盡管朝夕相處4年，但再一次帶領(lǐng)記者來到沈陽地鐵二號線一期新樂遺址站時，31歲的趙寶坤依然興奮而激動。
“站廳層(乘客購票的地方)沒有一根柱子，等裝修好了后，乘客也能看出頂上的鋼管……”手扶鋼管，這位豎井負責(zé)人細致地介紹。那神情，就像是夸獎自己成績優(yōu)異的“孩子”。
從先前大屏幕上的效果圖，到置身于巨大的穹頂下，記者也有種“穿越”的感覺，這是地鐵站還是歌劇院？在站廳層抬頭仰望，數(shù)十根巨大鋼管沿著地鐵行駛方向組成開闊的拱形天幕，進而擎起廣闊的空間。頭頂上的鋼管連接成起伏的波浪，優(yōu)美而富有動感。
完成“穿越”的“魔術(shù)師”，就是中建市政建設(shè)有限公司。他們引進韓國地下大空間建設(shè)理念及NTR工法(新管幕法前身)，經(jīng)過消化、吸收、再創(chuàng)新，形成一套業(yè)內(nèi)專家認定處于國際領(lǐng)先水平的新管幕法建造地下空間技術(shù)。
為了“彎道超車”——逼出來的創(chuàng)新
某種意義上，這是被“逼”出來的“國際領(lǐng)先”。
“我們沈陽地鐵建設(shè)指揮部其實早在2006年就注意到NTR工法，當(dāng)時想把它應(yīng)用在1號線的中街站�！鄙蜿柕罔F建設(shè)支部副總工程師高云勝告訴科技日報記者。
由于不影響路面交通、不發(fā)生地面沉降、不必進行地下管線改移、無噪聲、污染小、安全性高等，NTR工法已經(jīng)在韓國、意大利等國家廣泛采用，其中913站還因成功應(yīng)用該工法而獲得韓國2009年度土木工程類國家最高獎項。
高云勝回憶說：“中街只有26米寬，且道路兩邊有許多百年以上的老建筑，而且地下管線復(fù)雜，我們覺得很適合用NTR，但施工單位沒有采納這一建議�！�
2007年，中建成功中標(biāo)沈陽地鐵二號線一期第二合同段工程，該標(biāo)段包括兩站兩區(qū)間，即陵西站、陵西—新樂遺址區(qū)間、新樂遺址站、新樂遺址—北陵公園區(qū)間，這也是二號線一期最大的合同段之一。
新樂遺址站位于沈陽繁華的黃河大街，這是一條8車道寬26米的道路，且附近有非常著名的友誼賓館、電信設(shè)備樓、人防通道等多處重要建筑物，若控制不好沉降量，極有可能引起儀器、設(shè)備失靈，整個沈陽市的通信系統(tǒng)都可能癱瘓，傳統(tǒng)的普通暗挖法顯然難以滿足這些需求。而且，“傳統(tǒng)暗挖法要確保無水施工，污水管線特別是黃河北大街路中心的一條污水管線就必須遷改導(dǎo)流，但整個黃河北大街各種重要管線密布，基本上沒有遷改的位置”。高云勝說。
這一次，沈陽地鐵建設(shè)指揮部向中建表達了希望其引進使用NTR工法的想法。這無疑給中建出了道難題。由于這種工法在國內(nèi)從來沒有實施過，也就沒有施工工序、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一切都要從頭開始。
傳統(tǒng)施工方法經(jīng)濟風(fēng)險小、技術(shù)相對簡單，但安全、可靠性差；而新工法具有擾民小、安全可靠、社會效益好的諸多優(yōu)點，但是技術(shù)復(fù)雜，國內(nèi)沒有可供參考的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并且由于是在國內(nèi)首次使用NTR工法，經(jīng)濟投入相對較大。兩個選擇擺在中建人面前。
壓力和責(zé)任讓中建只能給出一個答案：咬牙、點頭。
以中建一局基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部為主體成立的中建市政誕生于2008年，其目標(biāo)直指正如火如荼的城市軌道交通市場�！拔覀兊牡罔F業(yè)務(wù)起步較晚，必須要有自己拿得出手的品牌和具有核心競爭力的技術(shù)優(yōu)勢，才能實現(xiàn)'彎道超車’，盡管采用NTR工法有重重困難，但也是體現(xiàn)一個企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的大平臺�！敝薪ㄊ姓偨�(jīng)理張德勝說，在完全競爭的建筑市場，國企并不像外界想象的那樣占有任何優(yōu)勢。一切都要靠實力說話。
