兵团建工水电集团八建公司奎屯河项目施工纪实

春耕不辍,秋实可期。天山北坡、奎屯河旁,兵团建工人的实干特质愈加闪耀出彩。
奎屯河引水工程是国家172项重大水利工程之一,也是兵团目前最大的在建水利工程。包括将军庙水利枢纽工程、山区引水系统工程、出山口的引水系统工程、团结干渠改建段工程4部分,总投资40亿元,将军庙水库总库容8078万立方米,新建引水、输水线路总长20.58公里,坝后电站及新龙口水电站总装机容量18.5万千瓦。2020年6月,项目主体工程开工建设,施工总工期56个月。今年,工程进入建设高峰期。
兵团建工水电集团八建公司承建的奎屯河引水隧洞工程地处天山北坡中部断层破碎带,G217独库公路6公里处,隧洞全长8.19公里,连接将军庙水库和出山口压力管道,经过崇山峻岭、破碎岩石地带和湿陷性砂砾土,特别是穿越地质条件复杂的天山北部山区和沙大王河床底部,山高谷深,地势险要,环境敏感,自2020年10月28日开工以来,工程建设异常艰巨。
01难,地质条件复杂
“8公里的引水隧洞工程,到目前已完成6公里,这6公里用了2年半时间,可以说前进30厘米后退50厘米就是这条隧道施工过程的真实写照,毫不夸张。”兵团建工水电集团奎屯河引水隧洞工程项目经理邱斌说。
伴随着一声声爆破声与机械的轰鸣声,项目隧洞施工按期进行,随着掘进的深入,隧道内多次出现塌方、突泥、涌水……开工以来,仅处理两次较大突发事件,就花费了近一年时间。
引水隧洞建设到底有多难?
 “可以用步步惊险来形容。”邱斌这样说。
为确保按期完成施工进度,在最初项目施工方案中,将引水隧洞工程分为2、3、4三个标段,并在每个标段设置施工支洞,支洞分别连接隧洞前中后部3个点位。
“我们从3个点位同时开始掘进施工。在施工中,随着外力逐渐增大,内力失衡、结构失稳,最终导致垮塌。”项目总工程师原俊峰说,地质条件是隧道掘进的“关隘”。
施工地点距离河道近,地下水较为丰富,项目部要啃的第一个“硬骨头”便是突破突泥、涌水段。“最严重的那一次,突泥段长达100米,深度近1米,面对呼啸而来的涌水,感觉前面就像有条被捅破的暗河,胆战心惊!”邱斌说,项目部及时采取治水措施,经过近半年时间艰苦努力,终于成功封堵住涌水、清理了泥浆。
如何破难?项目部及时组建QC小组,研究解决施工中遇到的各类技术问题。在此过程中,技术团队认真学习隧道等施工规范及技术要求,利用PDCA循环,分析隧洞开挖施工存在的问题,通过探讨和实践找出问题症结,最终提出解决方案。面对隧道施工存在坍塌、涌水突泥等风险,项目部严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则,及时采取针对性措施,有效减少了垮塌、涌突现象的发生;针对施工战线长,安全风险点多,安全管控难度大,项目部及时做好风险识别管控工作,配备满足要求的专职安全管理人员,定人定责定区域,确保安全管理无“盲区”。
水是软岩隧道变形、破坏之源。“这种岩石特性就是遇水软化成稀泥样,遇风风化严重,开挖后超过8小时若不及时支护则极易造成塌方。”原俊峰介绍,项目部针对这个问题,采取短进尺、强支护方式,在开挖完成后快速喷射混凝土覆盖岩石表面,以加快开挖、支护工序的循环率。
02险,常遇塌方洪水
隧洞工程建设所经地质环境复杂恶劣,每前进一步都需要开山劈石。这里地质围岩条件复杂,绝大多数为Ⅳ类、Ⅴ类围岩,围岩裂隙水多,地表土质松散,工程量和施工难度成倍增加。
沿奎屯河新龙口溯源而上,进入天山有50多公里的河道。遇到汛期山区下雨,河水会迅速上涨,短时间内形成洪水,像一头暴躁的野牛肆虐而下,但凡经过处,河道内的水流夹杂着山石,被翻滚的河水一冲而下。
2022年7月,三标段所处的河道突遇洪水。“山间土质松软,一场雨后河水很快上涨,水流变急,眼看着汇聚成汹涌的洪水从上游裹挟着杂物倾泻而下,到处一遍狼藉,惨不忍睹。”邱斌说,那一次的强降雨和洪水灾害,造成隧道洞口被淹没,项目部多台设备损毁。
灾情就是命令。项目部严格按照应急预案有条不紊地采取应急措施,开展排险救灾和生产自救。所幸没有人员伤亡。
2022年8月,隧道距沙大王河河床埋深仅30米,从底部穿过刚到达河对岸时,掌子面顶部出现了以古河床沉积物为主的戈壁层,没有了岩石的支撑,又因渗水量裂隙水量大,即使以一厘米一厘米的进度慢速前进,但仍然出现了深度20多米的塌方。
“河水顺着缝隙一直往下流,若再塌落十几米就冒顶了。”邱斌说,当时情况十分危急,项目部立即启动应急预案,迅速向各方报告情况的同时,邀请行业专家、技术人员制定专项施工方案,最终采用搭设管棚的方式,在洞顶一点点打进注浆管、重新填埋后用喷浆料封堵塌面。
步履维艰,实为不易。仅仅处理这个问题,项目部就用时4个月。
