重慶巨能中環(huán)公司精準(zhǔn)爆破技術(shù)走上國際舞臺
當(dāng)重慶巨能建設(shè)集團通訊員練兵競賽走進(jìn)中環(huán)公司觀音橋項目部時,該項目部職工談及應(yīng)用精準(zhǔn)爆破技術(shù)取得的效果,都為之激動和自豪,大家都很感謝新時代國家大力實施創(chuàng)新驅(qū)動、企業(yè)重視科技創(chuàng)新,敢于啃疑難工程硬骨頭的精神,為巨能中環(huán)公司從過去單一的煤礦建設(shè),走向了城市工程建設(shè)、橋隧建設(shè)、水利水電工程、海外工程建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。
黨的十九大報告提出,創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐。中環(huán)公司作為礦建企業(yè),從建設(shè)煤礦起家發(fā)展至今65年,一直堅持創(chuàng)新發(fā)展,??幸呻y雜癥工程建設(shè)硬骨頭,創(chuàng)造了多項國際、國內(nèi)頂尖技術(shù),成為企業(yè)閃亮名片。巨能集團申報的重慶市地下工程精準(zhǔn)爆破工程技術(shù)研究中心獲得重慶市工程技術(shù)研究中心認(rèn)定。該科技成果應(yīng)用到北京冬奧會重點工程,進(jìn)軍老撾旗艦鐵路項目取得成功,助力企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展……
煤礦建設(shè)鑄就多項品牌
成立于2008年的巨能中環(huán)公司,前身先后名為煤炭部第54工程處、四川煤礦建設(shè)第五工程處、重慶煤礦建設(shè)第五工程處等。在礦建歷史上,經(jīng)歷過很多輝煌。
巨能中環(huán)公司2007年在施工銀河榆林煤礦時,遇見特大地下水患,施工被迫停止,當(dāng)時設(shè)計院專家及業(yè)主、施工單位的專家們都認(rèn)識到工程的難度,共同討論決定采用明槽大開挖的方法,因受到流沙的影響,大開挖方式喧告破產(chǎn)。緊接著太原設(shè)計院專家們又提出多管降水方案來冶理流沙,投入了七臺多管泵進(jìn)行治理水患,也告失敗,經(jīng)過上述兩種方案的嘗試失敗后,設(shè)計院、業(yè)主及施工單位的技術(shù)人員們都認(rèn)為像銀河榆林煤礦這樣的流沙層斜井通過相當(dāng)困難,又提出了改為立井開拓、搬移井口、凍結(jié)法等方案,但都因投資大太、或是造成現(xiàn)有的工業(yè)廣場建筑報廢等原因一一被否定。
項目經(jīng)理部在總結(jié)了國內(nèi)外有關(guān)過流沙層經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合銀河榆林煤礦特有的水文地質(zhì)和大開挖、多管降水等中積累的經(jīng)驗教訓(xùn);本著從實際出發(fā)、勇于探索,大膽的創(chuàng)新,采用的地面深井降水、井下工作面超前降水、工作面超前密集管棚、分部開挖及時掛網(wǎng)噴護、鋼拱架支護、分部復(fù)合襯砌、壁后注漿加固堵水等施工方法,最終徹底解決了這一國內(nèi)建井難題。
此次流砂層的成功穿越,為國內(nèi)建井穿越流砂層開辟了新的途道,亦屬于一項創(chuàng)舉。以花費最少的(此一系列措施花費僅不到200萬人民幣)資金,解決了一項在國內(nèi)需要花費近幾千萬(冷凍施工)完成的工程。更為銀河榆林煤礦挽回直接經(jīng)濟損失2000余萬元,挽回間接經(jīng)濟損失數(shù)近億元。一躍成為四川省煤管局旗下實力第一的工程處,成為四川省1500家建筑施工企業(yè)100強,成為煤炭部直管147個工程處實力位列前茅的企業(yè)。
軌道交通建設(shè)創(chuàng)下多項之最
重慶市首條建成通車的地鐵線路,是目前全國運行速度最快、爬坡能力最強的地鐵之一;國內(nèi)第一條建成通車的山地城市地鐵線路;國內(nèi)第一條成功改造地下人防工程并實現(xiàn)平戰(zhàn)結(jié)合的地鐵線路;國內(nèi)列車運行控制、通信傳輸及綜合監(jiān)控等信息管理系統(tǒng)最為先進(jìn)的地鐵線路。這就是重慶軌道交通1號線。
2011年,中環(huán)公司首次承建地鐵工程,他們以地鐵新軍身份,卻初生牛犢不怕虎,憑借幾十年來煤礦施工積累的經(jīng)驗和自信,啃下了這塊硬骨頭。
工程項目是地鐵與輕軌的換乘樞紐,整個項目全長4200多米。所承接的十二標(biāo)段是整個軌道交通1號線難度最大的一個標(biāo)段:
