隧道工程建筑設(shè)計(jì)

1、隧道工程建筑設(shè)計(jì)南京長(zhǎng)江隧道，位于南京長(zhǎng)江大橋與三橋之間，全長(zhǎng)5853 米，采用左汊盾構(gòu)隧道+右汊橋梁方案，為雙向6車道，設(shè) 計(jì)時(shí)速80公里，連接江北地區(qū)與江南繁華地段。在中國(guó)第一大河萬(wàn)里長(zhǎng)江上，已建成和正在修建的大橋有 60多座，其中僅長(zhǎng)江入?？诘纳虾：椭杏蔚奈錆h建成過(guò)江隧 道。南京長(zhǎng)江隧道盾構(gòu)直徑14.93米，遠(yuǎn)大于武漢長(zhǎng)江隧道 的11.6米，也超過(guò)了目前世界上已建成的最大隧道荷蘭格 林哈特隧道。南京長(zhǎng)江隧道是極具挑戰(zhàn)性的世界級(jí)穿江工程，面臨許多 世界級(jí)技術(shù)難題的挑戰(zhàn)。中國(guó)工程院院士錢七虎說(shuō)。據(jù)了解，長(zhǎng)江隧道盾構(gòu)直徑超大，開挖直徑為14.96米， 水土壓力高，每平方厘米達(dá)6.5公斤，居世界

2、同等直徑或更 大直徑盾構(gòu)工程之最。而且長(zhǎng)江隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，地層透 水性極強(qiáng)，施工風(fēng)險(xiǎn)巨大，加上江底隧道埋深超淺，由于隧 道線路縱斷面受地形條件制約，江底有150米長(zhǎng)的地段隧道 上方覆土厚度不足1倍洞徑（約1149米，僅為洞徑的0.77 倍），且地質(zhì)為粉細(xì)沙層，施工坍塌冒頂風(fēng)險(xiǎn)極大。此外，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)段超淺埋，隧道洞口段上方覆土厚度僅 5.5米，在同類隧道中埋深最淺，對(duì)盾構(gòu)開挖時(shí)開挖面穩(wěn)定 和地層沉降控制的技術(shù)要求極高。再有在長(zhǎng)江水下3020米 的盾構(gòu)段隧道掘進(jìn)需一氣呵成，也開創(chuàng)了世界水下工程的新 紀(jì)元。那么面對(duì)如此多的難題，中鐵十四局集團(tuán)建設(shè)者是如何破 題的呢？隊(duì)伍建設(shè) 培養(yǎng)一流施工團(tuán)隊(duì)工程伊

3、始，中鐵十四局集團(tuán)南京長(zhǎng)江隧道工程建設(shè)指揮部 就確立了堅(jiān)持以我為主，依靠科學(xué)，占領(lǐng)地下工程的科技制 高點(diǎn)；創(chuàng)新管理，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的指導(dǎo)思想。把隧道 工程建設(shè)作為錘練隊(duì)伍，掌握超大盾構(gòu)隧道工程建設(shè)核心技 術(shù)、培育頂尖級(jí)隧道工程建設(shè)領(lǐng)軍人物和人才隊(duì)伍的機(jī)遇和 戰(zhàn)場(chǎng)。為了建設(shè)好南京長(zhǎng)江隧道，指揮部從基礎(chǔ)培訓(xùn)入手提高隊(duì) 伍素質(zhì)，投入2000多萬(wàn)元資金，采取崗培和外培等多種方 式，對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)的管理人員、技術(shù)人員和設(shè)備操作人員，無(wú) 論是內(nèi)部職工還是外聘人員，堅(jiān)持先培訓(xùn)，持證上崗。先后 對(duì)員工進(jìn)行了紀(jì)律培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)。紀(jì)律培訓(xùn)通 過(guò)早晚點(diǎn)名、列隊(duì)上工等形式，實(shí)行半軍事化管理，培養(yǎng)了 員工嚴(yán)謹(jǐn)