就這樣，中建市政選擇了挑戰(zhàn)自我。
無標(biāo)準(zhǔn)、無樣板——一次從零開始的探索
有別于傳統(tǒng)暗挖法先挖地下土方再搭主體結(jié)構(gòu)，NTR則是先用鋼管搭起支護結(jié)構(gòu)，再挖土方。這種施工方法簡單說來，就是在車站兩端向土層里按地鐵隧道的半圓形頂進一圈排列整齊的鋼管，而且是從墻的兩端分別頂進，鋼管要在車站中間實現(xiàn)無縫對接；然后沿鋼管橫向進行切割、綁扎鋼筋和澆注混凝土，將鋼管連接成穩(wěn)定的整體框架。
“我們一開始很緊張，因為這個地鐵站規(guī)模非常大，韓國在NTR工法中用到的鋼管最長為60米，而新樂遺址站中所需的鋼管長達159米，這對鋼管的頂進、對接、糾偏都提出更高要求�！敝薪ㄊ姓�(wù)副總經(jīng)理黃常波說。
“一開始我們想采用最保守的方法，就是把韓國技術(shù)搬過來�！敝薪ㄊ姓呒壒こ處熇铉娞寡�。
他帶20余人前往韓國參觀培訓(xùn)，經(jīng)過七八個回合的專家論證，最終NTR工法在新樂遺址站開始國內(nèi)首試。韓國之前只是地鐵站頂棚采用NTR工法，在借鑒韓國施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，中建市政挑戰(zhàn)自我，提出全站采用。同時，為確保工期，專家論證通過，將原先設(shè)計的先完成新樂遺址站主體后進行盾構(gòu)的施工方案，調(diào)整為車站、盾構(gòu)同時交叉施工。在地鐵車站主體結(jié)構(gòu)未施工的情況下實現(xiàn)盾構(gòu)過站，這在世界上也是首次。
至此，新管幕法初具雛形。
由于設(shè)計方此前的設(shè)計圖紙都是按照傳統(tǒng)暗挖法制作的，因此中建市政只能邊設(shè)計邊施工。而且，在保證整體空間穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，施工方案還必須保證加快工期和降低成本�！霸O(shè)計方受國家規(guī)范條文限制拿出的方案肯定是以滿足規(guī)范為準(zhǔn)，而業(yè)主則主要考慮成本，雖然我們請來了韓方專家團隊常駐現(xiàn)場進行二次設(shè)計，但由于對NTR工法理解不同，中韓雙方設(shè)計理念、設(shè)計思路、依據(jù)規(guī)范規(guī)定不同，所以基本上重要決定都需要我們自己拍板。”該項目總工程師羅澤華說。
因此，開工報告寫的是2008年3月，但實際到當(dāng)年8月底才動工，在這過程中，設(shè)計圖紙改了4次�！肮こ坛跗冢医�(jīng)常是剛從沈陽飛到首都機場，又出現(xiàn)問題被叫回去了。”李鐘回憶。
而對于兩位年輕的豎井負責(zé)人李平和趙寶坤來說，記憶最深刻的是第一根鋼管的頂進。1號管總長度為159米，分別由一、二號橫通道從兩頭相向?qū)敚渲幸惶枡M通道頂進84米，二號橫通道頂進75米。
2009年12月21日，當(dāng)兩根鋼管在經(jīng)過15天的“跋涉”實現(xiàn)“親密接觸”時，兩個大小伙也忍不住相擁在一起。接觸偏差控制在2厘米以內(nèi)，且?guī)缀鯖]有發(fā)生沉降——只有自己知道，為了這個成績，他們多少次半夜被電話叫醒、試驗了多少種方案。
風(fēng)道頂管初期，平均每天頂進長度不到2米�！拔矣浀糜幸淮危赡苁亲枇μ�，鋼管被頂扁了，心里非常郁悶。沒辦法，只能把扁的部分切掉，想解決方案。在試了十幾種方法后，最后利用在鋼管后面加支撐增大受力面解決了這個問題。”郭寶坤說。
