2020年08月03日 星期一 国内统一刊号:CN51—0098     中国•企业家日报

“掘隧”,让“新武汉造”越走越远

来源:企业家日报 作者:

  ——建筑业央企与地方携手闯市场综述

  ■ 郑传海

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●中铁十一局城轨公司施工的成都地铁6号线,是我国地铁施工首次在富水砂卵石地层条件下成功下穿既有线。黄诗尧/摄

  因江而兴、顺江而建的江城武汉,自然少不了桥梁这一纽带,否则,往来于三镇之间,真比登“蜀道”还难。

  武汉长江大桥的建成通车,一举改写了“天堑”武汉的交通史。正如世纪伟人毛泽东同志曾经在著名的诗词《水调歌头·游泳》里所描绘的那样:“一桥飞架南北,天堑变通途”。

  自上世纪五十年代武汉长江大桥建成以后,以桥梁工程建设为主业的建筑企业,也渐渐开始选择扎根武汉。

  桥梁建设,已然与武钢、武重、武船齐名,成了“武汉造”的“代名词”。进入21世纪第一个十年末,以中铁十一局主打经营的隧道施工板块为代表的“新武汉造”悄然进入了人们视野。

  隧道施工闯出来一支“新武汉造”的主力军

  相比桥梁建设,隧道施工不仅工期长,而且风险大,有很多深藏在地下深处的不确定因素,给隧道施工带来诸多难以预判的风险和挑战。所以,只要在建工程中单条隧道长度有5公里左右,不管是时速350公里高速铁路、时速160公里铁路,还是高速公路,都把隧道工程列为全线重难点和控制性工程之一。

  在建筑行业,隧道施工管理更是检验企业市场竞争能力、综合施工能力、企业治理能力和品牌建设能力的“试金石”。

  住建部核发的铁路和高速公路总承包企业资质,隧道施工业绩是一项最基本的“硬功夫”。

  上世纪80年代初,铁道兵并入铁道部前夕,中铁十八局(原铁道兵8师)就因抓住了引滦入津工程(华北地区跨流域调水工程)和修建当时国内最长的公路隧道秦岭隧道的机会,一举成为我国隧道建设的“劲旅”。

  与中铁十八局比,中铁十一局(原铁道兵1师)并不逊色多少,湖北境内襄渝铁路最长的隧道——武当山隧道,就是他们在上世纪70年代带领从湖北各地组织起来的民兵团,靠着铁锤、钢钎和手推车,以血肉之躯,在恶劣的施工环境中,靠着人挖车推修建而成的。

  除了部队时期修建的武当山隧道和成昆铁路元谋境内的隧道群,还有由兵改工后,由十一局四公司为主或独立修建的南昆铁路背锅底隧道、宝成铁路复线明月峡隧道群、107国道靠依山隧道、渝怀铁路歌乐山隧道和宜万铁路马鹿菁隧道,以及兰渝铁路隧道群等,几十年如一日,在诸多复杂恶劣环境下修建的一座座隧道,积累了丰富的经验。

  时间回到2007年,当时的中铁十一局决策者,针对我国率先修建秦沈客专试验线、京津城际客专和武广高铁,作出我国大规模建设高速铁路和城市轨道交通建设的高潮即将到来这一精确研判,并果断作出决定:

  一是对落户武汉东湖高新区的四公司经营主业作出调整,把隧道建设定为经营主业。重点围绕长大隧道、复杂地质环境下的隧道机械化施工和城市地下空间工程,拓展市场。力争用5至7年时间,在隧道机械化、标准化建设上有所突破,在8年至10年时间内,在隧道机械化和标准化施工基础上,推进隧道信息化和智能化施工有重大突破。二是对设在广州的区域性地铁建设指挥部进行扩充改编,注册登记成为独立的法人公司——中铁十一局城市轨道工程公司。以武汉为营地,以城市轨道交通建设为主营业务,深度经营城市轨道交通建设,用4至5年时间,做优城市轨道交通建设品牌,成为我国城市轨道交通建设的领军团队。三是对六公司的机械加工修理优质板块予以分离,组建江汉重工机械制造公司。围绕隧道和城市轨道交通工程机械化施工,重点生产加工隧道施工所需的二衬台车、防水板铺挂台车、移动栈桥和隧道救援顶管机等配套机械装备和应急增援装备,以及城市轨道交通施工所需的配套设备70吨、45吨地铁出渣门吊和盾构施工渣土转运配套设备等,为隧道和城市轨道交通工程机械化、标准化和信息化施工提供装备支撑。

  “新武汉造”在“隧道圈”让人刮目相看

  有人形容隧道施工就像是在“看不见的战线”里与大自然玩戏法,也有人比喻为“盲人摸象”。言外之意,选择隧道施工为主业,参与市场竞争求发展,何其难矣!

