出水“蛟龙”——北京城建集团轨道部南水北调东干渠13标项目部施工纪实

　　南水北调，是一项跨流域的宏伟工程，旨在缓解北方水危机，实现南北经济齐飞，其深远意义为世人瞩目。 跨流域调水工程是人类运用现代科学技术，改造自然，改变人类生存环境，保护生态平衡和促进经济发展的伟大壮举。南水北调工程的兴建对华北的经济环境、生态环境以及社会环境都将带来巨大改善，并带动全国经济和社会的持续发展与稳定。

　　北京市南水北调配套工程东干渠工程是南水北调配套工程中线路最长、投资最大的地下输水线，将沿北五环、东五环“布控”。起点与团城湖至第九水厂输水工程关西庄泵站北侧分水口相接，基本沿五环路外侧布置，终点至大兴区亦庄调节池附近，与南干渠末端相接，全长约44.7公里，计划总投资91.7亿元。计划于2014年6月建成，届时将接收首批进京的10亿立方“长江水”，将承担向北京东部及东南部地区提供南水北调和密云水库水源的任务，届时，北京本地水源将与长江水源形成双路供水格局，确保北京缺水或极限时期用水有保障。

　　由北京城建集团轨道部承担施工的13标段工程位于大兴区亦庄开发区，工程范围包括隧道初衬、二衬；四座功能井室：包括37号、38号二衬竖井，18号盾构井，2号调压井（亦庄水厂分水口）和第五管理站房屋建筑工程以及水机设备安装、电气设备采购及安装、自动化系统土建工程、防护工程、施工现场远程监控系统、永久安全监测工程、水土保持工程、环境保护工程等。工程造价3.3亿元，其中盾构造价约 1.3亿元。合同工期为2012年5月30日至2014年6月30日。

　　一条单线隧道  一个年轻团队

　　南水北调东干渠工程的输水隧道是一条单线隧洞，不像地铁工程中的双线隧道。隧洞外径与地铁相同，均是6米直径，均采用盾构法施工，不同的是输水隧道在盾构管片衬砌内侧，再铺设防水层，模筑抗渗抗冻的钢筋混凝土内衬。整条东干渠工程以隧道为主，线路上分布着若干个功能井和盾构始发井。该标段盾构隧道总长3.7千米，盾构始发井长位于区间中部，井长49.5米，地下连续墙结构，满足两台盾构机掘进的条件。

　　承建本标段盾构隧道施工任务的是北京市青年岗位能手、轨道部周刘刚青年突击队。这支队伍曾于2009年参与北京地铁亦庄线盾构区间施工，并获得了当年本单位劳动竞赛“特别能战斗集体”的荣誉称号，后转战大连地铁101标盾构施工克服了全程岩层富水喷涌、长距离高强辉绿岩掘进、上软下硬及纵向地层分界转换频繁等等施工地质难题。承接新的领域南水北调工程后，轨道部集中了盾构管理中心原来四台盾构机的技术和设备力量，这只是一支平均年龄不到30岁年轻团队。

　　两台盾构  背方始发

　　南水北调东干渠13标盾构区间采用两台盾构机施工，从位于标段中间的盾构始发井先后背向始发。第一台“和谐号”盾构机向南干渠13标盾构接收井先推进，第二台“先锋号”盾构机向东干渠12标盾构接收井。青年突击队队长周刘刚站在18号盾构始发井下指着两条隧道说：这两台背向始发的盾构机虽然都是日立品牌，但构造和配置截然相同，一台采自日本日立原厂，一台采自青岛华隧通公司。两台盾构机刀盘开挖直径均为6180毫米，刀具配置以刮刀和先行刀为主。其中，“先锋号”盾构机刀盘为辐条式，开口率40%，螺旋机直径700毫米，有轴式，总推力38500千牛；“和谐号”盾构机刀盘为辐板式，开口率63%，螺旋机直径800毫米，无轴式，总推力38500千牛。这两台盾构机完全适合该工程的地质条件，背向始发后将实现标段隧道贯通。

　　三个竖井 演绎穿越

　　由于工程需要，该工程共设有3个竖井。据轨道部南水北调东干渠13标总工程师车凯介绍，年初，先始发的“和谐号”先后穿越38号二衬竖井和亦庄分水口竖井，后始发的“先锋号”穿越37号二衬竖井。“和谐号”盾构区间地质条件以粉质黏土和细中砂为主，兼部分砂卵地层，刀盘开口率大，扭矩大，设备较新。盾构班组在总结推进3.5千米的经验后发现该区间其工况特点是掘进扭矩小，推力正常，土压保持困难，因此就将掘进的过程重点放在保持土压，控制沉降上，以此是想平稳掘进。后始发的“先锋号”盾构区间地质条件以细中砂和粉土为主额定扭矩小，再加上刀盘开口较小，推进5.8千米后经过两次大修，于是盾构班组就将重点放在土体改良，降低扭矩，掘进过程中防止砂层塌陷。

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　　而与地铁工程不同的是南水北调东干渠隧道二衬竖井和分水口均为连续墙结构，盾构施工阶段无内衬结构。由于底板位置赋存地下水，为确保进出洞安全，同时减少盾构机刀盘直接切削连续墙而引起的刀具磨损，周刘刚青年突击队为加快过井速度，反复研究决定，盾构穿越二衬竖井采用在竖井两端头地层加固后，凿除隧道洞门内围护结构，填土至盾构上方，盾构负载掘进，拼装管片通过，后挖除土方，拆除管片，进行二次结构施工。盾构穿越分水口采用盾构空载移动通过，有别于以往靠千斤顶一步步顶推过站的方式。