4、認(rèn)真的工作作風(fēng)。專業(yè)技術(shù)和關(guān)健崗位培訓(xùn)是培養(yǎng)人才的重中之重。指揮部 對(duì)機(jī)械設(shè)備操作、液壓、設(shè)備維修保養(yǎng)、電路、泥水循環(huán)系 統(tǒng)、管片生產(chǎn)和安裝等，重點(diǎn)進(jìn)行技能培訓(xùn)。結(jié)合與外商交 流，還安排了外語(yǔ)能力等業(yè)務(wù)培訓(xùn)。開工以來(lái)，組織崗位培 訓(xùn)2800多人次，還選送了 1030人次到上海、廣州、武漢等 盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)取經(jīng)。選派了 50名青年大學(xué)生持續(xù)3個(gè) 月到廣州南沙德國(guó)海瑞克公司參加盾構(gòu)工廠組裝，進(jìn)行跟班 學(xué)技，要求施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員向德國(guó)海瑞克公司專業(yè)技術(shù)人 員學(xué)習(xí)盾構(gòu)專業(yè)技術(shù)。參建人員專業(yè)技術(shù)的提高，提升了南京長(zhǎng)江隧道建設(shè)施工 能力，盾構(gòu)機(jī)機(jī)長(zhǎng)和操作手，能根據(jù)南京長(zhǎng)江隧道不同地質(zhì)， 正確選擇盾構(gòu)機(jī)的

5、掘進(jìn)參數(shù)，穩(wěn)健駕馭盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)?，F(xiàn)場(chǎng)的 外國(guó)專家感慨：中國(guó)人真聰明。管理優(yōu)化成倍提高工作效率根據(jù)盾構(gòu)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)集中的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的集團(tuán)公 司、子分公司兩級(jí)項(xiàng)目管理形式，不適應(yīng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的南京長(zhǎng) 江隧道建設(shè)要求。指揮部改變傳統(tǒng)的管理模式，對(duì)組織架構(gòu) 進(jìn)行了整合、優(yōu)化，實(shí)行一體化管理。即主要生產(chǎn)要素統(tǒng)一 調(diào)配；財(cái)務(wù)資金統(tǒng)一管理；項(xiàng)目成本統(tǒng)一核算；管理技術(shù)人 員統(tǒng)一使用；對(duì)外關(guān)系統(tǒng)一協(xié)調(diào)。過(guò)去，物資設(shè)備由各項(xiàng)目部自行采購(gòu)，造成重復(fù)購(gòu)置和閑 置浪費(fèi)，現(xiàn)在由指揮部統(tǒng)一采購(gòu)，量體裁衣，量入而出，既 滿足了施工所需，又降低了成本，堵塞了漏洞。財(cái)務(wù)的統(tǒng)一 管理，有效地控制了非生產(chǎn)性開支，保證了建設(shè)資金用在刀

6、刃上。對(duì)技術(shù)管理人員的統(tǒng)一調(diào)配，兩級(jí)形成一體，推動(dòng)了 技術(shù)和管理力量下沉，促進(jìn)了生產(chǎn)力的提高。以往，各項(xiàng)目分部需應(yīng)對(duì)大量對(duì)外協(xié)調(diào)等事務(wù)性工作，由 指揮部統(tǒng)一協(xié)調(diào)后，不僅能將指揮長(zhǎng)的指令直面作業(yè)層，還 將基層項(xiàng)目部從繁瑣的事務(wù)性工作中解脫出來(lái)，集中精力抓 施工、抓現(xiàn)場(chǎng)，一心撲在隧道建設(shè)上，確保安全質(zhì)量，加快了隧道施工任務(wù)完成。為有效調(diào)動(dòng)各方面積極性，促進(jìn)長(zhǎng)江隧道建設(shè)，指揮部創(chuàng) 新績(jī)效考核機(jī)制，將現(xiàn)場(chǎng)分別為安全、質(zhì)量、進(jìn)度、文明施 工、機(jī)械設(shè)備、物資、工程技術(shù)、計(jì)劃合同、財(cái)務(wù)和綜合治 理十大板塊，每月組織績(jī)效考核，考核的方法，在內(nèi)部考核 的同時(shí)，請(qǐng)業(yè)主、監(jiān)理和地方質(zhì)檢部門參與共同評(píng)分，并根 據(jù)不同