在“郁悶”中，他們摸索出了邊注漿邊頂管、在鋼管前面加導(dǎo)向管、24小時監(jiān)測管道變形等方法，為此后的管道頂進積累經(jīng)驗。在主體頂管后期，頂管最高紀錄一天達到15米，平均每天超過8米。
在鋼管切割支護工藝上，剛開始時一組焊工(3人)每天不能完成一個洞口，到后期一組焊工每天能完成將近3個洞口。模板支設(shè)、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等其他工藝亦如此�！绊n方專家后來都邀請我們?nèi)ロn國施工。”李平自豪地說。
社會效益＋品牌效益——創(chuàng)新贏得雙豐收
2010年3月28日，伴隨著最后一段站臺板混凝土澆筑完成，新樂遺址站主體結(jié)構(gòu)提前一個半月順利完成。21根直徑2.2米左右的鋼管“拱”起長179米、寬28米、高15米的巨大地下空間。
這21根鋼管每根都是由約6米長的鋼管焊接相連而成，為確保鋼管地下對接的精準(zhǔn)度，中建市政采用了先進的激光指向儀為其定位，誤差嚴格控制在2厘米以內(nèi)，而國外設(shè)計要求誤差范圍是5厘米內(nèi)。
今年1月19日，《新管幕法建造地下空間綜合技術(shù)》科技成果鑒定會在沈陽召開。鑒定委員會認為，中建市政完成的“新管幕法建造地下空間綜合技術(shù)”，首次在極其復(fù)雜的地質(zhì)條件下完成了最大尺寸的地鐵站建設(shè)；創(chuàng)新研究了超長鋼管對頂技術(shù)；采用管井降水與注漿相結(jié)合的方法有效控制了沉降；采用實時軸力補償技術(shù)，保證了工程的安全，填補了該領(lǐng)域的空白，研究成果達到國際領(lǐng)先水平。
中國工程院院士周豐峻也肯定了這一技術(shù)，他認為，新管幕法不但解決了施工過程中的穩(wěn)定性，還解決了長期穩(wěn)定性的問題，向前、向下邁出了一大步。不但施工人員可在一個直徑2米多的大管子里安全操作，不足2厘米的偏差更是不可思議。
73歲的建筑設(shè)計大師史玉新曾多次前去參觀指導(dǎo)，攙扶他的趙寶坤記得老先生說過，“一輩子搞這么一個車站也值了”。
專家們認為這一工程最大的價值在于社會效益：“它創(chuàng)造了地下工程全新的施工技術(shù)，除了地鐵，將來還可用于國防、人防工程等，而且可以在保護周邊環(huán)境，幾乎零擾動影響的同時，建造出無障礙的巨大地下空間，這也是其他施工技術(shù)不可比擬的�！�
毫無疑問的是，除了社會效益，中建市政在新樂遺址站這一“科技創(chuàng)新戰(zhàn)”也將在國內(nèi)贏得廣泛的應(yīng)用前景。
大連、上海、南京、無錫、港珠澳大橋珠海連接線管理中心……各地來觀摩取經(jīng)的人絡(luò)繹不絕。
“已經(jīng)有不少單位找我們就這一技術(shù)進行接洽，包括國防、地鐵及其他地下工程�！秉S常波說。李鐘也透露，北京市相關(guān)部門也表達了或?qū)⒃诒本┑叵鹿こ探ㄔO(shè)中考慮使用新管幕法的意愿�！半S著城市的不斷發(fā)展，地面限制條件越多，這一工法的優(yōu)勢就會越明顯�！�
目前，結(jié)合新樂遺址站新管幕法工程實踐，中建市政編寫了“超長超大直徑鋼管頂進施工”等系列工法，申報專利6項。“下一步我們將進一步優(yōu)化方案，力爭形成設(shè)計、施工、驗收等一系列標(biāo)準(zhǔn)�！秉S常波告訴記者。
從國內(nèi)首家引進污水庫造島填埋綜合處理施工技術(shù)，到首次成功利用工作井實施盾構(gòu)刀盤修復(fù)與刀具更換，再到在引進、消化、吸收的基礎(chǔ)上創(chuàng)制新管幕法，正如張德勝所言，中建市政詮釋了國有企業(yè)爭當(dāng)創(chuàng)新排頭兵的精神，也兌現(xiàn)了“用承諾和智慧雕刻時代的藝術(shù)品”的諾言。(科技日報記者操秀英) |
