“新水源二号”快速破解卡机难题脱困后10日内完成剩余300米隧洞掘进工作
施工人员乘坐小火车入洞展开脱困作业
【本报讯】备受关注的兰州市水源地项目建设，在地下输水主隧洞的掘进中再次遭遇难题。1月22日，记者走访永靖县刘家峡水库的“新水源二号”施工作业现场了解到，受复杂地质条件影响，“新水源二号（TBM1）”全断面硬岩掘进机在1月15日掘进过程中再次遭遇围岩收敛变形及局部坍塌挤压盾体导致掘进机被卡，无法正常掘进。事发后，项目部快速反应，经多方论证确定采用拉开伸缩盾，在盾体左右两侧及顶部开挖导洞、180度范围扩挖的先进脱困处置方法，目前已完成两侧导洞开挖，顶部导洞开挖工作正在稳步推进，预计将在脱困后10日内完成剩余300米隧洞掘进工作，其全断面硬岩掘进机脱困法，在国内尚属首例并具有积极的推广和借鉴意义。
围岩收敛变形掘进机遇阻
兰州市水源地建设工程将刘家峡水库作为引水水源地，向兰州市供水。在兰州市水源地项目建设工程中，全长近32公里的输水主隧洞是否能如期贯通，是决定整个工程建设进度的重要节点。为了提高施工效率，输水主隧洞采用钻爆法和两台双护盾硬岩掘进机相结合的掘进施工策略。“新水源二号”即是其中一台双护盾硬岩掘进机，肩负着从刘家峡方向向西固区掘进的任务，“新水源二号”全长12.3公里，目前已完成12公里的隧洞掘进任务，在仅剩300米的决胜关头再次遭遇复杂地质带来的巨大阻力。
1月16日早晨，“新水源二号”掘进阻力逐步增大，施工单位分别采用双护盾、单护盾模式尝试脱困无果，再次卡机。经各参建单位现场查勘，初步判断本次卡机也是由围岩收敛变形及局部坍塌挤压盾体导致。“通过判断发现，此处的施工岩体属于泥质岩、沙粒岩，两种岩体呈互层状的深积岩。即，多年来岩石经过风吹日晒，层层叠加形成的软岩，这种石质遇到朝湿环境极易形成膨胀坍塌，加之遇到薄层岩体，造成掘进机抱死，无法工作，给施工带来极大难度。”甘肃省水利水电勘测设计研究院、兰州市水源地二标监理部总监蔡文华说道。
记者在“新水源二号”掘进现场的监控视频可以清晰地看到，洞内工作人员正在清理破碎岩渣。目前，伸缩盾已被拉开，技术人员正在间缝中加固钢结构支护，空间狭窄，工人们2至3人为一组，每5分钟替换一次。在地下近40摄氏度的环境中，工人们24小时不间断地清理岩渣，工作环境艰辛。不断有工人携专业工具乘小火车进洞作业。
多措并举积极排险
自“新水源二号”被困以来，该标段剩余的最后300米的掘进任务，何时才能向前推进？成了市水源办、兰州水务公司、EPC（公司受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包。）承包方和施工单位共同揪心的问题。事发后，项目部立即启动卡机应急预案，建立了卡机脱困小组，及时与业主、监理部、EPC总承包先后召开三次应急处置专题会，确认了此次卡机事件是由于围岩收敛变形及坍塌引起，明确采取从伸缩盾外侧向刀盘方向开挖导洞的方式进行快速脱困，施工项目部领导轮流带班，50余人积极参战，第一时间投入到抢险脱困工作中。
中国水利水电第四工程局副局长、兰州市水源地项目部项目经理、总工程师梁国辉告诉记者，为了快速脱困，这两次卡机均采用从伸缩盾外侧向刀盘方向开挖导洞的方式进行快速脱困，比常规的从尾盾脱困的方法节约了近一半的卡机处理时间，开挖同时对围岩变形情况进行实时监测。他说，国内外的双护盾硬岩掘进机隧洞施工中，由于不良地质条件造成的卡机或掘进受阻是较为常见的现象。类似工程卡机处理基本都在3个月以上，更有拆除掘进机机器，采用钻爆法完成施工的实例。按国内外常规做法来看，解决此类卡机问题的处理办法都是从尾盾进行开挖解困，至少需要50天时间完成，耗时较长，而他们采用的拉开掘进机伸缩盾45公分，由盾体中部进行导洞开挖的脱困方法，在时间上节省了近一半时间。待完成导洞开挖后，对盾体180度范围岩石进行扩挖释放应力，可达到脱困效果。脱困后预计10天左右即可完成剩余300米的掘进任务。下一步，项目部在掘进过程中采取备压措施，不断监测岩石变化情况，如遇变化较大，将加强固定。
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