7、時(shí)期的工作重點(diǎn)，隨時(shí)調(diào)整權(quán)重和分值比例。在一體化管理的架構(gòu)下，根據(jù)隧道施工專業(yè)特點(diǎn)，指揮部 以工序?yàn)檩d體組建專業(yè)化工段或班組，選派老職工或近年畢 業(yè)的大學(xué)生擔(dān)任工段長(zhǎng)和班組長(zhǎng)。要求他們根據(jù)每天的工作 量，堅(jiān)持工前動(dòng)員、工中檢查、工后小結(jié)的三工制度，在關(guān) 健技術(shù)環(huán)節(jié)中，采取導(dǎo)師帶徒等方式，引導(dǎo)員工在實(shí)踐中學(xué) 技學(xué)藝。在長(zhǎng)江隧道工地，員工隊(duì)伍中沒(méi)有職工和民工的區(qū) 別，各項(xiàng)目部統(tǒng)一職工宿舍，統(tǒng)一生活標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一娛樂(lè)設(shè)施， 統(tǒng)一發(fā)放工資時(shí)間，在住地還安設(shè)電話亭。針對(duì)工程的布局和特點(diǎn)，指揮部堅(jiān)持技術(shù)集成和管理集成 的系統(tǒng)管理，將項(xiàng)目工程分為江北、江心洲兩大戰(zhàn)區(qū)，在江 北主戰(zhàn)場(chǎng)又劃分為盾構(gòu)掘進(jìn)、管片生產(chǎn)、附

8、屬工程建設(shè)三大 片區(qū)。圍繞盾構(gòu)掘進(jìn)這一主線，指揮部堅(jiān)持建立工作流程， 閉合管理鏈條，在工序流程上建立隧道掘進(jìn)、泥水循環(huán)、管 片拼裝、物流、監(jiān)測(cè)檢測(cè)、設(shè)備維修保養(yǎng)等六大系統(tǒng)。在每 個(gè)系統(tǒng)中，建立工作流程，明確工作標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)職責(zé)，責(zé)任 落實(shí)到位。使每道工序環(huán)環(huán)銜接，每個(gè)崗位人員都明白做什 么，每項(xiàng)業(yè)務(wù)工作由誰(shuí)來(lái)做，每項(xiàng)工作做到什么程度，創(chuàng)新 管理，使工效成倍提高。工程推進(jìn)攻克四大尖端難題根據(jù)南京長(zhǎng)江隧道施工的設(shè) 計(jì)需要，中鐵十四局集團(tuán)專門委托德國(guó)海瑞克公司，依據(jù)長(zhǎng) 江隧道的地質(zhì)水文條件，量身定做了兩臺(tái)直徑為14.93米的 盾構(gòu)設(shè)備，每臺(tái)機(jī)器長(zhǎng)134米，重達(dá)4000余噸，約5層樓 高，有3萬(wàn)多個(gè)零部

9、件組成，是名副其實(shí)的巨無(wú)霸。如此龐大的設(shè)備，運(yùn)輸、安裝、調(diào)試以及掘進(jìn)施工中的難 度都極具挑戰(zhàn)性。業(yè)內(nèi)人士根據(jù)南京長(zhǎng)江隧道所處地段的地 質(zhì)水文情況分析后認(rèn)為，盾構(gòu)機(jī)要成功穿江掘進(jìn)需攻克、防 范六大世界級(jí)的技術(shù)難題和風(fēng)險(xiǎn)。為破解技術(shù)難題，應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)以來(lái)，工程指 揮部依靠專家團(tuán)隊(duì)的智慧，堅(jiān)持重大技術(shù)方案專家論證，疑 難問(wèn)題專家咨詢，以核心技術(shù)為平臺(tái)，走科技創(chuàng)新產(chǎn)、學(xué)、 研相結(jié)合、在實(shí)踐中走自主創(chuàng)新之路，先后確立了 60余項(xiàng) 專業(yè)技術(shù)課題，現(xiàn)場(chǎng)組織科技攻關(guān)。超大直徑盾構(gòu)機(jī)能否安全破門入洞是決定始發(fā)成敗的最 關(guān)鍵因素，在尚無(wú)同類施工經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，圍繞重難 點(diǎn)和控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，如何將洞內(nèi)的矛

