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李鴻:前進!超大盾構

2021-12-13 17:43李雙星
中國工人 2021年12期
關鍵詞:刀盤盾構直徑

李雙星

11月3日,國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂召開。此時,獲獎者李鴻抵達上海后的入境隔離還在進行中。

10月下旬,他從新加坡項目工地抽身趕回國。原本計算好的隔離時間,卻因為臨時調整的21天入境隔離政策被延長了。錯過領獎的李鴻,只能托人將寫有“國家科技進步獎”的紅彤彤證書寄到上海。他難免覺得有些遺憾。

李鴻今年58歲,看起來卻比實際年齡年輕很多。穿POLO衫,戴細框眼鏡,一條有些發舊的西裝褲,一雙腳后跟被踩下去的黑皮鞋。不去隧道施工現場的時候,他的衣裳看上去斯文整潔。而如果在施工現場,他的衣服不知道就會從哪里蹭上泥灰。

同事和朋友們管他叫李鴻總,以前他是上海隧道股份有限公司越江項管部的總經理,2020年3月他調到了上海城建國際工程有限公司。無論如何,叫他李鴻總,總是沒錯的。因為不管是在基地,還是施工現場,他都像一個能掌控全局的舵手。

在上海隧道工程股份集團有限公司,李鴻是什么樣一個人?一次,集團領導在會上問:“公司未來還能不能有下一個李鴻?”會場鴉雀無聲。言外之意是,很難再有了。

38年前,李鴻和好友裘華一同從上海隧道技校畢業,那時候挖隧道還是一份相當辛苦的工作。挖土方、和水泥、擰螺栓,工人們長時間在地下工作,有些地層還含有毒氣體,身體損耗很大。那時候,他們都沒想到,未來,城市交通隧道能發展得如此之快,乃至大大改變了所有人的出行方式。

年紀稍長的上海本地人會記得,1990年徐家匯的漕溪路、淮海中路、人民廣場,都成了修地鐵的大工地。那是上海地鐵1號線全面開工的年份。此后,上海的地鐵線路幾乎覆蓋到了各個角落。

現在,上海全市有19條地鐵線路,是世界范圍內線路總長度最長的城市軌道交通系統。日均有774.51萬人使用地鐵出行,與此同時,地鐵線路還在每年增加。

雖然,大城市每年都在新建地鐵隧道,但是在城市里生活的人很少能看到路面被“開腸破肚”。這是因為,叫作“盾構法”的施工方式被廣泛運用到水利交通隧道領域,這就是李鴻的專業領域。

所謂盾構法,是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法。通俗來說,盾構機像蚯蚓似的鉆進地層,一邊在地層中推進,一邊在掘進出的管道周圍用混凝土管片貼在地層上,形成圓形切面隧道結構。

這種施工方法與明挖法相比的最大好處是,不影響地面交通,對地面環境破壞較小。上世紀80年代,盾構法是較為先進的隧道施工手段,然而國內對這項技術掌握得并不成熟。

1983年,李鴻、裘華和十幾個同學一起進入上海地鐵1號線試驗段實習。實習期結束后,只有4名同學被老師留在了盾構施工組,李鴻和裘華都在其中。

在裘華的記憶里,從學徒期開始,李鴻干起活來就比其他人要敬業?!笆裁礀|西他都要自己弄,設備壞了,一般找別人修就可以,他一定要自己干。哪怕是像水泥管子堵了這樣的小毛病?!?/p>

每個施工周期中,李鴻都參與了盾構掘進機的安裝、調試、施工全過程,基本上掌握了盾構機的機械性能和運行規律。上世紀80年代末90年代初,李鴻已經成為較早一批能操縱盾構掘進機的隧道技術工人。

不同于地上建筑,人們對混凝土、鋼筋的材料力學性能已經掌握得相對清楚,蓋房子就像搭積木一樣按部就班地施工就可以。而地下隧道,因為地層環境的變化,即便施工前調查清楚了地質環境,盾構機開動后仍然會遇到各種各樣的問題。

因此,隧道施工現場,有了嫻熟的技術儲備仍然是不夠的,還要有強大的解決問題能力?!斑@就像做題一樣,能做出答案才是最重要的?!?/p>

流砂型地質、隧道穿越地鐵線路、復雜地質結構掘進、地面沉降等,都是李鴻曾經在施工中遇到的問題?!澳芙鉀Q問題就是最強的能力”,同事們眼中這是李鴻最厲害的地方。

實際上,每次解決問題都是一個艱難的過程。

1993年,李鴻剛當上施工隊副隊長時,被緊急派到失敗過一次的污水隧道項目上。原計劃,項目要修建兩條隧道,但其中一條隧道在修建過程中被河水沖垮報廢。還剩下一條,必須安全貫通。

問題的關鍵是,隧道建在長江口下面,地層多是砂性土,一旦管道出現漏點,砂土沖進隧道,隧道結構就會不穩定,極易導致崩塌。第一條隧道就是這樣報廢的。

為了保住隧道,上海隧道公司成立了工程技術指導組,公司經理、黨委書記、總經理助理、工程院院士四個人擔任指揮,外加一個去現場干活的李鴻。在之前一條隧道被沖垮的情況下,確保剩下的這條隧道不重蹈覆轍,是他們唯一的目標。

當時,李鴻壓力很大,不僅因為隧道施工難度高,更因為要實現指定的技術想法。這就要求他,必須吸收此前沒有接觸過的大量新知識。

在劉建航院士的指導下,李鴻對砂性土的處理、土體分析進土量、盾構掘進速度等做了深入鉆研。為了填充漏點,他們最終采取了注射聚胺脂的方法,以增強土體承載力。后續施工過程中,這條隧道仍然出現了漏砂,甚至出現了9次之多,但都被成功補救,最終隧道實現了安全貫通。

