中国交通报:品质智造天山第一隧——中交一公局新疆G575线东天山特长隧道建设纪实
发布时间:2017-06-06
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5月的新疆,随着漫山遍野的鲜花盛开,拉开了大美新疆的序幕,大批旅客纷至沓来,赏花赏景。

此时,在哈密境内的东天山脚下,紫色的马蹄花儿开得正艳,与绿色的草、蓝色的天、白色的雪,在辽阔的疆域间,构成了一幅绝美的画面。而这样的美景,有一群建设者们却无暇顾及,他们正以高科技手段为监控,严密地观察着这座大山的“一举一动”,确保着一项工程的顺利推进。

这项工程就是全长11.77公里、有着“天山第一隧”之称的东天山特长隧道。它是新疆首个PPP建设项目——G575线巴里坤至哈密公路PPP建设项目(简称新疆G575线巴哈公路PPP建设项目)的控制性工程,是目前国内设计施工难度最大、风险最高的公路隧道之一,也是新疆最长、海拔最高、综合难度最大的一条超长隧道工程。

作为新疆G575线巴哈公路PPP建设项目的社会资本方牵头人,在国内交通基础设施建设领域拥有丰富经验和强大实力的中交一公局,迅速抽调精兵强将,组建中交哈密交通建设有限公司(简称中交哈密公司),负责项目的投融资、建设及运营管理工作。

在建设过程中,中交哈密公司依托东天山特长隧道(也是目前中国交建在建公路第一长隧)项目,坚持亮点引路,以“标准化、机械化、信息化、智能化、模块+专业化”为手段,全力将其打造成为新疆PPP项目标杆工程、严寒地区冬期施工示范工地和公路行业隧道施工标准化样板工程。据悉,20169月东天山特长隧道正式开工,截至目前,该隧道双向掘进已突破1000米,各项工作正朝预定目标顺利推进。


创新引领“好花结硕果”

隶属于世界500强企业——中国交通建设股份有限公司(简称中国交建)的中交一公局,是国内基建市场中一支历史悠久且实力雄厚的施工企业,也是最早“走出去”的中国交通建设企业之一。

成立50多年来,中交一公局市场已遍布全国及海外多个国家和地区。而它与新疆的筑路缘起于2003年,截至目前,已在新疆承建了20多个工程项目,其中314国道库车至阿克苏高速公路项目,是新疆首次采用设计施工总承包模式建设管理的试点工程。

凭借着在库阿高速公路中的出色表现,中交一公局敢打硬仗、善于创新、打造精品的企业形象深入到新疆人民的心中。同时,新疆广袤的地域面积及潜力巨大的基建市场,也吸引了中交一公局的注意力。然而,与内地其他省份相比,巨大的建设资金缺口,困扰着新疆交通大发展的步伐,也为企业参与新疆建设提高了“门槛”。

时间流转到2015年,新疆主动破解交通建设融资难题,积极拓展融资渠道,鼓励引导社会资本参与新疆公路建设项目投资,并出炉了“十三五”期新疆万亿元大交通规划。

机不可失,中交一公局乘机遇东风,在中国交建“做政府与经济社会发展急所的责任分担者、区域经济发展的深度参与者和政府购买公共服务的优质提供者”理念指引下,积极与新疆接触,在全国创新性地提出了“BOT+EPC+政府特殊股份”的融资模式,并最终以联合体牵头人的身份成功中标了新疆首个PPP建设项目——G575线巴哈公路PPP建设项目。

作为落实“一带一路”倡议及《国家公路网规划》的重要组成部分,新疆G575线巴哈公路PPP建设项目位于哈密,是新疆“57712”工程路网布局中“五横七纵”第五纵的重要组成路段,它将312国道、G30连霍高速公路、G7京新高速公路这三条国家干线公路连通起来,建成后将成为新疆东部地区一条最为重要的南北交通运输大动脉。

