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國(guó)道219線溫泉至霍爾果斯公路項(xiàng)目,是貫通新疆西北部交通路網(wǎng)的關(guān)鍵工程,其中莫遜山隧道平導(dǎo)洞TBM施工更是實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)隧短打”、提升全線施工效率的核心節(jié)點(diǎn)。承擔(dān)掘進(jìn)重任的“溫泉號(hào)”TBM,在2025年7月底,當(dāng)掘進(jìn)至PD1K80+500段落時(shí),原設(shè)計(jì)的Ⅲ級(jí)花崗巖地層實(shí)際揭示的是Ⅴ級(jí)花崗巖蝕變帶,同步伴隨大量突水突泥,給項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)按下了“暫緩鍵”。面臨突如其來(lái)的地層“大變臉”,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極面對(duì),多措并舉,以技術(shù)攻關(guān)為刃、以設(shè)備革新為基,以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織為綱,在多重地質(zhì)因素疊加的花崗巖蝕變帶中披荊斬棘,安全護(hù)航“溫泉號(hào)”穩(wěn)步推進(jìn)。
地質(zhì)突變遇險(xiǎn)境 攻堅(jiān)號(hào)角緊急鳴
這場(chǎng)困境來(lái)得猝不及防?!皫r體像泡發(fā)的豆腐,一碰就碎,遇水就化成泥漿,涌水量最高達(dá)到850立方米/小時(shí),相當(dāng)于3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池的水量在不停倒灌?!惫こ滩扛蕢?mèng)祥回憶起最初揭露不良地質(zhì)時(shí)的場(chǎng)景,仍難掩凝重。經(jīng)HSP、CFC探測(cè)及三維地質(zhì)雷達(dá)掃描,結(jié)合業(yè)內(nèi)專家實(shí)地研判,團(tuán)隊(duì)確認(rèn)PD1K80+500至PD1K82+000段內(nèi),間隔分布著30至50米長(zhǎng)的囊狀花崗巖蝕變帶,已掘進(jìn)的500米僅是開(kāi)端,后續(xù)1000米仍暗藏多重風(fēng)險(xiǎn)。
▲地表不良地質(zhì)段位置航拍圖
▲地層突水突泥實(shí)景
更棘手的是,“溫泉號(hào)”作為敞開(kāi)式TBM,依賴撐靴撐緊圍巖獲取反力,在這種極度破碎的地層中,撐靴打滑、推力不足、護(hù)盾抱死等等問(wèn)題接踵而至,卡機(jī)風(fēng)險(xiǎn)如影隨形,原本順暢的掘進(jìn)節(jié)奏被徹底打亂,施工進(jìn)度被迫放緩。如何通過(guò)技術(shù)優(yōu)化與設(shè)備適配,破解不良地質(zhì)帶來(lái)的施工難題,成為團(tuán)隊(duì)亟待攻克的核心課題。
運(yùn)籌帷幄聚合力 一線指揮破困局
“地質(zhì)不等人,工期不等人,我們不能被動(dòng)等待,必須主動(dòng)出擊找到破解之法!”項(xiàng)目指揮長(zhǎng)郭強(qiáng)的話語(yǔ)擲地有聲。他第一時(shí)間牽頭組織項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成立不良地質(zhì)處置攻堅(jiān)小組,將工作重心搬到施工一線,讓決策更貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。
作為團(tuán)隊(duì)的“現(xiàn)場(chǎng)總指揮”,楊關(guān)飛既要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)專家資源、施工力量與設(shè)備調(diào)配,確保各項(xiàng)工作高效銜接;又要當(dāng)好“排頭兵”,每天雷打不動(dòng)深入隧道掌子面,摸清圍巖變化、支護(hù)效果和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。有一次,為精準(zhǔn)掌握圍巖收斂數(shù)據(jù),他與作業(yè)人員一同在潮濕昏暗、彌漫著巖粉的隧道內(nèi)值守6小時(shí),直到確認(rèn)初期支護(hù)穩(wěn)定后才離開(kāi),身上的工裝早已被洞壁滲水浸透,褲腳沾滿泥漿。
▲現(xiàn)場(chǎng)查勘制定處置方案
項(xiàng)目副經(jīng)理胥海洋主動(dòng)扛起協(xié)調(diào)保障的重任,聚焦施工資源調(diào)配、作業(yè)面銜接和安全管控等關(guān)鍵環(huán)節(jié),為攻堅(jiān)行動(dòng)筑牢 “后勤防線”。他牽頭制定24小時(shí)輪班制度,合理劃分施工區(qū)域,避免交叉作業(yè)干擾;針對(duì)隧道內(nèi)潮濕、涌水、突泥的復(fù)雜環(huán)境,優(yōu)化安全防護(hù)措施,確保施工人員人身安全與工程推進(jìn)“兩手抓、兩手硬”,讓技術(shù)團(tuán)隊(duì)和作業(yè)班組能夠全身心投入攻堅(jiān)。
精研技術(shù)出良方 分級(jí)處置筑屏障
