“启动了、启动了”“突破了、突破了”“我们成功了”……

5月11日晚上十点,在现场一阵阵欢呼雀跃中,中国水电四局兰州新水源项目部TBM(简称TBM1)冲破了断层、涌水的羁绊,精神抖擞、张牙舞须、发出一声轰鸣,重新向前掘进。载着公司为早日建成新水源的夙愿,为了早日履行清水入兰的郑重承诺,从刘家峡到兰州,全体水源人豪情万丈、众志成城、再度出发。回想50多天来,这条曾经在前期掘进中立下汗马功劳的地下钢铁巨龙——兰州新水源TBM1在遇严重地质困难搁浅后,兰州投资控股有限公司、兰州水务建设管理有限公司(业主)、甘肃省水利水电勘测设计研究院(监理)、黄河勘测规划设计有限公司(设计)、EPC总承包方(总包方)、中国水电四局兰州水源地项目部(施工单位)、中国中铁工程装备集团有限公司(设备商)等相关各方群策群力启动紧急预案,500多名员工,在困难和灾害面前不分彼此,并肩战斗,顽强拼搏,百折不挠,用信心和实力战胜了一场场天灾。

断层变形致卡机戮力同心战天险

与国内其他工程TBM施工不同,兰州水源地工程双护盾全断面掘进施工是“从零开始的工程”:全国首例管片衬砌下的压力洞、国内首次自主研发制造的TBM、施工方首次驾驭双护盾TBM施工。加之地层主要为前震旦系马衔山群石英片岩,加里东期花岗岩,其次为河口群泥质砂岩,岩石时软时硬,最高硬度达190兆帕,最低硬度只有10兆帕,沿线地层多变,断裂破碎带频繁出现,地下水发育,地质情况十分复杂(如果不是此次掘进施工的话,也许人们永远也不知道这里极其复杂多变的地质状况)。复杂的地质构造给掘进带来了极大的挑战,TBM1注定命运多舛.

自2016年掘进以来,TBM1前期设备故障频发、岩石强度高导致刀具更换频繁(目前已经换刀500多部)、洞内温度高,粉尘污染大,通风不畅等导致作业环境异常恶劣,这些困难都严重影响着施工的顺利进行。然而,业主、设计、监理、总包方、设备厂家、水源地项目部等相关各方面对诸多施工困难和技术难题,密切配合、谋划全局,不等不靠、勇于创新,先后克服了硬岩地层、不良地质、洞内较大涌水、设备故障、主支洞交叉、1300米转弯段、3500米24‰下坡等施工困难,实现了掘进突破6000米,接近掘进任务的53%。

天有不测风云,月有阴晴圆缺。正当主隧洞有条不紊向前掘进时候,2017年3月23日,岩石裂隙和断层引起塌方,进而导致TBM1被卡。TBM工业广场上人头攒动,急促的电话铃声一次次响起,报话机呼叫应答密集频繁,一场惊心动魄的大救援开始了。“卡机”,是TBM掘进领域的重大事故,轻则停机影响工期,重则造成人员伤害、设备损毁,直至工程安全。尽快查清情况、制定稳妥可行的办法,使设备及早脱困成为工程各方的共识。“卡机”发生后,中国水电四局总经理高建民,党委书记席浩深夜赶到现场研究方案;兰投水务总经理周宁,副总经理安方祖,二标监理部总监理工程师蔡文华,副总监刘长喜,黄河设计公司董事长张金良、总经理安新代、副总经理牛富敏发出指示,要求EPC总包部在确保现场人员和设备安全的前提下,积极牵头组织研究解困方案和措施,全力以赴解决卡机事件。EPC总包部常务副经理熊建清,中国水电四局领导、项目部班子成员齐聚现场,各方面的领导专家挑灯夜战,结合事件发生前TBM1操作记录数据、设备运行数据、地质围岩记录数据等研讨、分析、决策。一天一夜没有休息,完成了方案的制定、安全措施、后勤保障、工器具、物资保障措施研究部署。突击抢险第一道指令就是从这里发出的。