10、盾解決在洞外，把水中問(wèn) 題化解在岸上，施工中歷經(jīng)了艱難的探索、反復(fù)的論證。早 在盾構(gòu)機(jī)開始工地組裝調(diào)試時(shí)，建設(shè)者就著手反復(fù)優(yōu)化破門 方案，組織課題攻關(guān)。對(duì)洞門周圍的連續(xù)墻加強(qiáng)支撐，對(duì)洞 門前方18米土體采用全斷面旋噴加固，為防止前方因覆土 厚度不足產(chǎn)生盾構(gòu)機(jī)上浮，又延伸37米的半段面旋噴加固， 同時(shí)，為確保洞門破除及始發(fā)安全，在全斷面加固的基礎(chǔ)上， 還采取了2米厚的冷凍墻加強(qiáng)方案，實(shí)現(xiàn)了雙保險(xiǎn)。為使盾構(gòu)機(jī)按軸線順利滑移，科技人員通過(guò)改造軌道，安 裝4條滑軌，并控制焊縫精度，嚴(yán)防了刺渣損傷盾體，避免 了相互咬合，使盾構(gòu)機(jī)按精確軸線前移。洞門密封關(guān)系到泥 水建倉(cāng)和漿液封堵的成敗，施工中通過(guò)改革傳統(tǒng)

11、單一使用橡 膠簾布的方法，既使密封圈和洞門吻合，又使盾體通過(guò)時(shí)刀 具不劃破簾布，確保泥水倉(cāng)及時(shí)建立、防滲防漏、壓力平衡， 同時(shí)在施工中還自主創(chuàng)新在簾布后邊增設(shè)了 1.5毫米厚的彈 簧鋼板，并采用壓注高分子聚合材料封堵，使簾布和鋼板同 時(shí)發(fā)揮作用，達(dá)到密封效果。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，綜合冷凍、解凍、拔管和泥水倉(cāng)內(nèi)壓力，綜 合各種數(shù)據(jù)、參數(shù)，密切關(guān)注、檢測(cè)各類數(shù)據(jù)系數(shù)，決定推 力和速度。按照泥水循環(huán)分離、掘進(jìn)、管片安裝的嚴(yán)格程序， 環(huán)環(huán)相扣，使右線隧道、左線隧道分別于2008年1月15日、 5月8日成功安全始發(fā)并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，成熟掘進(jìn)。截至目前，指揮部已投入2000多萬(wàn)元科研經(jīng)費(fèi)組織科技 攻關(guān)，攻克了隧道施

12、工中的四大尖端技術(shù)難題，化解了 24 項(xiàng)施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。特別是安全破門、穿越超淺埋、及時(shí)排 除設(shè)備故障、在超高壓條件下?lián)Q刀具和左線近距離、零位移 超越右線等科研成果，在業(yè)內(nèi)刷新了水平和紀(jì)錄。中國(guó)工程 院院士、南京長(zhǎng)江隧道專家組組長(zhǎng)錢七虎稱，南京長(zhǎng)江隧道 始發(fā)以來(lái)，規(guī)避了所有能夠預(yù)測(cè)到的施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。盾構(gòu)機(jī)成功始發(fā)后，緊隨其后的是如何安全穿越超淺埋、 水塘段、長(zhǎng)江大堤和城南河。超淺埋段，上方覆土厚度僅為 5.5米，施工中通過(guò)對(duì)地表沉降、水位監(jiān)測(cè)、土壓測(cè)定、土 體位移監(jiān)測(cè)等設(shè)立多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，反復(fù)觀察、分析、判斷，制 定、優(yōu)化施工方案，還聯(lián)合北方交大科研人員進(jìn)行覆土劈裂 的靜、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，利用傳感器對(duì)地

13、面動(dòng)態(tài)、土體多次進(jìn)行檢 測(cè)，使得盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)泥漿配置、壓力設(shè)定和水土壓力吻合， 實(shí)現(xiàn)快速、安全通過(guò)。右線掘進(jìn)至1316米時(shí)，因地質(zhì)和盾構(gòu)機(jī)刀具問(wèn)題，掘進(jìn) 受阻。在停機(jī)修復(fù)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)依靠專家團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合德國(guó)海 瑞克技術(shù)人員，反復(fù)研制并實(shí)踐對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、掌子面穩(wěn)定 和成型管片變形等問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)泥水壓力參數(shù)、泥漿 指標(biāo)、盾尾密封等一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)積累了成熟經(jīng)驗(yàn)。使高氣 壓條件下刀盤刀具修復(fù)工作的這一世界級(jí)難題成功告破。我們要以如臨深淵、如履薄冰的心態(tài)，做到穩(wěn)字當(dāng)頭、安 全第一，保證萬(wàn)無(wú)一失、確保成功。中鐵十四局集團(tuán)南京長(zhǎng) 江隧道工程指揮部一負(fù)責(zé)人說(shuō)。質(zhì)量嚴(yán)控 建一流精品工程指揮部從進(jìn)場(chǎng)伊始，就把