技術(shù)攻堅(jiān)的重?fù)?dān),落在了項(xiàng)目總工劉東明的肩上。他帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)翻閱國(guó)內(nèi)外類似工程案例,結(jié)合莫遜山隧道的地質(zhì)特點(diǎn),逐一破解施工難題。他指著地質(zhì)剖面圖介紹:“常規(guī)支護(hù)方案在這種囊狀蝕變帶中根本行不通,必須結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)量身定制,做到一段一策、精準(zhǔn)施策。結(jié)合不同地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)逐步總結(jié)出了九項(xiàng)針對(duì)性措施,構(gòu)建起“探測(cè)—預(yù)處理支護(hù)推進(jìn)”全流程防控的“組合拳”。
測(cè)量隊(duì)徐東輝則主動(dòng)扛起現(xiàn)場(chǎng)勘查預(yù)報(bào)的責(zé)任,牽頭優(yōu)化地質(zhì)探測(cè)流程,在原有HSP、CFC探測(cè)手段基礎(chǔ)上,新增洞內(nèi)三維地質(zhì)雷達(dá)、地表瞬變電磁法、微動(dòng)探測(cè)法及異常區(qū)地質(zhì)鉆探,像給隧道做“CT”和“穿刺”一樣,精準(zhǔn)鎖定不良地質(zhì)的空間方位、賦存形態(tài)及體量規(guī)模。為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,他每天帶著儀器往返于掌子面與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間,逐個(gè)核對(duì)數(shù)據(jù),對(duì)比分析,為前方地質(zhì)預(yù)判指明方向。
▲地表瞬變電磁法探測(cè)實(shí)景
▲微動(dòng)探測(cè)法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景
技術(shù)部黎學(xué)則不斷優(yōu)化工藝流程,完善了不同工況的分級(jí)處置方案:小范圍破碎采用“拱架+鋼筋排”支護(hù)過(guò)渡,短距離破碎采用“化學(xué)灌漿固結(jié)”快速通過(guò),長(zhǎng)距離破碎采用“超前中管棚+雙液漿”預(yù)處理,撐靴處塌腔采用“枕木支墊+封模注漿”,圍巖收斂卡住后盾采用“反力臺(tái)增加輔推力+盾周注油脂潤(rùn)滑”等措施,使破碎圍巖快速形成支護(hù)體系,讓每一米掘進(jìn)都有技術(shù)支撐,從源頭降低卡機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
掌子面上傳捷報(bào) 精準(zhǔn)操作保推進(jìn)
隧道深處,“溫泉號(hào)”TBM的轟鳴聲是攻堅(jiān)的號(hào)角,而TBM設(shè)備機(jī)長(zhǎng)張晉榮,正是守護(hù)這臺(tái)“大國(guó)重器”的“掌舵人”。一次掘進(jìn)作業(yè)中,TBM撐靴因拱腰突然塌腔失去受力點(diǎn),瞬間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,無(wú)法提供推進(jìn)反力,掘進(jìn)工作被迫中斷。
“大家不要慌,先加固掌子面,再想辦法給撐靴造一個(gè)穩(wěn)固的“受力點(diǎn)”,張晉榮沉著冷靜地指揮作業(yè)人員停止掘進(jìn)、布設(shè)防護(hù),同時(shí)快速研判現(xiàn)場(chǎng)情況,果斷采用“支墊方木+封模灌注混凝土”的應(yīng)急方案。為確保施工精度,他鉆進(jìn)狹窄逼仄的撐靴區(qū)域,手把手指導(dǎo)工人調(diào)整方木間距和垂直度,連續(xù)奮戰(zhàn)6小時(shí),終于成功讓TBM恢復(fù)推進(jìn)?!懊恳淮尾僮鞫疾荒苡薪z毫偏差,稍有疏忽就可能加劇圍巖坍塌,我們必須把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。”這位經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)長(zhǎng),憑借多年實(shí)操經(jīng)驗(yàn),練就了“聽(tīng)聲音辨故障、看數(shù)據(jù)判風(fēng)險(xiǎn)”的硬本領(lǐng),始終堅(jiān)守在操作臺(tái)前,根據(jù)地質(zhì)變化實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù),保障施工安全高效推進(jìn)。
▲不良地質(zhì)“化學(xué)灌漿+鋼筋排處置實(shí)景
▲不良地質(zhì)封模注漿處置實(shí)景
設(shè)備升級(jí)煥新機(jī) 雙模適配復(fù)雜地質(zhì)
設(shè)備適配改造是破解不良地質(zhì)難題的另一關(guān)鍵突破口。“溫泉號(hào)”作為敞開(kāi)式TBM,單一掘進(jìn)模式難以適配硬巖與破碎軟巖交替的復(fù)雜地質(zhì),尤其是面對(duì)多重地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)疊加的突水突泥蝕變帶中,要想安全推進(jìn),設(shè)備改造已是勢(shì)在必行。經(jīng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)及公司TBM小組反復(fù)研討,并廣泛征求行業(yè)專家意見(jiàn),最終確定采用“全環(huán)鋼管片支護(hù)替代傳統(tǒng)鋼拱架支護(hù)”的方案,并對(duì)設(shè)備進(jìn)行適配性升級(jí)。