据介绍,这种模式的创新在于“政府特殊股份”这一部分上,政府通过出资一块钱,在项目公司中占有特殊股份,从而使政府对项目全过程的管理更加上心,服务更加用心,也更好地发挥风险共担、利益共享的PPP模式效益。“对于社会资本方和政府来说,更容易使其成为真正的‘一家人’,发挥劲往一处使的合力。”中交哈密公司总经理刘拥华形象地比喻。

同时,中交哈密公司按照“超前引领、主动服务、聚焦品牌建设、践行价值创造”的管理理念,执行项目公司和EPC总承包部分工管理。“项目公司履行业主职能,在投融资、建设、运营管理上主要做好宏观把控、指导和服务等工作;EPC总承包部则具体负责项目的施工与组织、进度、质量、安全等要素的把控。”刘拥华介绍说。

“这种管理模式改变了以往投资类项目管理主体多、管理混乱、流程复杂的局面,理清了管理流程,实现了管理的优质高效。”EPC总承包部总经理薛春瑞告诉记者。

既分工又协作的管理模式,在新疆G575线巴哈公路PPP建设项目的顺利推进上,实现了积极的效果。

一方面,中交哈密公司牵住“资金”这一“牛鼻子”,牢牢把握资金投入节奏,把钱真正用在刀刃上。中交哈密公司总经济师何李告诉记者,在精心策划后,公司对项目实行分批开工的原则,优先选择施工难度最大的东天山特长隧道项目率先在全线开工,最大程度地减少了项目在建设期的投资利息,提升了资本效益。并依托工程实体,全面引入“五化”理念,通过施工标准化等手段,全力打造新疆第一个PPP标杆工程,引领地区标准和速度,打响中国交建隧道品牌名声。

另一方面,EPC总承包部在“超前引领、主动服务”上下功夫。按照“一告知、三审查、四集中、八统一”的要求,发挥总部带动优势,全面引领项目实施。并坚持技术引领,按照产、学、研一体化发展的思路,带动中交一公局下属各参建单位,培养出一批建、管、养全生命周期的技术人才,为打造全产业链的要求贡献力量。

112,在中交哈密公司与EPC总承包部的完美配合下,东天山特长隧道自开工建设以来,在项目管理、五化建设、工程实体质量等方面得到了新疆各界的一致认可,成为新疆PPP项目中的标杆工程。


隧道施工“机械大作战”

蔡宗辉还记得,他第一次开着17米长的三臂凿岩台车进入东天山特长隧道出口端掌子面时的情景:“一路上,被很多人围观,他们都好奇地问,这个家伙是干什么用的。”

面对大伙的疑惑,蔡宗辉用行动给出了答案。当他和另外两位搭档在操作台上按下相应的按钮后,一幕如同电影《变形金刚》里的场面在隧道里上演:这个橘黄色的“大家伙”缓缓地从体侧伸出三只长长的机械胳膊,在到达掌子面预定位置后,三只机械手快速地在坚硬的岩壁上完成了所需的钻孔作业……

“这也太方便了,以前我们10个人拿传统的手持风钻钻孔都没有你们3个人干得那么快速和准确!”现场观摩的工人惊叹地说道。看到第一次亮相带来的震撼效果,蔡宗辉露出了得意的表情。

“这是从国外引进的阿特拉斯·科普柯三臂凿岩台车。它具有安全、高效等特点,能适应不同的岩石条件,可以在钻爆孔、锚杆孔、锁脚孔、超前孔、装药、安装锚杆等作业中‘大显神通’……”当给记者介绍三臂凿岩台车的优点时,蔡宗辉滔滔不绝。作为80后的他,已经操作过这类“大家伙”驰骋了合武高铁等多个铁路隧道项目,积累了丰富的实践经验。

中交哈密公司党总支副书记刘玉卿告诉记者,不光是率先在公路行业中使用国内先进的隧道施工设备,在东天山特长隧道施工中他们通过技术创新、开展科研课题使“高而精”的发明轮番登场——