在这个过程中,考虑到施工工人的生命安全,我们还专门定制修建了一条钢制逃生通道。”邱斌介绍,在建设中处处体现以人为本,除了建设工地的通风供氧设备外,还采用先进的监控设备,确保随时随地一目了然地看到工作场面,能第一时间发现问题,及时解决问题。
“现在听起来像一个故事,但身处当时的环境,在场的每一个人都十分紧张担心,大家明白一旦出现冒顶,后果不堪设想。”邱斌说,隧洞的掘进关键是稳,要稳字当头、稳中求进,哪怕每天进尺10厘米,只要不出现塌方等情况,就是前进。
03危,有害气体处置
奎屯河引水隧洞不是最长的,埋深也不是最大的,但地质情况却很复杂,各种地质围岩多变和断层、破碎带、软岩变形等极端地质难题,让人琢磨不透。一个“险”字,伴随了整个隧洞建设过程。
更让人提心吊胆的是,在四标段隧洞掘进过程中出现了有害气体,安全环保存在风险隐患,容不得有任何闪失。
引水隧洞工程四标段全长2.08公里、支洞长380米。“在四标段隧洞掘进过程中从岩石中溢出了天然硫化氢气体,最高时的浓度已达到100ppm,是规范最高允许浓度的10倍。”原俊峰回忆道。
重重困难考验着兵团建工水电集团建设者的胆识和智慧。
为解决有害气体难题,项目部对进洞方案进行优化设计,且邀请专家实地踏勘,重新研究施工方案,一大批技术人员连续挑灯夜战寻求应对之策、破题之举。
项目部根据有害气体化学特性,利用酸碱中和原理,一方面在炮孔中加入盛有碱性溶液的水袋,利用爆破产生的水雾对空气中的气体进行中和,一方面在地面铺洒生石灰中和,同时采取措施对洞内岩石裂隙进行封堵,减少气体溢出。
“那时候,为了安全,进度很慢,一天掘进不到一个循环。”原俊峰说,他们积极开展超前地质预报,安装人员定位系统及有害气体监测系统,保证人员的施工安全。目前,有害气体得到有效处置,四标段隧洞掘进进度已按期完成。
项目部在攻克技术难题、抓好安全工作的同时,把绿色发展融入到工程建设全过程,严格落实生态环境保护制度,精心守护绿水青山。在施工过程中采取了降尘降噪、污水处理、边施工边绿化等措施,最大限度降低对生态环境的影响。
为解决实际施工问题,项目部依托该项目施工研发了《一种可控制软弱岩层隧洞超挖的周边装药结构》《一种防止软岩隧洞工作面落石的保护装置》等2项实用新型专利;依托项目进行的课题研究《提高水工隧洞光面爆破残孔率》获得中国水利工程协会Ⅱ类成果、中国水利企业协会Ⅱ类成果、新疆维吾尔自治区建筑业协会Ⅱ类成果、新疆维吾尔自治区质量协会三等奖,项目质量管理小组获“新疆维吾尔自治区表现突出质量管理小组”荣誉称号;在施工中采用的《水工隧洞软弱围岩采用数码电子雷管和聚能管装置相结合的光面爆破施工工法》通过水利部科技推广中心组织的关键技术成果评价,评价结论认为“该项目成果具有创新性,整体上达到了国内领先水平”,并被中国水利工程协会批准为中国水利行业级工法。
一个个技术难题的迎刃而解,在科技创新之路上彰显出兵团建工水电集团的智慧与担当。
04建,夜以继日掘进
“隧道建设是按照‘开挖—出渣—立拱—挂网—喷浆支护—衬砌’的流程进行作业,每天24小时轮班作业。”邱斌介绍,项目部坚持“固围岩、强支护、短进尺、早封闭、紧二衬”,开挖后采取及时喷射混凝土临时封闭周边及掌子面围岩,确保隧洞施工安全推进。
2023年的春节期间,兵团建工水电集团奎屯河引水隧洞项目部全体施工人员选择坚守一线。“我们在保证安全生产的同时,还要完成每天进尺任务,这样才能确保施工进度不受影响。”邱斌说,算上今年春节,他已经在工地上度过了3个春节……像邱斌一样,选择放弃“小团圆”,守护“大团圆”的人还有很多。
“今年项目建设要完成剩余2公里的掘进进度,目前正处于主隧洞贯通的冲刺阶段。”3月9日,奎屯河引水隧洞工程施工隧道内,6、7名工人正站在4米高的爬架上进行掌子面支护。隧洞旁,20余名建设者正热火朝天地全面开展钢筋制作,保证隧洞施工用料供应。
由于土质松散,工人每天只能进行一个爆破循环作业,平均一天进尺30厘米左右。面对艰难的隧洞施工,兵团建工水电人血脉深处的兵团精神和工匠精神,永远都是他们战无不胜、攻无不克的法宝。
截至目前,全线完成隧洞开挖6.19公里,没有发生一起安全、环保事故,没有伤亡一个人。
随着天气转暖,隧洞工程建设现场机声隆隆、人员忙碌,运输车辆来回穿梭……“工作战线”上,目之所及,200名建设者正夜以继日地艰苦奋战,确保工程安全高效推进。
置身催人奋进的新一年坐标系中,每一个坚守一线的身影以“点”串联,多“线”延展,用心用情用力标注“兵团建工记忆”,体现“兵团建工水电担当”。哪怕进3退5,哪怕一寸一停歇,都始终以一滴滴滚烫的汗水和一次次无畏的坚守,高标准高质量打通隧洞,助力兵团建工水电集团红火开新局。
 
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