7月的重庆樵坪山风景区,林海苍翠、景色宜人。

登上其中一处名为“三棵树”的山顶观景台向北眺望,重庆主城区建筑和群山之间的槽谷地带,塔吊林立、挖机上下舞动,水泥罐车、渣土车等大量工程车来回穿梭——重庆东站综合交通枢纽的施工如火如荼。

重庆东站是重庆新建的最大铁路综合交通枢纽和重要门户枢纽,规划引入该市“米”字型高铁网中的渝湘、成渝、渝万、渝昆、渝贵五条高铁,以及普速铁路枢纽东环线和渝怀线等线路。

“重庆东站自西向东布置渝湘场、渝万场、东环场,总规模15台29线。重(庆)黔(江)铁路作为渝湘高铁的组成部分,被业主定义为‘时速350公里跨区域城郊枢纽高铁项目’,将与重庆东站同步建成使用,到时重庆黔江至主城区的旅行时间将从现在的4小时缩短至1小时以内。”中铁一局重黔铁路项目党支部书记张升军介绍。

“因为标段施工范围紧邻重庆东站,在观景台其实也就看到了我们的工地全貌。就工程内容来说,主要包括张家山隧道、重庆东动车所路基,以及相关隧道、区间路基、无砟轨道等。”

隧道施工——立足现场主动求“变”

离开观景台,驱车在蜿蜒起伏的道路上行驶约半个小时后,就到达了张家山隧道进口。

走进隧道,只见防水板铺设、二衬钢筋绑扎、掌子面钻孔等各项施工紧张有序,而让记者最直观感受到这座隧道不同之处的,是断面的突然变化。

中铁一局重黔铁路项目负责人张云龙介绍,张家山隧道是标段内乃至重黔铁路全线的控制性工程和重难点工程,全长6590米,围岩软弱、岩层缓倾、洞口浅埋,项目部共设进口、出口、1号斜井和2号斜井共4个施工班组5个隧道掌子面同时组织施工。

掌子面施工

由于张家山隧道所处位置在重庆东站与重庆东动车所之间,按设计有多条线路经过此处,和张家山隧道形成或上穿或下跨或汇入的立体交叉关系,其中东环左右联络线的汇入使得张家山隧道合修段断面跨度变大,最大段断面达到385.7平方米,差不多有5个标准羽毛球场大小。

优化施工组织顺序、与重庆大学合作开展科研项目研究、加强小净距隧道间爆破振动监测……项目部采取多种措施,有效应对隧道群立体交叉带来的施工难度和安全风险。

因地形复杂、交叉区域过多、施工难度较大,该项目进场和全线其他标段相比晚进场近两年时间,但整个重黔铁路的关门工期并没有随之调整,为此设计院在原有方案上为张家山隧道增设2号斜井,以增加工作面的方式提升隧道施工速度。

根据现场实际,通过优化方案等手段主动求“变”,则是项目部在确保安全质量前提下加快施工、节约成本的重要举措。

打钻作业

张家山隧道大跨段施工,原有的双侧壁导坑法无法满足工期要求,为此项目根据现场围岩情况,和设计院以及业主充分沟通,并邀请专家进行评审,最终改为“超前导洞法”施工,采取“以锚代撑”的施工理念,在确保安全的前提下提升工效2至3倍。

这样不仅减少了钢支撑的投入,而且因为施工进度加快,原本在大跨段两端都要各投入一套价值近400万元的二衬台车和钢筋加工台车,如今只需一套即可满足施工需求。

对于隧道普通段,项目部以超前地质预报、使用“点石机”、监控量测等充分了解围岩稳定性,与设计院和业主积极沟通,在确保施工安全的条件下取消上下台阶间的临时横撑,减少工序提升工效的同时也节约成本1000多万元。

施工现场

同样是通过与设计院和业主的充分沟通,项目部以张家山隧道仰拱地下应力检测和仰拱上浮监控量测得出的数据为依据,将隧道钢架间距由0.8米优化至1米,单个循环开挖距离由2.4米增加至3米——不但节约了材料,也增加了循环进尺,总体上降低了因工地处于城郊,夜晚炸药基本无法供应对施工进度造成的影响。

有效治理混凝土超耗是隧道施工成本管控的重要环节。在张家山隧道,项目部一方面通过不断优化隧道爆破工艺参数提高光爆效果,有效减少了超挖造成的初支混凝土浪费;另一方面加强监控量测数据分析,通过实验最终将预留沉降量从设计的10厘米优化到8厘米,既保证了二衬厚度也减少了二衬混凝土损耗。

钢构件生产——智能自动化打造质效双优

距离张家山隧道进口约20分钟车程的项目钢构件加工厂,内部宽敞明亮,加工区域干净整洁,四条智能自动化生产线有序运转。

项目钢构件加工厂

近距离观察其中的全自动导管生产线,无缝钢管从物料架上料、测距定距、物料切割、小导管头部加热缩尖、小导管等距冲孔以及最后的超前小导管成品码放等一整套工序,全程无需人为干涉。