14、建設(shè)質(zhì)量目標(biāo)鎖定在創(chuàng)國(guó)優(yōu)精品 工程上。管片生產(chǎn)是盾構(gòu)隧道質(zhì)量保證的前提，生產(chǎn)過(guò)程中，項(xiàng)目 部確定不是精品就是廢品的質(zhì)量理念，在生產(chǎn)過(guò)程和施工環(huán) 節(jié)中，嚴(yán)格選料和按比例精確配料，嚴(yán)格工序自驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)和 審驗(yàn)程序，嚴(yán)格工藝程序和工作流程，嚴(yán)格拆、清模時(shí)間和 養(yǎng)護(hù)；對(duì)管片的性能結(jié)構(gòu)，聯(lián)合西南交大科技人員進(jìn)行1： 1 的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬管片在地下的受力狀態(tài)，驗(yàn)證管片結(jié) 構(gòu)及設(shè)計(jì)的合理性，保證了管片質(zhì)量抗?jié)B、防裂，面層光潔， 塊塊是精品，環(huán)環(huán)為優(yōu)良，全過(guò)程創(chuàng)優(yōu)。這一課題已被列入 國(guó)家863科研項(xiàng)目。管片拼裝質(zhì)量是盾構(gòu)隧道質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)的保證，安裝時(shí)既不允 許出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、喇叭口，也要嚴(yán)格注漿、填實(shí)盾體和管片之間

15、的空隙，預(yù)防管片沉降和隧道滲水。在負(fù)環(huán)拼裝時(shí)，作業(yè)人 員用20多天時(shí)間，晝夜反復(fù)探索實(shí)踐，對(duì)基礎(chǔ)塊、相鄰塊 和壓頂塊管片，用精益求精、毫厘不差、差一點(diǎn)不行的要求， 多次拆卸，追求拼裝的完美。按照標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸，對(duì)預(yù)埋的 螺栓，嚴(yán)格3次緊固工序。從左右線3500多米成洞的盾構(gòu) 隧道工程質(zhì)量看，美觀整潔，滴水不漏。隧道成型后的管片 不漏、不滲、不裂、無(wú)錯(cuò)臺(tái)的這一質(zhì)量亮點(diǎn)，被國(guó)內(nèi)外行業(yè) 專家一致認(rèn)可并感到震撼。德國(guó)海瑞克公司雷曼副總裁看過(guò) 工程后說(shuō)：你們的工程質(zhì)量絕對(duì)是排在世界前列的，你們第 一次做就做得這么好，很了不起。實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)，指揮部在堅(jiān)持內(nèi)控制度的同時(shí)，還充分依 靠和發(fā)揮兩院設(shè)計(jì)、地方質(zhì)監(jiān)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的職能作用，施工 過(guò)程中主動(dòng)接受檢查、監(jiān)督、挑剔，個(gè)別工藝上出現(xiàn)的質(zhì)量 問(wèn)題整改不過(guò)夜，實(shí)現(xiàn)了開工以來(lái)整個(gè)工程質(zhì)量零缺陷、安 全零事故、文明施工零投訴的目標(biāo)。僅用5個(gè)月時(shí)間完成了按正常工期需要一年才能完成的江 北超大基坑盾構(gòu)始發(fā)井的全部土建工程；本需5個(gè)月而實(shí)際 用58天時(shí)間超常規(guī)、超負(fù)荷地完成了第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)組 裝，保證了兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的調(diào)試、安全下井和始發(fā)；用4個(gè)月 時(shí)間完成了職工公寓建設(shè)，并達(dá)到入住條件；對(duì)技術(shù)參數(shù)高、 質(zhì)量要求嚴(yán)、工藝必須達(dá)標(biāo)的管片和箱涵生產(chǎn)，工地堅(jiān)持生 產(chǎn)專業(yè)化