項(xiàng)目成立TBM改造攻關(guān)小組,制定改造計(jì)劃,明確責(zé)任人及時(shí)限,配足改造設(shè)備器具,邀請(qǐng)廠家技術(shù)指導(dǎo)及駐場(chǎng)協(xié)作,僅用了15天時(shí)間就完成了設(shè)備的改造升級(jí)。此次改造涉及支護(hù)設(shè)備、鞍架系統(tǒng)、護(hù)盾系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、服務(wù)梁、刀盤(pán)與主驅(qū)動(dòng)、液壓系統(tǒng)七大核心系統(tǒng),目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)從單一敞開(kāi)式掘進(jìn)向“敞開(kāi)式+單護(hù)盾”雙模式掘進(jìn)的跨越。改造過(guò)程中,小組成員分班協(xié)作,吃住在設(shè)備車間,每天對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙逐一排查每個(gè)部件的安裝精度,反復(fù)調(diào)試設(shè)備參數(shù)。當(dāng)遇到液壓系統(tǒng)與三種推進(jìn)模式(單一主推、單一輔推、主輔同推)適配難題時(shí),團(tuán)隊(duì)反復(fù)與設(shè)備廠家開(kāi)展視頻會(huì)商,逐一對(duì)接參數(shù)調(diào)整方案,最終成功攻克技術(shù)瓶頸?!案脑旌?,‘溫泉號(hào)既能在完整硬巖段發(fā)揮敞開(kāi)式TBM的高效性,又能在破碎軟巖段體現(xiàn)單護(hù)盾TBM的安全性,真正實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)的適配。負(fù)責(zé)改造組長(zhǎng)石銘亮擦拭著改造后锃亮的液壓管路,語(yǔ)氣中滿是自豪。
▲“非閉合鋼拱架+底管片”方案模擬圖
凝心聚力克難關(guān) 鋪就通途啟新程
在團(tuán)隊(duì)的協(xié)作攻堅(jiān)下,各項(xiàng)措施落地見(jiàn)效。在設(shè)備改造過(guò)渡期,推行“底管片+非閉合拱架”過(guò)渡方案,保障掘進(jìn)連續(xù)性。如今,設(shè)備已完成改造升級(jí),結(jié)合花崗巖蝕變帶分布特征,針對(duì)性采用了“全環(huán)鋼管片”“底管片+非閉合鋼拱架+鋼筋排”“底管片+鋼筋網(wǎng)”等差異化支護(hù)方案,既能高效適配不同地質(zhì)條件,保障TBM連續(xù)掘進(jìn),又能有效降低卡機(jī)風(fēng)險(xiǎn),平均日進(jìn)尺達(dá)15米。目前,“溫泉號(hào)”已平穩(wěn)穿越多處囊狀蝕變帶,掘進(jìn)效率較攻堅(jiān)初期提升70%,逐步追回受地質(zhì)影響的段落。
▲“全環(huán)鋼管片支護(hù)”應(yīng)用實(shí)景
從掌子面的技術(shù)調(diào)整到TBM設(shè)備的適應(yīng)性改造升級(jí),從深夜的研討會(huì)到一線的值守堅(jiān)守,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用行動(dòng)詮釋著基建人的擔(dān)當(dāng)。郭強(qiáng)說(shuō):“每一米掘進(jìn),都是團(tuán)隊(duì)智慧與汗水的結(jié)晶。目前,莫遜山隧道平導(dǎo)洞施工仍在穩(wěn)步推進(jìn),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不斷總結(jié)不良地質(zhì)處置經(jīng)驗(yàn),已將技術(shù)成果形成工法,將TBM敞開(kāi)式與單護(hù)盾模式隨時(shí)切換方案應(yīng)用形成典型案例,業(yè)內(nèi)專家也一致認(rèn)為此次革新兼具高效性與可靠性,有效保障了TBM在穿越多重地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的圍巖穩(wěn)定及施工安全,為業(yè)內(nèi)技術(shù)與設(shè)備革新又一次創(chuàng)造了前所未有的突破。
道阻且長(zhǎng),行則將至。國(guó)道219線溫泉至霍爾果斯公路項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以深研技術(shù)的韌勁、群策群力的合力,在莫遜山的深處攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。他們不僅為后續(xù)類似地質(zhì)隧道施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),更以實(shí)際行動(dòng)為國(guó)道219線溫泉至霍爾果斯公路項(xiàng)目2027年順利通車筑牢根基,在新疆交通建設(shè)的畫(huà)卷中,書(shū)寫(xiě)下攻堅(jiān)克難、奮勇?tīng)?zhēng)先的動(dòng)人篇章。
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文:中交第二公路工程局有限公司溫霍公路項(xiàng)目三標(biāo)段設(shè)計(jì)施工總承包部
責(zé)編:閆可欣
校對(duì):苗挺節(jié)
審核:余大鵬
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本文由《中國(guó)公路》雜志社數(shù)據(jù)與新媒體發(fā)展中心整理編輯,轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖恼虑白⒚?/span>轉(zhuǎn)載于微信公眾號(hào)“中國(guó)公路”
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