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兰州市水源地项目输水主隧洞全线贯通纪实


稿源:兰州日报 编辑:刘明德 发布时间:2018-05-07 07:57      【选择字号:

两年“面壁”为使命 惟愿清水润金城

——兰州市水源地项目输水主隧洞全线贯通纪实

  中国兰州网5月7日消息 2018年3月28日,春寒料峭。在600米深的竖井下却是热闹非凡,众人翘首以盼,等待着TBM2贯通的那一神圣时刻。随着刀盘与岩石摩擦的声音越来越近,伴着岩块掉落,TBM刀盘慢慢的露出来,TBM的轰鸣声难掩现场施工人员的欢呼声,至此,兰州市水源地TBM2顺利实现全段贯通。此次贯通不仅代表TBM2掘进使命的完成,更标志着兰州市水源地建设工程32公里长的输水主隧洞全线贯通。工程通水后,刘家峡库区甘甜的黄河水将沿着隧洞穿越崇山峻岭,流入金城千家万户。

  兰州市水源地建设工程项目是兰州市的“一号工程”。自工程伊始,参建各方即以打造“百年工程、精品工程”为目标而努力拼搏。为保证在最短的时间内实施和完成本项目,发挥专业施工的优势,采用EPC承包模式,并将本项目划分为13个标段,在工程全线37个工作面同时展开作业,参与本项目施工的人数约4800人。

  据了解,输水隧洞主洞全长32公里,为压力引水隧洞,以倒虹吸方式穿越洮河,是本工程控制工期的关键项目。根据本工程的施工特点和施工条件,考虑当地水文气象和施工条件的影响,选取最优的施工时段,选用可行的施工技术方案,确定合理的机械效率,以提高施工机械化水平和效率。

  输水主洞TBM掘进段为国内首例管片衬砌下的压力洞,受力条件好,能够有效减少水头损失,防止淤沙。全洞为压力流,洞内水流平稳,工作闸门的操作及其土建设备比较简单,施工、维修方便。工程运行期间,水流能够靠自流进入水厂,且全线置于地下,可避免外界污染,节能环保。但双护盾TBM对地质条件的极其敏感,对高地应力下的围岩收敛变形、大的断层破碎带、软如夹层、不均匀性、突涌水、突泥等的不适应,这也正体现了TBM施工的高风险性。输水主隧洞最大埋深900米,地质条件复杂,岩性变化多端,对国产双护盾TBM施工是一个巨大的挑战。承担着24公里输水主隧洞掘进任务的两台TBM是控制工期的关键工作面,也是本项目能否按既定工期目标完工的制约因素之一。

  兰州水源地首部钻爆段共6.3公里,主要包括取水口闸门上游控制段、闸门竖井及主隧洞段。主隧洞分别利用1个斜井和3个竖井,共开8个工作面同时施工,创造了平洞单月单掌子面掘进253米的月进尺记录,保障了2016年12月31日首部钻爆段全线贯通的节点目标。首部钻爆段主要的施工难点和控制性节点工程主要在岩塞爆破和穿洮河段。其中,岩塞爆破是兰州市水源地建设工程的控制性节点工程之一,也是项目通水的最后一爆,爆破岩层平均厚度7.5米,位于刘家峡库区水位下30米左右的深度,地质条件复杂,爆破难度大,要求精度高。爆破试验共进行了三次,期间,穿插进行了掏槽孔专项试验,预裂孔专项试验,进口炸药和国产炸药性能比对试验等,从岩塞爆破试验方案到试验结果的分析,多次召开专家会议,讨论参数的可行性,给最后的岩塞爆破成功做了最好技术保证。岩塞爆破前期准备工作即将全部完成,直待最后的成功爆破。

  穿洮河段是兰州市水源地建设工程的控制性节点工程之一,全长200米,地质条件极为复杂,施工难度大、技术要求高、施工工期异常紧迫,面对种种不利条件,参建各方团结一致、迎难而上,通过精心的技术论证、精心的地质勘察、精心的设计、精心的施工管理、精心的施工组织,用时66天顺利穿越洮河。

  兰州水源地项目自始至终都在追求保证安全和质量的前提下,努力提升施工效率。针对兰州水源地工程特征和工期短、任务重的特点,建设单位兰州水务公司提前组织对潜在供货商施加影响并使其主动超前启动进口部件的订购;在TBM施工分包商确定前,承先行启动了TBM设备采购谈判。这些措施将常规的设备制造周期12个月缩短成为了6个月。同时,充分利用EPC总承包模式的优势,在签订总承包合同的第二天即安排施工分包商进场开展施工。

  据介绍,TBM设备从设备组装到最终贯通,这一路走来满是荆棘。掘进过程中经历了地质灾害、卡机、涌水等各种艰难险阻,仍然取得了可喜的成绩:TBM1从设备进场到组装完成仅用15天时间,创造了组装的最快速度;TBM2掘进最高日进尺61.57米,连续两个月进尺突破1000米,最高月进尺1252米……这些数字的背后是参建各方的努力付出和现场工人的辛勤汗水。

  TBM1于2018年1月31日顺利实现全段贯通,但这一路却历经重重艰难险阻:TBM1前期掘进以花岗岩为主,围岩抗压强度较大,对刀具磨损严重,刀具更换频繁,增加了TBM施工的时间成本和经济成本,降低了TBM掘进效率,掘进过程中洞内温度高、粉尘污染大、通风不畅等使得作业环境十分恶劣,不同程度地影响着TBM1的顺利掘进。

  在TBM2遭遇破碎带时,参建各方齐心协力,成立由业主、监理、EPC总承包及中水三局等各单位相关人员组成的应急工作小组,推行带班制度,将管理延伸到一线、延伸到掌子面,建立例会制度,根据现场处置情况进行相关问题决策。面对突如其来的不良地质段,兰州水务公司协调各方资源、解决技术难题。先后邀请郑州大学、山西水工局、意大利SELI公司、以及中国水利水电科学研究院等国内、外单位知名专家到水源地项目,为破碎带处理献计献策,为水源地项目破碎带处理提供了宝贵的可借鉴的经验。参建各方在技术、资源等方面大力支持,为破碎带的处理工作注入一针强心剂,极大推进了破碎带处理各项工作的进度,为输水隧道全面贯通打下了坚实的基础。(记者马进帅)

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