初期支护采用湿喷机械手,替代了传统干喷、潮喷或小型湿喷机作业,既提高了工作效率,还从根本上杜绝了干喷混凝土带来的隧道内空气污染。

仰拱及填充施工采用全液压履带式自行移动栈桥,替代了传统的简易栈桥,方便移动且不会造成施工断交。

土工布、防水板铺设采用整体式自动铺挂台车,替代传统人工铺挂工艺。

衬砌混凝土施工采用新型衬砌台车,推行混凝土分流槽布料分层浇筑以及拱顶带模注浆工艺。

衬砌脱模后养护采用自动喷淋养护台架,替代传统人工喷水养护。

……

全面推行机械化,提高工效品质,是东天山特长隧道从建设伊始就贯彻的理念。该隧道施工面临着“三高”的难题考验:地应力“高”,施工现场最大埋深1225米;施工风险“高”,面临着断层、涌水等不良地质考验,穿越断层长达680米,隧道单洞最大涌水量每天近3万多立方米;环保要求“高”,地处天山风景区,生态脆弱。

针对这些特点,项目创新采用全工序机械化配套方案解决难题,率先引进多种国内外先进的施工设备运用于公路隧道施工中,目前基本上实现了开挖—出渣—初支—仰拱—二衬—养生等作业工序的全过程机械化。

自动化也是东天山特长隧道施工的一大亮点。记者在距离东天山特长隧道进口端不到100米外的钢结构加工中心看到,针对隧道施工所需的拱架和各种型号钢结构,这里采用了全套数控自动化成型设备,如智能蝴蝶机焊接机器人、智能焊网机等,大幅度提高了钢筋加工精度及工艺品质。

“推行机械化和自动化,最终让我们实现了‘机械化替人、自动化减人’的效果。尽管为此我们先期投入了大量的设备资金,但是长远上来考虑,尤其是从安全和质量上来细算账,这笔钱花得值。”刘拥华对记者总结道。

据悉,目前,东天山特长隧道已成为中国交建隧道机械化施工的示范项目,其先进的机械及技术运用也站在了国内公路隧道机械化施工的前沿。


精益求精 智慧穿越

5月底,当记者走进东天山特长隧道采访时看到,尽管山脚下的气温已接近35摄氏度,但山顶上依然白雪皑皑。

东天山特长隧道地处天山寒区,隧址区海拔高度达2000米以上,年最低气温零下32摄氏度,最大冻深2.53米,无霜期仅134天。这是新疆首个无冬休项目,其施工需要连续跨越四个冬季。然而,特殊的气候环境,对隧道冻害防控、风吹雪防治及隧道施工防冻保温等提出了高要求。

“经过去年冬天的尝试和考验,我们已经成功摸索出了一套冬期施工的方法,取得了良好的效果。”据负责东天山特长隧道进口端施工的土建一标项目经理王贺起介绍,项目首先从大型临建设施入手,对其进行结构与采暖专项设计,实现结构保暖;其次,在隧道洞口设置长达30米的保温棚,并通过两个4吨的蒸汽锅炉往隧道里送暖风,使隧道内温度不低于15摄氏度,确保隧道施工正常进行。同时,对混凝土拌和站进行全封闭,对运送混凝土的车辆也采取包裹棉被等方式,确保混凝土达到施工所需的温度要求等。

这一系列控温“组合拳”的运用,牢牢确保了东天山特长隧道在冬期施工的进度和质量。而项目的做法也获得了新疆自治区交通运输厅、哈密市政府的高度评价,成为新疆高寒地区唯一的冬期施工标准化示范工地。

在东天山特长隧道建设过程中,中交哈密公司还以瞄准“中国建筑工程鲁班奖”为目标,创新手段,运用了各种新工艺、新工法、新技术、新材料,确保质量、安全等各项指标精益求精,全力打造品质工程。

