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探索〡无人区的铁路工程施工管理(中英文)

Management of railway project construction in uninhabited areas

文 李斌 刘千里 中国电建中老铁路工程指挥部

摘要:本文以中老铁路磨万段Ⅳ标项目无人区铁路隧道施工管理实践,系统介绍了地处无人区施工,从无路、无电、无水、无通信信号到具备正常施工的过程管理,详细分析了无人区未爆炸物排除、施工便道修筑、雨季施工组织管理以及特殊软岩地质隧道施工管理,相关经验及成果将为类似无人区项目的施工管理提供有益参考。

Abstract: Based on the management practice of railway & tunnel construction in the uninhabited areas of Boten-Vientiane Section (Package IV) of China-Laos Railway, this paper systematically introduces the management of the construction process in the uninhabited areas from the beginning when the roads, power & water supplies, communication and signal were unavailable to the normal construction stage, and analyzes in detail the elimination of explosives, access road construction, organization management for rainy season construction, and construction management for tunnels in the areas with special soft rock geological conditions in the uninhabited areas. Relevant experience and results will be of referential meaning for construction management of similar projects in uninhabited areas.

老挝万象省旺门村二号隧道施工现场(图 新华社)

一、引言

中老铁路磨万段是“一带一路”倡议与老挝“变陆锁国为陆联国”战略的对接项目,向北连通中国玉磨铁路,向南连接泰国铁路网,并经泰国与马来西亚、新加坡铁路相连。中老铁路是中国昆明经老挝、泰国、马来西亚至新加坡的泛亚铁路通道的一部分,建成后将极大改善老挝交通情况,推动当地经济发展。

二、项目概况

由中国水利水电第三工程局有限公司承建的中老铁路磨万段Ⅳ标项目位于老挝琅勃拉邦香恩县。项目管理线段总长45.7km,起讫里程DK179+520~DK225+220,自相嫩二号隧道进口至森村二号隧道横洞与斜井贯通。其中隧道43.574km/13.5座,占线路总长的95.3%;桥梁1759.7m/12座,占线路总长的3.9%;涵洞1座;区间、站场路基及桥隧过渡段366.3米/4段,占线路总长的0.9%;车站3座(会让站),为班普亚车站、沙拉巴土车站、班森车站。

管理线段内大部分位于无路、无水、无电、无通信的无人区,在施工前须进行历史遗留未爆炸物排除,然后再进行施工便道修筑,根据施工组织布置各种大型临时设施,在老挝雨季特殊天气和琅勃拉邦地质缝合带隧道围岩软弱变化频繁等情况下,进行隧道的施工组织及管理。

无人区项目的施工管理具有特殊性(图 新华社)

三、铁路施工组织的前期准备

(一) 便道修筑前“排雷”作业

由于标段整体位于无人区且存在历史遗留未爆炸物,在对无人区施工前必须先进行“排雷”作业,确保安全无误后再对施工便道进行修筑。

“排雷”前首先根据规划施工便道走向以及铁路线路走向进行放样,然后确定便道范围及正常工程施工范围,聘请老挝国防部下属专业人员在此范围内进行清表作业及 “排雷”作业,确保后期施工安全。

(二)便道修筑组织

无人区无既有的勘探资料及地形资料,给便道施工组织带来极大挑战。首先将线路导入谷歌地球软件,利用软件的地形图规划便道修筑线路及经纬度坐标,然后再根据规划线路放样后组织便道修筑施工。便道修筑采取“先开毛路,紧后拓宽”的组织方式,前面利用一台挖机进行毛路的开挖,形成便道大致走向,后面用2~3台挖机对毛路进行拓宽,同时装载机、推土机配合进行精细修筑,根据便道规划断面图形成正式的施工便道。

四、雨季施工的组织及保障措施

老挝属热带、亚热带季风气候,5月至10月为雨季,11月至次年4月为旱季,年平均气温约26℃。老挝全境雨量充沛,年降水量最少年份为1250毫米,最大年降水量达3750毫米,一般年份降水量约为2000毫米。雨季施工给施工组织带来很大的考验,尤其是2018年那场50年一遇的降雨给无人区铁路工程施工增加了困难,公司从道路运输、物资、设备保障等方面采取了一系列措施。

(一)优化既有施工便道

由于无人区的特点及实际地质情况,现场基本无可用于硬化便道的石渣,施工便道在雨季时路面湿滑,大型运输车辆无法正常行驶。根据实际,对既有便道在石渣硬化的基础上采用混凝土路面硬化,尤其是坡度较大及转弯路段。成立便道维保队,分段负责便道的维保任务,每队配备装载机、挖机、平地机、压路机等机械机动处理便道的边坡滑塌及路面排水沟清理阻塞,保证便道的正常使用。

(二)提前储存施工物资材料

在雨季来临之前规划砂石料临时堆放场地,并加大施工材料储备,确保雨季期间施工材料满足现场施工需求。

(三)做好机械设备维保

提前准备主要施工机械设备零配件(如隧道使用湿喷机、挖机、装载机等机械设备),并成立设备维修保养队,专门负责对施工机械设备进行维保,确保雨季期间所有设备能正常工作。