  当中铁十一局宣布四公司和新注册成立的城市轨道公司,分别以隧道施工和城市轨道交通建设为主营业务时,谁也无法想象,若干年后,它们在市场竞争中会混出个啥样儿来。

  先说诞生于解放战争时期的四公司,从以隧道施工为主业的艰辛探索开始,经历了错综复杂的施工考验。在宜万铁路马鹿菁隧道,暗河与涌水与他们较劲儿,全长近7900米的马鹿菁隧道,穿越特大富水隐伏溶腔、岩溶峡谷、煤层、天坑、溶缝、断层破碎带、地下暗河和山中暗湖等特殊地质带。施工5年,先后遇到19次特大涌水,涌水量多达81万立方/小时,国内外专家称其是在“地下长江”上修建隧道。在用尽了国内外专家和教科书介绍的方法仍然堵不住涌水的情况下,时任公司董事长兼总经理的杨明亮带队蹲守在现场,摸索着采用“溶腔释能降压”法才堵住了滔滔涌水。

  宜万铁路马鹿菁隧道施工难题刚破解,由全长7997米罗沙隧道长、8504米长毛羽山隧道、9164米长新城子隧道等兰渝铁路长大隧道群,又在静候着他们到来。在甘肃陇南市宕昌县境内,围绕这几座处在复杂地质环境下的长大隧道,工人们苦干8年,先后克服了地震、特大暴雨、泥石流、高地应力软岩大变形、涌水、坍塌等重重难题。

  经历了宜万铁路和兰渝铁路隧道施工磨砺,十一局和四公司的决策者意识到,隧道施工必须走机械化、标准化、信息化、智能化的重要性。在加大机械化施工投入和对标准化、信息化研究攻关同时,他们把培养人才,锤炼队伍作为铸就品牌的抓手。

  在郑万高铁(湖北段)5标高家坪和杏桥坪隧道,他们一次性添置了四台全智能三臂凿岩台车和9条配套机械装备生产线,并把中铁十一局技术分中心、BIM工作室、黎建华创新工作室和李俊创新工作室建在了隧道口,十一局最好的建材质量检测试验室也建在了两个隧道工地。在3年多时间里,由四公司承担施工5标工程面临的低浓度瓦斯、破碎地质和浅埋设计面临的一道道隧道掘进施工难题相继破解,并且先后取得了国家级工法1项、省部级工法8项、发明专利25项。

  随着机械化、标准化施工的推进和科研攻关力度不断加大,郑万高铁5标很快成了湖北在建高铁的一张“名片”,全国部分在建高铁建设单位、施工企业和国铁集团相继到此调研、参观和召开现场会。

  郑万高铁成功探索隧道机械化、标准化施工的做法,给了十一局极大的鼓舞。2017年底,十一局又把投资近30亿的贵南高铁(广西段)6标建设任务交由四公司施工。

  广西的十万大山,堪称是世界溶岩地质博物馆。遍布地下深处的溶洞带,则是隧道施工最大的禁忌。都安隧道和永顺隧道恰恰又多次穿越溶洞带,如何确保这两座10公里以上的特长隧道施工安全,成了最大的挑战。

  项目一上场,他们就针对机械化、标准化、信息化、智能化施工和如何破解溶洞带带来的施工风险等难题,成立了7个创新工作室,每个创新工作室相应地负责一至多项智能化机械装备研制和与隧道施工安全、工程质量有关的攻关课题。由项目部自主研制的多功能凿毛机和多功能自动喷淋养护台车,升级改造的“光伟”二衬台车智能化浇筑系统、仰拱虚渣清理机、仰拱开挖台车和矮边墙智能浇筑等系统,实现了从全智能三臂凿台车掘进、初期支护钢拱架机械化安装、二衬防水板机械化铺挂、二衬台车智能化浇筑,到与二衬隧道掘进、出渣和初期支护钢拱架安装等施工作业互不影响的自行式仰拱栈桥,在隧道里架起了“无红灯”施工通行栈道,再到水沟电缆槽自动喷淋凿毛除尘一体化作业、多功能自动喷淋养二衬混凝土护台车等,一举填补了我国隧道机械化、信息化和智能化全链域施工20多项空白,施工进度比半机械化提高了5倍,现场作业工人减少了60%。