斜井起着辅助隧道主洞施工及兼做运营期永久通风通道的功能。东天山特长隧道的两座斜井总长度达到4公里,其施工进度直接影响到主洞施工进展。在2号斜井施工中,土建二标项目创新引入了国际流行的“挪威法”施工工艺,有效地缩短了施工时间。

在隧道掌子面采用光面爆破法。与传统人工爆破相比,实现了爆破超挖和欠挖之间平衡,不仅加快了施工进度,确保了爆破质量,控制了爆破线形,而且节约了工程成本。

安全管理上,在进口端和出口端的隧道主洞洞口分别设置了一座安全教育培训体验馆,这也是新疆首次在在建项目工地上设置安全教育培训体验馆。馆内设有VR虚拟现实、综合用电、模拟逃生通道等近十项体验项目,并强制要求所有进场队伍必须分批进行体验。“通过这种近似真实的体验,不断提升所有参建员工尤其是一线工人的安全意识。”在东天山特长隧道出口端的安全教育培训体验馆采访时,土建二标项目经理辛志军对记者说。

如果说理念的“深入入心”为项目建设夯实了安全之本,那么高科技手段的运用,则为隧道平安穿越东天山提供了一双“智慧的眼睛”。

隧道施工难在对未知的不可预见。针对东天山特长隧道进口端地质情况复杂且穿越三条断层破碎带,涌水、突泥及高地应力围岩大变形等发生几率较高的情况,土建一标项目采用最先进的C6超前地质钻,加强超前地质预报,每30米勘探一次,时刻监控着东天山的“一举一动”,确保隧道平安掘进。

同时,各项目通过利用北斗系统、BIM技术等前沿科技,搭建项目信息化智能管理平台,建立了智能视频监控、隧道施工监控量测自动预警、门禁及人员定位、应急安全管理系统等多个子系统,实现了信息时时交互、动态监控指挥,形成了基于三维建筑模型并扩展至涵盖安全、质量、进度、成本等多维度的智能管理系统,全面提升了项目的各项管控水平。

如今,在“一带一路”建设进程中,位于新疆“东大门”的东天山特长隧道建设激战正酣,建设者们不忘初心,为确保如期向新疆人民交出一项满意的精品工程砥砺前行!

东天山特长隧道施工特点

全长11.77公里的东天山特长隧道为新疆G575线巴里坤至哈密公路PPP建设项目控制性工程。作为天山寒区特长公路隧道,具有“长、大、高、寒”的显著特点,是目前国内设计施工难度最大、风险最高的公路隧道之一。

三“长”

特长隧道:单洞全长11.77公里。

独头掘进距离长:隧道进口段独头掘进长度3.9公里,出口段3.6公里,通过斜井辅助施工的中间区段更是长达4.2公里。

穿越断层距离长:隧址区域断裂构造发育,隧道由北至南依次穿越F1全新统活动发震断层,F2F3非活动断层,累计长度680米。

一“大”

涌水量大:积雪融水终年补给,裂隙水丰富,计算隧道单洞最大涌水量约为每天3.6万立方米。

三“高”

高地应力:隧道中部埋深大,存在高地应力,硬质岩段极易发生岩爆。

环保要求高:项目位于天山风景名胜区,为新疆著名旅游景点及自然保护区,自然生态脆弱,植被恢复困难。

施工风险高:洞口浅埋、崩积体等软弱破碎围岩段落长,安全风险高。隧址区域存在大规模高压富水断层,风险等级高。

一“寒”

地处天山寒区:隧址区海拔高度2000米以上,年最低气温零下32摄氏度,最大冻深2.53米,无霜期仅134天,冻害防控、风吹雪防治及隧道防冻保温要求高。

(文章来源2017-06-05,《中国交通报》05版 记者 李玲 特约记者 闫丽宏 通讯员 张国呈 农立)

 

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