一边是绿水荡漾的十里平湖,一边是干涸饥渴的繁华都市;一边是工期步步紧逼、一边却由于地质构造致使TBM1卡机搁浅。时间一分一秒过去,相关各方领导心急如焚,广大员工急切盼望,个个摩拳擦掌,主动请缨,愿为早日实现巨龙脱困献策献力。项目部党工委及时成立了抢险突击队,党员、团员、生产技术骨干加入其中。

掘进现场,按照指令,作业人员通过加大推力,往盾壳外注润滑油脂仍未脱困后,3月26日,现场再次召开“脱困”研讨会,会上对工程技术部连夜编制的从伸缩盾顶部开挖小导洞,清除盾体上方塌落体,采用枕木支护导洞的脱困方案进行了讨论,明确了该方案的可行性。

3月27日即开始TBM1脱困导洞开挖工作。同时耗工耗时的卡机修复工作一同展开。

导洞里人站不直,还要打钻、出渣,而且时刻冒着再次塌方的危险,参与施工的干部员工临危不惧,为了早日打通导洞,把安危早已置之度外:一线的工人们用汗水,一点一点地破除岩石,挖通了导洞;项目部脱困小组的管理人员们眼睛里带着血丝仍然坚持在施工一线,一次又一次爬在导洞里检查支护情况及安全情况;后勤保障组送来了苹果、小点心……;物资部门人员手里发烫的手机仍就不停的联系材料、工器具到货情况;小车司机师傅们深夜中坚守在岗位,为大家提供后勤保障;项目部全体人员默默地坚持在自己的岗位……

5天的时间过去了,第一条导洞形成了。

又用了4天的时间,第二条导洞形成了。

4月5日23时,嘀嗒,嘀嗒,嘀嗒…时钟的敲击声回荡在安静的监控室,项目部班子成员都紧张地盯着监控大屏。此刻,项目部党工委书记、常务副经理朱克齐眉头紧锁,用电话与在前方项目副经理周连瑞研究指挥。

“TBM的推力到达10000后再推不上去了”。

“别着急,先退回来,告诉操作手,将四个油缸的力量值调成一致,再推一次,然后退回,再推进,反复几次后看看效果如何。”

时间在一分一秒流逝……

经过决策指挥者和专业技术、操作人员与岩石自然情况的若干回合的斗智斗勇,23时58分,睡狮终于苏醒,TBM1刀盘缓慢转动。

电话那头周连瑞:“刀盘转动,推进正常,围岩状况稳定。”

朱克齐抬起头,看着周围的同志,用疲惫、沙哑、低沉但很有力的语气,缓缓地说道:“同志们,我们解围基本成功了。”

经过9天9夜的紧张奋战,项目部以人、材、机320万元的巨大投入,帮助地下钢铁巨龙战胜变形、冲出困境,恢复了正常掘进。

超常涌水拦进程大禹传人显身手

工程人天生就是与自然搏斗的。如果不是看到已清理出洞外的堆积如山的沙袋、钢管和弃渣场排水沟的大面积浑水,人们不会知道这里刚刚又发生过了排堵涌水大会战。

主洞洞身设计为两头高中间低的“V”字型。掘进产生的水会自然地聚集在洞内中部的低洼区间,在正常施工条件下,由人工定期抽排。TBM1在处理卡机开始运转后,机智勇敢地经历了数次涌水的考验。直到4月22日11时,当最低点排水施工人员与往常一样,在巡视洞内最低点水情时,水位突然上涨,在开启应急螺杆泵的同时立即向洞内值班人员电话报告。周连瑞电话响了,朱克齐电话响了,空气立刻紧张起来。

朱克齐、周连瑞、副经理齐保栋第一时间赶往现场,现场决策。屋漏偏逢连阴雨。经了解,原来TBM1突遇富水破碎易坍塌地层,洞内突涌水量增大,前方单点涌水超过105方每小时,最高涌水量400方每小时,远超原有的排水能力,情况危急。在中国水电四局副总经理钟艺谋,副总经理兼总工程师张文山莅临指导下,项目部积极研究部署各项工作。EPC总包方、监理、设备商大力提供技术支持,经过几方充分研究论证,决定采取排堵结合,一方面立即启动应急排水装置,增加排水能力,另一方面加大力度开展灌浆加固等地质风险抢险。