无人区复杂的地质环境(图 中国水电三局)

五、软弱围岩隧道的施工组织与管理

项目地处老挝北部山地无人区,地形陡峭、植被茂密,加之位于琅勃拉邦地质缝合带,区域内碳质板岩薄层发育、地质构造复杂多变、岩层破碎、自稳能力差,施工难度大,现场施工组织管理难度高。

针对隧道围岩软弱且变化频繁,项目采取优化施工组织管理,依靠“管理技术创新,提升软隧施工水平”的理念,同时还采取了“强管理、先探测、弱爆破、短进尺、快支护、预加强、勤量测、紧衬砌”的施工理念和方式,不仅使隧道掘进稳步推进,还确保了现场施工安全和质量。同时制定施工进度月考核奖罚制度,激发一线施工人员的工作热情。项目部还不断增加人员设备投入,努力实现资源合理分配,稳步推进隧道施工生产。为确保施工质量,成立科技创新小组,通过科研成果转化、技术创新细化来提高品质、优化施工方案,促进生产,节约成本,调动班组和员工的积极性和创造性,为顺利实现隧道贯通奠定了坚实基础。

(一)加强超前地质预报

采用物探与钻探相结合的方式,综合分析判断掌子面前方及周边围岩情况。由公司勘测设计院专业人员成立磨万铁路超前地质预报小组,联合中铁二院地质专业预报项目部,专门负责超前钻孔分析、地质素描、瞬变电磁、地质雷达、预报综合研判等工作,由于预判准确,提前采取措施,应急预案启动及时,虽历经多次涌突,但未出现人员伤亡事故。

(二)组织科技攻关团队,加强技术攻关管理

1.优化设计措施

(1)强化超前支护——止溜坍

根据围岩的实际情况,动态调整超前支护措施,采用大、中管棚配合大外插角小导管进行超前支护,解决掉块、溜坍等问题。

(2)加强初期支护——控变形

软弱围岩隧道通过掌子面封闭、径向注浆、加大钢架型号、增加初期支护厚度、钢筋网片、提高混凝土强度等措施来提高初期支护的强度和刚度。动态调整拱架间距,在确保拱架总量不少于设计量的前提下,每循环支护,拱架抵拢掌子面,减少拱架前方临空面。钢拱架间距不宜过小,否则钢架背后的喷射混凝土和围岩之间不易密实,影响初期支护质量,延长施工循环时间。

(3)着重锁定体系——保稳定

软弱围岩段锁脚采用φ60大锁脚,特别差的围岩段设置双排锁脚进行支护,提升初期支护稳定性。

(4)实行超前加固——防涌突

在地下水发育、涌突风险极高段落采用超前帷幕注浆、超前周边注浆等预加固措施,改良前方地质情况,可有效降低不良地质灾害发生的频次。

2.优化施工工法

优化施工工法,对传统的台阶法进行优化,采取控变形的快速封闭成环法-短台阶法,有效解决了由于软岩引起的大变形,缩短了工序衔接时间,保证了软岩大变形引起的不稳定。

(三)强化内控管理,统一思想形成质量要求

根据软岩施工的特点,在总结前期施工经验的基础上提出了“防溜止坍控涌突九项措施”(必须工法统一、步距合理、一孔到底、工装配套、坚持技术管理管控不放松、统一施工管理标准、发挥生产小组预控作用、尊重方案和技术、禁止野蛮施工)。全体参建员工牢固树立“不溜不坍就是进度”的思想意识,在防溜止坍上严防死守。

2020年9月29日,中老铁路相嫩三号隧道贯通庆典仪式举行 (图 中国水电三局)

(四)强化内控管理,责任包保纵横结合

项目部、分部成立包保小组,负责现场日常检查。按照项目部制定的《磨万铁路隧道工程安全质量管理细则》进行管理,并根据项目部“红黄绿”牌制度强化考核,确保工序质量合格。

(五)强化内控管理,工序写实优化方案

软弱围岩隧道的施工要特别加强工艺和工序的质量控制。施工过程中落实工序写实,及时分析总结,不断优化工法和工序组织,更好适应软弱围岩地层。现场落实工序管控,确保工程措施实施到位。

(六)严格评比考核

加强施工考核,制定严格的奖罚措施。工班采用阶梯式工序循环考核,分部采用月进度考核,采取“谁误事,谁负责”的处罚机制。工班按天进行考核,当天兑现,分部按月考核,当月兑现。

六、结语

本文通过对中老铁路磨万段Ⅳ标项目无人区铁路工程施工组织管理全过程中各阶段的施工组织管理进行总结,重点总结了无人区工程首要任务是修建便道、网络、通信、电力及大型临时设施,为正常施工创造条件;面对老挝雨季施工,重点进行雨季道路施工维护、雨季施工期间物资准备及施工;面对工程地处琅勃拉邦地质缝合带软弱围岩,通过对变形数据观测、支护方式及开挖工法优化,总结出短台阶施工工艺工法和无人区铁路工程施工管理经验,为今后类似工程施工组织以及提高无人区铁路施工管理提供参考经验。

来源:《一带一路报道》2021年第1期

编辑:向雯

审核:李卉嫔

主编:邓灼

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