  在项目部、管理队和隧道工班设立首席预报员,聘请第三方检测技术人员,与他们手中最先进的多功能超前水平钻、地质雷达和TSP隧道地质超前预报设备和项目PMS平台兼容的监测管理体系,就像设在6标管段的天眼,无论哪个隧道,距离风险点临近5米的时候,系统就会自动以微信形式,分别发送到隧道作业工班长、管理队技术人员、管理队技术主管、管理队负责人、项目部超前地质预报中心主任、安质部长、安全总监、总工程师和项目经理等有关人员。如果有关人员不及时作出处理,PMS平台和微信推送的安全风险提示信息就不会自动报停。正是贵南高铁在隧道“四化”施工、隧道地质超前预报和项目PMS管理系统的全面融合,实现了复杂地质环境下隧道施工零事故、零返工、零窝工、零误差,成为我国第一条隧道机械化、标准化、信息化、智能化施工的范本。

  成果运用在更大范围内发挥作用

  今年5月,在中国岩石力学与工程学会召开的“高速铁路隧道动水破碎带精准预报与全断面智能施工关键技术”科技成果评价视频会议上,专家们对郑万高铁高家坪隧道、贵南高铁都安隧道等多个高铁隧道建设中推广应用后,取得的高铁隧道软弱围岩(Ⅳ、V级围岩)全断面钻爆法月掘进130米的世界纪录,一致评定总体达到国际领先水平。

  同在今年5月,国家开发银行广西分行有关领导到贵南高铁都安隧道调研时,现场观摩了“光伟”二衬台车浇筑信息化与智能化系统、仰拱自动振捣机械手及激光整平装置和自动检测台车等创新研发的机械化工装后,对贵南项目部在短短2年内研发出十几套配套隧道施工工装,获得了30多项专利成果产生浓厚兴趣。希望尽快在广西和全国更多的在建工程推广运用,为广西和全国其他地方经济社会发展做出更大的贡献。

  正是他们在隧道施工中不断探索,才有了在复杂地质环境下承担更多特长隧道施工的信心和勇气。仅近4年来,该公司承担施工高铁和泛亚铁路,十公里以上的隧道就超过了10条。与此同时,承担直线明挖落差在30米以上的城市地铁车站,已经从武汉走向广州。继按期建成武汉地铁3号线香港路3线换乘站之后,他们又承建了亚洲最大的城市地下空间工程——武汉光谷广场综合体工程和正在抓紧建设的广州地铁番禺3线换乘站。

  按照以往的情况,一家3000多名员工的企业要承担这么大体量和复杂的城市地下空间工程建设任务,怎么也不敢想象。而这是发生在中铁十一局四公司身上的铁的事实。

  城轨公司作为中国铁建和中国中铁两大跨国集团下辖最年轻的工程公司,虽然注册成立晚,却已拥有5项达到国际先进水平的盾构技术。他们参加编撰的两项国家标准,两项施工技术都被住建部评定为“百项新技术”,地下空间安全管控部分技术达到了国际领先水平,项目工程遍布武汉、广州、上海、北京、天津、成都、苏州、南京、郑州和洛阳等30多个城市,连续3年轨道交通工程施工产值以20%速度递增,年均掘进里程突破70公里,创造了单月掘进10.7公里的全国最高纪录。

  在深圳国际会展中心配套市政项目,城轨公司盾构施工的隧道,先后8次下穿运营中的地铁11号线隧道,4次下穿建设中的穗莞深高深隧道,下穿位置离既有线最近的位置只有2.4米,就像外科医生在动脉血管旁边做手术。盾构机施工中,除了地铁列车在上面的既有线路上正常运营,面临巨大的安全风险。更具有挑战性的是,下穿部位属于典型的上软下硬地质,随时有可能发生超方和喷涌现象。他们探索采用的自动化监测技术、盾体同步注厚浆系统、“四步”注浆法、衡盾泥辅助带压开仓换刀技术等新技术,不但确保了盾构机安全下穿作业,而且取得了累计沉降仅为2.4毫米的最佳成绩。

  城轨公司成立以来,先后取得了发明专利212项,软件著作2项,中国铁建股份公司优秀发明专利奖1项,优秀实用新型专利奖2项;国家级工法1项、省部级工法27项、中国铁建股份公司级工法18项,在200多家工程公司参与考评竞争中,8年6次跻身中国铁建工程公司20强。