指令一出,洞内所有人员自觉不分工种,在最低点以最快速度将沙袋码成围堰,避免设备及最低点排水设施被淹;洞外班组人员及时装沙袋,并通过小火车将沙袋送至最低点,洞内洞外周转沙袋数万个,为最低点设备安全、转移、水泵安装赢得了时间。

22日14时,业主、监理、总包方有关领导到达TBM工业广场,进洞勘察现场水情,并对抢险工作提出指导建议,要求项目部在积极部署抢险工作的同时保障人员、设备安全。总包方按照黄河设计公司指示,全过程做好施工监控。保姆式的技术服务,让施工单位看到了希望、提振了信心,彰显了一家人的力量。

中国水电六局项目部全力配合进行支援,第一时间提供3号、4号竖井施工面作为紧急排水通道。同时紧急调配一台110千瓦水泵运送至施工现场,派遣专业技术人员进洞指导水泵安装调试。水源人空前团结起来了,齐心协力,共赴难关。

中国水电四局水工机械总厂积极抽调人员分白夜班作业,全力配合项目部进行200千瓦潜水泵安装工作。管片预制厂作业人员停止预制,支援抢险,以手拉肩扛方式铺设安装DN200水管等,缓解洞内险情。

5月1日,国际劳动节,一大早,为了再次克服由于电压导致200千瓦潜水泵启动失败,项目部与总包、监理及水泵厂家进行沟通协商,决定对新安装水泵进行参数调整,使现有电源满足水泵的运行。早上11时30分,水泵厂家与电工一起进洞,调整水泵参数。经过充分论证,最终确定采购变频启动柜,顺利解决了问题,经过一系列努力,洞内排水能力由最初的200多方每小时增加到435方每小时。

在封堵灌浆施工上,经过各方论证,项目部利用前后封闭环(共4环)截断水流通道,将涌水“控制”在封闭环内,然后从前后封闭环向中间灌注封堵,最后集中处理中间区域的大涌水点。在40厘米范围的涌水通道里形成2个封闭环,钻孔入岩注浓浆,把水流逼到岩石原来的通道,经过多措并举和几天来顽强地与多次涌水搏斗,水流基本得到控制。

在封堵排水抢险中,洞内淤积的石渣淤泥严重威胁油缸的安全,危急时刻,项目部数十名党员干部挺身而出,带头跳进泥汤石渣池里,人工清理数小时,千余方沉渣被除,保证了设备的安全运行。当放下铁锹,上了出洞的小火车后,他们瘫倒一片。

涌水封堵施工中,中国水电四局基础处理分局干部职工充分发挥技术专长,克服工作面狭窄、环境恶劣、工期紧等困难,认真落实封堵灌浆方案。细心的工作人员,密切关注灌浆过程中断层、破碎带等异常区的反应情况,跑、冒、串、漏浆时常发生,他们及时采取嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限量、间歇灌注、灌注双液浆等方法,确保了质量。

为TBM1穿山凿岩之旅保驾护航,项目部进一步加强设备管理,加大专业技术人员投入,加强对皮带系统、管片拼装机、管片吊机、管片小车等维护,提高了设备的有效掘进时间,保障了设备利用率。

抢险现场,项目部各职能部门在前方与施工人员一同坚守。经经营合同部分析、收集、统计,TBM1突遇富水破碎易坍塌地层抢险过程中造成巨大的经济损失,仅4月8日至4月30日,项目部架设排水管路及各类修复人员直接费用将近200万元。抽排水各类管线、水泵等投入130余万元,应急投入机械31台套,4200多台时,停机导致人员窝工费按照项目部2016年平均工资计算总计453.42万元,16台套设备窝工。

成功的道路永远不是平坦的。5月14日15:00,TBM1正常掘进,在指挥控制大厅,驻守在这里的项目部领导好像从实时视频里发现了什么,他们急忙去弃渣场查看,发现泥水浑浊、岩石松软,随即组织大家认真分析,研究对策。16:00,掌子面岩石照片、视频、岩样,摆在了会议室案头。原来,地质情况仍不乐观,前方出现小股涌水、夹杂红泥,洞脸一侧岩石强风化遇水极易破碎,此时,洞内“绿豆稀饭”“红豆稀饭”全都出来了。要知道,TBM工艺最大的克星就是这样的150米宽的富水断层,处置不当将会伴随卡机,涌水,涌沙,突泥……后果不堪设想”。TBM1被“逼停”。信息很快传递到EPC总包方,总包方驻现场专家携带仪器,前往掌子面采集数据,采用地质分析、地震法、激发极化法相结合的综合超前预报方法对掌子面前方地质条件进行预报。连夜晚,山东大学的专家在几千里之外分析研究,解译报告即将形成。这时,朱克齐焦急难耐,“不行,我要亲自去看,岩石到底怎么样”,说罢便起身进洞了,此刻时钟指向凌晨1:00,这注定又是一个不眠之夜。