“生产线上每小时可加工20个超前小导管,并且采用的等离子切割钻孔工艺与液压冲孔相比,具有不造成导管变形的优势。”钢构件加工厂负责人郭亚鹏说道。

厂房内其他三条生产线也都各有“神通”。

数控钢筋网焊接生产线上,钢筋网片从原材料到成品全过程自动化加工,具有加工效率高,焊接牢固、尺寸统一,无变形等优点。

数控激光切割机运用于隧道初支拱架连接板切割预制,加工精度控制在1毫米以内,切割面光滑平整,材料利用率高。

智能型钢拱架生产线包含机器人焊接模块,实现了拱架从原材料到成品的整个加工过程可控,提升了拱架生产速度,减小了型钢冷弯时扭曲变形状况。

全自动小导管生产线等离子切割钻孔

自钢构件加工厂投入使用以来,在确保工程质量、提高生产效率、节约生产成本、降低安全风险和“机械化换人、自动化减人、智能化无人”等方面发挥了重要作用——智能自动化设备的应用对比传统加工模式人工节约500%,钢板加工功效提升60%,钢筋网片加工工效提升40%,拱架加工功效提升25%,小导管加工工效提升30%。

对外协调——复杂环境中坚韧推进

在重黔项目采访过程中,无论是项目领导班子还是现场技术管理人员,都不约而同提到了对外协调的难度。

项目施工区域涉及重庆三区(巴南区、南岸区和重庆经开区)、三街道(长生桥镇、南城街道办和惠民街道办),协调需要对接大量的政府单位;项目工地周边土地处于开发初期,不仅交叉施工单位多,道路通畅压力大,还涉及大量管线迁改,加之位于城乡结合部,各种矛盾纠纷多;地方政府执法力度大,对工地扬尘、噪音、弃土等管理非常严格……

在我国18.65亿亩耕地和15.46亿亩永久基本农田保护目标任务的大背景下,临时用地审批更是重黔项目进场后面临的一大难题。

“大临设施能否如期投入使用是重黔项目管理的一大考验,这里的关键就是临时用地审批。”张升军说。

张家山隧道2号斜井地处重庆巴南区南泉街道,该隧道2号斜井是设计院为加快施工进度在原设计方案上增加,除斜井洞口土地已获永久征地审批外,周边皆为基本农田;但修路是2号斜井施工的前提,否则大型设备、材料和混凝土将无法进场,因此临时用地占用基本农田的审批是一道绕不过去的坎。

张家山隧道2号斜井

2021年12月下旬开始,负责项目征拆工作的张升军前往地方各级规划和自然资源部门以及建设单位、代建单位进行了多次沟通。

“最初地方政府态度非常明确,表示根据国家政策,(张家山隧道)2号斜井施工临时用地连一平方米基本农田都不能占用。我们又去找重庆市规划和自然资源局、建设单位重庆铁路投资集团和代建单位渝黔铁路公司多次反映,以寻求国家政策层面的支持;另一方面和重庆市规划和自然资源局相关分管处室、重庆市建设用地事务中心具体对接,邀请政府领导到现场踏勘了解实际情况……就这样来回跑。”

在项目的不懈努力下,张家山隧道2号斜井洞口外及施工便道临时用地申请由巴南区规划和自然资源局上报到重庆市规划和自然资源局;从临时用地的复垦方案抓起再到占用基本农田的踏勘论证报告,期间项目部细致梳理了各类手续。经过半年左右时间,最终取得了临时用地的批复。

从2021年底进场至今,中铁一局重黔铁路项目克服种种困难,施工安全优质高效推进,目前实现进度与工期同步:截至7月24日,张家山隧道已开挖掘进3259米,重庆东动车所路基挖方622万立方米,填方680万立方米。

隧道施工技术培训

依托张家山隧道施工,项目部所总结的《采用塑料排水板、液位继电器和RPC注浆管相结合的技术防隧道衬砌拱顶脱空施工工法 》等三项工法已获评中铁一局企业级工法;QC成果《提高浅埋软弱围岩隧道拱架安装一次合格率》获陕西省工程建设优秀QCⅢ类成果、全国铁道行业质量管理小组成果发布邀请赛优秀奖;《城郊枢纽高速铁路超大断面软围岩隧道施工技术研究》被确定为中铁一局重点科研课题;另外,有两项发明专利正在实质性审查中。

项目部也成为中铁一局四公司隧道施工的学习展示窗口,于上半年承办了该公司2023年度隧道施工技术培训班,张家山隧道施工和智能自动化钢构件加工厂为来自四公司各单位70余名学员提供了良好的实地践学条件。

“重黔项目在外部环境和内部施工等方面有自己的特点。项目能保持一个良好的状态,离不开我们以解决问题为导向,重视外部协调,根据现场实际主动优化施工方案,积极推进新工艺工法工装应用与研究,科学合理组织施工生产……等等。”张云龙感言。

“其实归根结底,就是用心去做这个项目。”

(《铁路建设报》记者:黄斌   通讯员:朱煜喆 张文龙)