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国内统一刊号:CN34-0038
2018年08月22日 星期三
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第1版:四局要闻 版面概览 下一版

地下空间的舞者

——记中国中铁级专家中铁四局副总工程师王圣涛

    王圣涛在查阅资料

    “我局刚中标的贵南铁路,管段内包括20座总长约12公里的隧道,地质条件复杂,有煤层瓦斯、岩溶、顺层、浅埋、偏压等,而且主线隧道均处于岩溶发育区,易发突水、突泥等风险。局领导要求我们隧道专家组近期赶赴项目,指导完善现场技术方案和施工组织设计。”前不久刚刚获评中国中铁股份公司级专家的中铁四局副总工程师、教授级高级工程师王圣涛,一边与记者交流,一边整理着办公桌上需要携带的技术资料。

    1995年毕业于淮南矿业学院的王圣涛,参加工作23年来,参与的丹本高速公路、深圳地铁、武广铁路客运专线、沪昆铁路客运专线等项目多涉及隧道、地铁或深基坑等地下工程,积累了丰富的地下工程施工经验。

    “地下工程虽然没有桥梁、路基、房建等地上工程诸如征地拆迁的外部干扰,但是地质结构的不可完全预测性是其安全、质量、成本管理工作的最大风险所在。”王圣涛说,“局总经理王传霖多次强调,隧道施工技术特别是其中的爆破施工技术,一直以来是制约我局承揽10公里以上长大隧道和在西南地区承揽铁路施工任务的瓶颈。”

    2017年7月贯通的京沪高速公路济南连接线浆水泉隧道单洞长达3.1公里,是当时全国在建的双向八车道长度最长的公路隧道。施工伊始,由于隧道爆破参数设计不合理、(下转第2版)

    (上接第1版)施工人员操作不规范等原因,隧道每循环进尺3米,平均线性超挖就达9.7平方米,喷射混凝土就超设计30.5立方米,由此增加成本1.32万元。

    为此,王圣涛和西南交通大学组成的隧道光面爆破技术科研小组进驻施工现场。光面爆破是石质山岭隧道掘进中的一种控制爆破的方法,目的是使爆破后留下的洞室围岩形状规整、符合设计要求,表面光滑、损伤小、稳定性强。“光面爆破需要在开挖轮廓线上钻凿一排光爆孔,相较于传统的爆破方法,无疑是增加了现场工人的钻孔工作量。但是这种方法相当于把原来一次性装填的炸药量化整为零,能够最大程度减少土方超挖量,以及之后施工支护、衬砌的工作量。”王圣涛指着手机里的浆水泉隧道一处掌子面施工的照片说道。

    通过在现场对施工人员的培训和爆破试验,王圣涛的科研小组总结了从爆破设计、快速放样、准确打眼、合理装药和连线的一整套超大断面石灰岩隧道光面爆破施工技术标准。按照科研小组的研究成果施工,浆水泉隧道每循环减少喷射混凝土成本节约0.7万元,每循环加快进度3小时,取得了显著的经济效益,加快了施工进度,减少了对围岩的损伤,还形成了“大断面隧道水平双区双楔形掏槽爆破技术”、“一种轻型硬质塑料模具快速放样技术”、“光面爆破挂定法施工”等一批工法专利技术成果。

    2013年以来,为提升新型城镇化发展质量、打造经济发展的新动力,国务院先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》,部署开展城市地下综合管廊建设试点工作。新的领域,新的战场。2017年,位居国内建筑施工企业第一方阵的中铁四局岂甘落后,投入全国首批地下综合管廊工程试点城市——海口的地下综合管廊建设。

    纵横交错的地下综合管廊,犹如一根根动脉将承担起城市的输电、通信、燃气、供水等重担。目前,国内城市地下综合管廊大多数采用明挖现浇法施工,然而由于管廊大多位于城市要道,车流量、人口密度、临近建筑物密度都非常大。为加快地下综合管廊建设速度、提升中铁四局管廊施工安全质量水平,也为了早日在国内管廊市场拿下“滩头阵地”,以王圣涛为代表的中铁四局团队与中铁装备集团的技术人员,在美丽的海岛“椰城”开展了“地下综合管廊U型敞口盾构施工技术研究”。

    地下综合管廊U型敞口盾构机是一种新型移动式支护设备,该设备由伸缩护板、伸缩油缸、前中尾部盾体和顶推油缸等组成。利用U型敞口盾构机设备形成移动式支挡结构,作为开挖后的支护结构,在盾构机尾部形成管廊拼装施工空间。管廊在预制厂内预制完成后,运至盾构现场拼装,可实现工厂化生产,既利于质量控制,又节省大量劳动力。2017年9月30日,U型盾构机在中铁四局施工的海口椰海大道西延段地下综合管廊施工现场始发,开创了国内城市地下综合管廊施工新工法的先河。

    “与传统的明挖施工法相比,U型盾构机在推进、出土、预制管廊拼装这些工序上均可实现自动化、智能化和施工远程控制信息化操作,还可省去大量钢板桩、钻孔桩等排桩围护结构,降低明挖作业对周边环境的影响,实现在狭窄空间或临近建筑物的情况下明挖施工,不仅安全高效,而且经济环保。”王圣涛如数家珍般地列举了U型盾构机的技术优势。

    参加工作23年来,王圣涛先后在《铁道标准设计》、《安徽建筑》、《铁道技术监督》以及国际隧道工程与地下空间协会的刊物上,发表了《深圳地铁大科区间SK3+221线间通道暗挖技术》、《沿海地区填石层地段地下连续墙施工技术》、《武广客专线金沙洲隧道出口暗挖段施工关键技术》、《A study on risks and countermeasures of shallow biogas in theconstruction of metro shield tunnels》等15篇论文。他主持开展的《下穿文保建筑物及紧贴既有地下构筑物地铁施工关键技术》、《特大断面地铁车站浅埋暗挖施工关键技术研究》、《浅埋软弱地层大断面小间距双排矩形通道下穿城市道路顶管施工技术》、《城区富水软弱地层高铁大断面隧道施工关键技术》、《硬岩地层地铁车站紧贴构筑物分区组合爆破和区间穿古建筑群微振爆破技术研究》、《大断面隧道穿越近距离瓦斯突出煤层群施工技术研究》、《盾构近距离连续穿越高铁群综合施工技术》等施工技术研究,取得了3项省部级、5项协会级、1项中国中铁级科技进步奖。  

    (杨晨 景成伟)

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