5月15日早9:00,经过监理、总包方、设备厂家、公司专业人员、水源地项目部各方研究,结合前期抢险经验,做好预案之后,TBM1在精兵强将小心翼翼地操作中再度扬帆。

目前,掘进段从被困处至接触带井滑行段尚余花岗岩地层约2公里,鉴于花岗岩地层地质条件的多变性、复杂性及难以预测性,为了挽回工期,针对在后续掘进过程中,TBM1仍存在卡机、涌水等地质风险,相关各方高度重视,集思广益,决定将在地质条件相对较差的洞段,进行叠加预报,通过多次预报的叠加及对比分析,让预报更为精确。同时,还针对该洞段地质条件,研究制定出了使用大推力脱困及扩挖功能、调整掘进参数、预备好超前加固、提高排水能力、封堵灌浆能力等一系列应对措施,最大限度降低风险。

中流砥柱勇担当扶危解困竞风流

或许在日常工作中,我们似乎看不出身边这些人有什么惊天动地的壮举引得大家的赞美。然而在这两次抢险救灾事件中,这群平常人的感人举动却值得我们尊敬。

3月23日卡机发生后,朱克齐、曹建锋(项目总工程师)、周连瑞、齐保栋、姜涛(项目副总经济师)等应急小组成员,和技术保障组、组织实施组、物资后勤保障组和统计经济组,实行项目领导带班制和现场人员值班制,全天跟班,时时监控,提供技术保障,坚持每日召开碰头会,做到日汇总日分析,上下联动,及时快速地解决脱困中遇到的各类棘手问题。

在卡机脱困期间,项目部各部门全体人员时刻保持警觉的状态,时刻准备着做好应急工作,班子成员充分发挥带头领导作用,党员团员充分发挥先锋模范作用,一个个“冲锋陷阵”。曹建锋组织技术部、质量部、测量班24小时跟班作业,时刻做好导洞开挖技术保障工作。齐保栋组织综合部、物资部忙于做好后勤保障及设备物资的供应工作,基本全天驻守施工现场,根本无暇照顾有孕在身的妻子。而休假中的周连瑞,在听到消息毅然放弃休假,第二天便来到现场。姜涛,自导洞开挖起,带着自己的生活洗漱用品及换洗衣服驻守在施工现场,收集着各类信息资料为后续工作开展奠定良好基础。

因在掘进过程中仍伴随着岩石破碎、大量渗水,随时有突发的卡机风险,EPC总包部熊建清随即赶至现场,紧盯掘进姿态、参数及出渣情况,及时提醒现场操作人员,值守至凌晨4点30分,TBM1恢复稳定运转方离开施工现场。在导洞开挖过程中,EPC总包部应急工作组成员与施工单位一起24小时驻守开挖作业现场,详细收集施工和地质第一手信息资料,记录和观察围岩结构实际状况。面对现场的恶劣环境,大家也只能不管不顾。

唯其艰难,更显勇毅。小导洞断面仅有1.2米×1.5米,作业空间狭小、漆黑一片,高温高湿,粉尘大,噪音高,周连瑞带领TBM大队那些不善言辞、朴实无华的工人们日夜奋战在的里,他们头顶安全帽在狭窄的导洞里用膝盖前行,发扬“蚂蚁啃骨头”的精神,用风镐、撬棍等几近原始的施工手段一点点打出解决TBM1冲出“困境”的通道,开挖、支护等工序有条不絮地进行着,他们24小时日夜奋战,汗水与岩隙的渗水交织流下。