善于吸收新知識,是裘華看到的李鴻的另一個特點?!笆┕r候遇到問題,我們大多數人會按照以往的經驗處理,如果問題沒有解決,也不會想新的辦法。李鴻則是不斷吸收新知識、找到解決辦法的人?!?/p>

事實上,隨著城市擴張,地下隧道施工技術也在發生著日新月異的變化。掌握新技術、學習新知識變得越發重要。

20年前,直徑10米至11米的盾構機被認為是最大直徑,掘進出的隧道滿足單層雙車道需求就足夠。而近10多年來,隨著城市化進程的加快及交通需求量的增長,14米及以上直徑的超大型盾構機開始應用到施工中,以滿足雙層4、雙6車道或單層3車道需求。

直徑14米是什么概念?近5層樓那么高,就像把一艘大型郵輪“塞”進地下。直徑越大的盾構機,施工難度越大?!斑@就像蚯蚓打洞和老鼠打洞的區別,越大越容易塌?!崩铠櫞蛄藗€比方。

目前,我國直徑14米以上的隧道大部分在經濟發達地區。一臺超大型盾構機的造價動輒要幾億元人民幣,高昂的維護費用,提高了這種掘進技術的使用門檻。

截至目前,李鴻指揮過的最大直徑盾構隧道,是武漢三陽路長江隧道,也被稱作武漢長江公鐵隧道。盾構機直徑達15.76米,遠大于武漢地鐵過去使用過的任何型號盾構機。

武漢三陽路長江隧道位于長江水道之下,連接江岸區和武昌區,是世界首條公鐵合建盾構法隧道,分兩層,上層跑汽車,下層跑地鐵。

2017年5月,李鴻接到任務,要求他負責武漢三陽路長江隧道盾構機施工。那時,這條隧道已開工建設了3年,然而由于地質環境復雜,盾構機地下推進速度非常慢。

“正常來說,超大直徑盾構機一天能向前推動20米左右,而當時武漢三陽路長江隧道地質結構復雜,鋁和鐵含量高、黏性強,還難以洗刷,極易阻礙刀盤掘進,拖緩了施工進度?!碑敃r在施工現場的董明綱這樣回憶。

此前緩慢的進度引起了不小異議,對李鴻來說,這個項目必須在他手里救活。否則,未來在超大直徑盾構隧道項目的施工中,上海隧道公司都會失去地位。

到了武漢,沒有住進安排好的酒店,李鴻睡在了項目部臨時搭建的活動板房辦公室里。在武漢一整年,李鴻沒有進過市中心,所有精力都花在了隧道施工上。

摸清盾構機施工情況后,李鴻和團隊討論提出要對刀盤進行改造,并在刀盤中心區域增加沖刷數量,以降低泥餅形成速度。這個思路經過工程院院士等多名專家的論證后,開始實施。

然而,誰都不能斷定,改造后的刀盤沒有新問題出現。跟著李鴻到武漢的前三個月,董明綱提心吊膽?!叭绻侗P改造出現新問題,或者不能達到預期效果,項目也許就會被迫停掉?!倍骶V說。

幸運的是,刀盤改造完成后,泥餅問題得到了很好的解決。一方面,施工人員根據不同復雜地層的特性,優化了刀盤刀具配置,提高刀具耐磨性,并通過增加先行刀、刮刀兩個層次刀具的高差,科學提高切削效率。

另一方面,他們在泥水中添加了離散劑,從源頭上消除泥餅或有效減低泥餅的形成。同時,通過增大中心沖洗泵功率及增加中心區域沖刷刀筒的數量,改善刀盤中心無開口區域的泥水攜渣能力,有效減低了刀盤正面泥餅的形成。

李鴻提出的這兩項改造,在后來其他超大直徑盾構隧道施工中,被直接采用?!霸诠I領域,一個設備,如果把它改了百分之三四十的話,相關產業就要更新換代了?!倍骶V認為,正是在李鴻的帶領下,整個行業前進了一大步。

武漢三陽路長江隧道的這項技術革新,也成為李鴻獲得國家科技進步二等獎的主要成果。

2018年6月8日,武漢三陽路長江隧道全線貫通,李鴻終于能長舒一口氣。近幾年,李鴻去施工現場的時間要比以前少了很多。早些年,李鴻像“救火隊長”一樣,哪里的施工出現問題,他就火速趕到哪里,頂住壓力,解決現場危急情況?,F在,他更像一個站在項目背后掌控全局的舵手。

作為項目的總指揮,李鴻會讓一些人畏懼。尤其是施工出現差錯的時候,他會毫不留情地訓斥,讓人難堪。好兄弟裘華很了解他的脾氣,“其他都沒關系,他最關心的是,事情有沒有做對,事情做不好,他壓不住火?!?/p>

在新加坡,李鴻管理一個地鐵隧道項目,難度不大,唯一的問題是要用英語與他人交流。年輕時,李鴻的英語很少及格過?,F在,他一周上兩節英語課,學習簡單且常用的單詞。但是,年紀大了,記憶力減退,他的英語學習變得更加困難。

這次回到上海,李鴻對上海的交通狀況感到些許不適應。從家里開車到公司基地,二十幾公里,他用了一個半小時。在新加坡的時候,他會走路去公司,或者坐地鐵。

當然,上海仍會讓他想念,每當汽車慢慢下坡,開進昏暗的地下隧道。不管是哪條隧道,他大概率都能跟人講出這條隧道的故事。對干了一輩子隧道的人來說,這就足夠了。

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