biāo)段。它包括左線行車隧道和服務(wù)隧道的出口段,其中含左線隧道2.885公里,服務(wù)隧道2.890公里。工程地質(zhì)條件在世界同類海底隧道中最復(fù)雜,已探明隧道穿越海域段多處風(fēng)化深槽(囊),在翔安端淺灘穿越近500米的富水(與海水相連)砂層,規(guī)模之大世界罕見。隧道穿越陸域和淺灘段全是砂層和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,占隧道總長度的一半以上,開挖后自穩(wěn)能力差、承載能力低,遇水軟化,易發(fā)生涌泥、涌砂、坍塌。此外,行車洞開挖斷面達(dá)170平方米,居世界海底隧道建設(shè)之最。汪洋大海就在頭頂,在海底下的地層中掘進(jìn),施工過程危機(jī)四伏。富水砂層是疏松的透水管道,和大海緊緊相連,一直通向隧道通過的地層斷面。風(fēng)化槽(囊)就像漏斗,也把管道伸到隧道斷面上。
中鐵二十二局集團(tuán)黨委副書記、工學(xué)博士郭衍敬兼任項(xiàng)目部經(jīng)理,他提出“安全是靈魂”,把“安全第一”作為海底隧道施工的首要管理理念,給海底隧道穿上了安全的“金鐘罩”。在中國工程院院士王夢恕的幫助指導(dǎo)下,采用并改進(jìn)了傳統(tǒng)CRD工法,用鋼拱架將隧道斷面分為4個(gè)小斷面,施工中習(xí)稱一、二、三、四分部,自上而下步步為營,鋼拱架分塊成環(huán),挖和初期支護(hù)同步施工,確保了安全,使工程推進(jìn)穩(wěn)中求快。在地質(zhì)預(yù)報(bào)方面,TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào),分析預(yù)報(bào)前方100~200米的圍巖狀況;地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)前方20米左右的圍巖狀況,長短結(jié)合,密切監(jiān)控前方圍巖狀況;紅外線探水可探測前方圍巖含水情況。著名地質(zhì)專家、石家莊鐵道學(xué)院教授劉志剛親自帶領(lǐng)他的兩個(gè)研究生擔(dān)綱此項(xiàng)工作,他們還每天到隧道掌子面做“地質(zhì)素描”,記錄、分析圍巖變化情況;項(xiàng)目部購置3臺(tái)地質(zhì)鉆機(jī),采用超前水平鉆孔,向前方取芯勘探,可以很直觀地了解前方50~60米的地質(zhì)狀況; 用RPD-150C全液壓旋轉(zhuǎn)沖擊多功能地質(zhì)鉆機(jī)探測前方150米的地質(zhì)狀況;每天進(jìn)行圍巖監(jiān)控量測,隨時(shí)掌握圍巖變形、沉降情況,以便及時(shí)采取措施;在富水砂層段,從地面挖槽后灌注混凝土連續(xù)墻,把砂層包圍切斷后,抽走里面的水,等于把輸水管道打了一個(gè)死結(jié),使其再也無法通過。這就大大改善了隧道內(nèi)的施工環(huán)境,降低了風(fēng)險(xiǎn)。
項(xiàng)目部構(gòu)筑了五大安全系統(tǒng):一是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。建設(shè)單位在隧道內(nèi)裝了攝像頭,坐在會(huì)議室里,就可以遠(yuǎn)程監(jiān)控隧道內(nèi)的施工情況,隧道內(nèi)工人的施工狀態(tài)、隧道有無異常情況盡收眼底;二是安全指示系統(tǒng)。一進(jìn)項(xiàng)目部,首先看到的就是樹立在路旁的施工安全指示牌,上下兩排各四個(gè)色燈指示安全狀態(tài),藍(lán)燈表示正常待命狀態(tài),黃燈表示進(jìn)入隧道施工預(yù)警狀態(tài),橙燈表示進(jìn)入異常地段境界狀態(tài),紅色表示災(zāi)害事件的應(yīng)急狀態(tài)。針對(duì)幾種狀態(tài),都有明確的應(yīng)對(duì)措施和處置方案。三是洞內(nèi)通訊系統(tǒng)。隧道內(nèi)裝有通訊信號(hào)收集擴(kuò)大器,工人們即便在隧道最深處,手機(jī)仍可以正常接打。四是安全預(yù)警系統(tǒng)。洞內(nèi)裝有警報(bào)器,遇到險(xiǎn)情拉響警報(bào),立刻可進(jìn)入搶險(xiǎn)狀態(tài)。五是電子跟蹤系統(tǒng)。為每個(gè)施工人員制作電子標(biāo)簽,標(biāo)簽放置在安全帽內(nèi)部頂端,人員進(jìn)洞時(shí)洞口的儀器自動(dòng)掃描到電子信息,洞口值班室可以從電腦上監(jiān)控、掌握進(jìn)洞人員情況。
日前,A3標(biāo)段已經(jīng)安全通過富水砂層,實(shí)現(xiàn)了海底隧道施工中關(guān)鍵性的穿越。