为了加快施工周期,项目部要求TBM刀具更换要又快又好。常生虎,一名普通的刀具修理班班长,看他那瘦弱的身体,根本想象不出他是TBM1脱困的特战队员、尖兵。TBM刀具每一套300多斤,即使零件也将近100斤,在紧急抢险的日子里,常生虎在班里一马当先,独自抱起部件,在机器刀仓、刀头极其狭小的部位拆卸安装、行动自如、优质高效,全然不顾随时塌方的危险。

冯乐森,TBM1大队长,在数次抢险中,带领员工冲锋在前,危险面前奋不顾身,9天完成导洞开挖,6天完成排水管道安装,每天工作超过14小时。

刘光河,一名从事了半辈子安全工作的老同志,住院期间听到抢险消息后立马拔掉“吊瓶”,投身到工作中。

张自成、石国柱、张庆红、邱海永、刘文鹏、肖金峡、周少英……这些专业技术骨干,和周永永、许可可、张鹏、吴增悦、刘文鹏、赵金涛、赵东平……,这些青年党员团员,不计个人的得失,在危险面前敢于担当,相互团结和支持。

为了体验一线劳动者的艰辛,5月13日上午11时许,笔者和综合部负责人决定随同一班五六十名的施工作业人员,乘坐轨道小火车进洞。在简单而实在的班前会后,大家全副武装上车,而且捎带了不少工器具、还有队友的午饭、茶水。车上有些员工认真学习技术材料,说要尽快熟悉标准、谋划如何干得更好,有些则急忙看看手机微信,因为过一会就没有网络了,有些员工说火车单趟进去就要50分钟,洞子里要聚精会神工作,所以现在要趁机打瞌睡。

小火车在洞内叮叮当当缓慢行进,洞内头顶就是一米左右直径的送风管,还有高架的输出石渣的皮带机、悬挂的动力电缆和脚下敷设的几条大口径的排水钢管、塑料管。我们的火车不时地要与多辆货车(拉运施工物资,如管片、填充用豆砾石)、客车鸣笛会车,走走停停,真正的一条深藏地下的繁忙的铁路交通线。过大约20分钟,只见脚下积水快要淹了车轮子,原来这一块就是洞内最低点,旁边摆放这好几台大型的抽水泵,有人蹲守着。小火车见站即停,工作人员被撒落到各自的岗位上。我们则抓住机会不停拍照。洞内虽然环境恶劣,但还算有条不紊,工人们不畏艰难,爬高下低,干劲十足,每张年轻的面庞满是刚毅与顽强。顺着沾满混凝土的不足50厘米宽的钢板路,不一会,我们就来到全断面硬岩隧道掘进机的“心脏”,每个人已经大汗淋漓,原来这里与地面垂直距离450多米,与洞口相距7000多米,掘进机工作现场温度高达40℃,大多数作业人员穿着背心还流汗。问其中一人感受,他说,我们每天在这做桑拿,大家大笑。越靠近刀盘位置空间越小,各作业区人员从仅能容一人进出的通道爬出爬进,他们保养机器、更换配件、查看岩石情况、观测数据,泥水、汗水、油渍包裹着他们的身躯和脸庞,只剩下一双双明亮的眼睛。他们虽然都是经过了50多天的抢险,身心疲惫,但是每双眼睛里都透出了对施工顺利进展的喜悦之情。是啊,掘进、掘进,只要向前掘进,就是对每个水源人最好的安慰。

“各级领导亲临现场指挥,相关各方出谋划策,项目部员工日夜抢险,在7000米隧洞深处,开挖导洞,处理围岩收敛卡机;堵排结合,治理涌水25万方;狭小空间,水中清理泥沙千余方……,呵护TBM1平安穿越86米富水断层,今夜启航掘进”。5月11日22点,朱克齐满怀深情地向公司领导发出了报喜信。

据悉,项目部此次处理脱困和涌水事件在业界是最顺利的一次,时间也是最短的。相关各方的辛勤汗水换来了卡机受困攻坚战的胜利,同时也为今后施工积累了宝贵的经验。这就是团结的力量。

站在新的起点上,相关各方将更加以坚如磐石的意志,始终站在一起,同心携手、不畏困难、勇于拼搏,不忘初心,向着2017年底实现全线贯通的目标奋进,早日实现清水入兰的庄严承诺!