面對這樣的施工條件,從未進(jìn)行軌道交通施工的項目技術(shù)人員頭暈了,感到了前所未有的壓力,但是以項目經(jīng)理為首的項目建設(shè)團隊,骨子里流淌著不畏艱難的血液,并最終克服困難。
即使面對從未碰到過的挑戰(zhàn),硬著頭皮也得上,就是要去啃啃這塊硬骨頭。中環(huán)人勵志只許成功,不能失敗。
項目部工程技術(shù)人員通過反復(fù)現(xiàn)場勘察,認(rèn)真論證,深入分析,制訂了科學(xué)周密的施工方案,贏得了業(yè)主和監(jiān)理單位的認(rèn)同,展示了中環(huán)公司精湛的施工技術(shù),贏得了同行的尊敬。
五部開挖法節(jié)約工期155天并獲國家專利,在重慶城市軌道馬家?guī)r隧道工程大斷面開挖中的創(chuàng)新成功,突破了國內(nèi)常規(guī)的‘大斷面開挖九部工法’,創(chuàng)效300多萬元。
城市淺埋大斷面隧道五部開挖工法于2013年成功申請到國家專利,這是對中環(huán)公司施工能力的一個極大的肯定。
同時,本次施工創(chuàng)造五個最,385平方米,全國地鐵最大斷面隧洞。71.625米,連接全國最深的地鐵車站。49.2厘米,上下隧道立體交叉最薄。3.8米,距離建筑地表最淺開口。150米,全線最小轉(zhuǎn)彎半徑。
精準(zhǔn)爆破技術(shù)走向國際大舞臺
“隧道全線全部地面建筑振速控制在1.0㎝/s以下,羅漢寺區(qū)間振速不超過0.5㎝/s?!边@是當(dāng)時為渝中項目部制定的安全指標(biāo)。但是振速控制如此嚴(yán)苛,在國內(nèi)極其罕見,采用以前的常規(guī)爆破器材和技術(shù)根本無法完成,該怎么來突破這一“瓶頸”呢?0.5㎝/s以內(nèi)的振速,究竟是怎樣才能做到呢?
為此,中環(huán)公司與順安爆破器材公司和北京科技大學(xué)形成三方合作關(guān)系,成立專業(yè)技術(shù)團隊,順安爆破器材公司負(fù)責(zé)高精度雷管研發(fā),北京科技大學(xué)負(fù)責(zé)方案編制,中環(huán)公司負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工。
功夫不負(fù)有心人。方案編制、現(xiàn)場實施、專家論證,經(jīng)過大半年時間,2014年1月15日,該項目第一次爆破,10幾臺爆破振動監(jiān)測儀器進(jìn)行了監(jiān)測,最后監(jiān)測結(jié)果取平均值,測出振速是0.51cm/s。為了增加精準(zhǔn)爆破一次成功率,他們在此基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn),2014年9月,使用高頻攝像頭,對隧道爆破過程進(jìn)行記錄分析,研究砂石巖石系數(shù)(k值和α值),藥量、起爆時差、振速之間關(guān)系;成對掏槽協(xié)同作用與微差降振間臨界參數(shù)計算等,提高爆破的精準(zhǔn)度。
在精準(zhǔn)爆破這一技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破,形成一套利用常規(guī)爆破器材實現(xiàn)低振速控制下城市復(fù)雜隧道精確爆破的綜合技術(shù),提高了循環(huán)進(jìn)尺,從設(shè)計的0.8米只1.0米提高到1.5米至1.8米。
現(xiàn)在,觀音橋項目正是使用這項技術(shù),2016年9月至2018年8月從起爆到結(jié)束爆破,經(jīng)歷的爆破,無一次振速超過規(guī)定值1cm/s。該工程地處觀音橋都市核心區(qū),地表建筑物密集、居住人口眾多,房屋基礎(chǔ)最近距隧道輪廓線不足10米;地下管線繁多,為項目實施控制爆破帶來不小的挑戰(zhàn)。控制爆破施工區(qū)域由兩次變更組成,分別是K1+110~K1+330段和K1+330~K530段,隧道結(jié)構(gòu)形式有小凈距和連拱兩種形式。
本隧道施工為臺階法施工,分為25個段位,總共打有掏槽眼、輔助眼、周邊眼144個炮眼。根據(jù)計算一次起爆的最大藥量,受段位限制不能滿足本隧道上臺階一次起爆,故上臺階分兩次起爆,下臺階一次起爆,共分3次起爆(即1部、2部、3部),從而控制爆破振速。施工中呈現(xiàn)出多個亮點,加快了施工進(jìn)度,相比原機械開挖施工節(jié)約工期近8個月。降低了工程投資,采用控制爆破單價每立方下調(diào)60余元,節(jié)約總投資500余萬元。
據(jù)悉,精準(zhǔn)爆破創(chuàng)新技術(shù)在巖石力學(xué)與工程學(xué)報、煤炭學(xué)報、爆炸與沖擊等高水平學(xué)報級期刊發(fā)表研究成果論文7篇,全部被EI收錄。