　　四个超人 彰显科技

　　科技创新是企业的生命力。南水北调东干渠盾构项目成立了“盾构创新工作室”，以盾构管理中心总工程师恽军、总机械师桂轶雄等盾构实力雄厚的集团盾构专家为领头人，首先针对盾构通过75米长的亦庄分水口的方式，进行了创新研究，将以往满铺钢板，用水平千斤顶一步一步顶推前进的通过方式，改为盾体与车架分离。大家创新思维，大胆提出加工一台盾构整机过站推移车，让盾构机“站起来行走”即步履式盾构推移车，其特点是无需在底板上铺设轨道，无需外加液压泵站，无需盾构主机与车架设备分离，以液压的方式，能实现盾构整机不需要在外界设备的干预下，实现整机与车架设备自主连续前进，即自行推移。推移车靠液压驱动，四个顶升油缸犹如“四个超人”将盾构机主驱动 “抬起来”两个推进油缸则负责“向前推进”这个重达几百吨的庞然大物。经过第一台“和谐号”盾构机测试，推移过井施工已经完成，实践证明该装置设计和加工满足施工要求，实现了一次成功的创新，目前该推移车的专利正在有序申请中，盾构整机自行推移通过线路结构物的施工工法也正在编制。创新的效益让项目团队感受到了技术革新与进步带来的快乐。

　　五人班组  精诚协作

　　在这个工程中，每台盾构机都由一个机组负责，机组每天分两班，五个人一个班组，设机长一名，操作手一名，机械设备人员两名，电气设备人员一名。这些年轻的小伙子们在阴暗潮湿的地下每天早7点、晚8点进行白夜班交接，一干就是12小时，午饭和夜班饭都在狭小的工作间进行。白班太阳未出下井、天黑上井，夜班天黑下井，天刚亮上井。而且班组人员都要亲自操作，手握工具和劳务工人一起干活，哪个班下来都是一身油泥。下班后的生活对他们来说很简单就是吃饭、睡觉，晒晒太阳成为了他们的一种奢望。虽然项目部有轮岗机制，允许每人每周休息一天，但实际上一旦正常推进，工期紧张，每个人都是处于连轴转状态。很多小伙子因没有闲暇时间，谈好的女朋友“黄了”，甚至有的还没有机会去交往；也有很多人一直忙于生产一线，没有时间去学习甚至是没有去参加考试，一再错过考证评职称的机会，青春就如此奉献给了盾构。

　　六个月通 倒排工期

　　两台盾构机，在背向始发后一台将承担1.7千米隧道施工任务过井施工一次，另一台则承担2.1千米。由于盾构工法施工的特殊性，有别于其他建筑工程，对于盾构施工来说，等前期工程及土建结构具备盾构进场条件时，也就意味着盾构工程该抢工了，待抢工实现洞通后，还得尽快撤场，为后期土建和铁路铺轨工程提供条件。南水北调东干渠项目亦是如此，工程进场后竣工工期就已经敲定，2014年8月竣工，而且盾构洞通后还要进行南水北调工程特殊的二衬结构施工。

　　为此，项目部提前筹划开始倒排工期，从盾构机进场组装到洞通解体撤场，两台盾构机每台都只有6个月的工期，这就意味着在推进过程中，连续几个月均要月实现推进450环也就是540米，这样才能实现工期洞通。实现推进450环的记录在单月不难实现，如果要连续实现这个记录就太难了。于是，项目部团队采取了多项措施确保工期，如：增加道岔至三组六套，电瓶车至四台，缩短洞内水平运输时间；合理安排两台设备工作内容，做好穿插和打好提前量；保证设备人员数量，提前储备易损件，确保设备完好率；增加激励措施，挖掘生产潜力。

　　七人测量  精准导航

　　在市政和房建的施工现场，你会经常看到测量人员穿梭于道路和建筑物之间进行工程测量，实现工程的控制要求。而在地下30米深处的盾构机是如何实现精准的导航进行掘进呢？盾构测量在盾构机掘进过程中显得尤为重要，它相当于盾构机的导航仪，测量若出现偏差，导致需要调线，而更严重的线性不符，则造成无法调线，隧道偏离线路，盾构机将无法出洞。所以在盾构机上有一套精密的测量系统，安置有棱镜，全站仪可以随时测得棱镜坐标，确保盾构机的前行坐标。同时，盾构隧道施工时，包括以地面沉降为主的各项变形监测，均一一呈现在地面的控制室。技术人员需要根据变形监测数据，及时调整掘进参数，有效控制下穿风险源等部位发生坍塌和沉降。

　　因为是两台盾构机，项目部根据实际情况配置了7人测量组。每台盾构机设一名测量主管，地面监测一名监测主管，两名测量员，两名测量配合人。在盾构施工过程中，三个主管主责明确，分工不分家，统一由一人协调，各自相互配合。地面监测从布置监测点到每日现场监测，当日出成果，形成日报表，同时隧道中的测量员还要配合两台盾构机进行测量换站工作，推进正常的情况下，每两三天就要换站一次。自动测量的全站仪平台钢架位于隧道拱顶，每次换站都要爬上爬下，而且还要快，以减少对掘进的影响。

　　“80后”骨干 “ 85后”主力

　　这支盾构团队，项目领导层基本为80后人员，本科以上学历，且均有多年盾构施工经验。盾构项目经理周刘刚，32岁，是北京市青年岗位能手，参与过北京地铁五号线刘家窑车站、北京地铁亦庄线盾构区间、大连地铁101标复合岩层盾构区间的施工，有过铁路隧道设计经验。盾构项目总工程师，魏斌效，30岁，曾参与过地铁十号线二期16标、地铁九号线06标等盾构项目，有着丰富经验。

　　项目总经济师，吕晓雯，28岁，研究生毕业，项目部里的“小算盘”，历经了几个项目的历练。盾构机机组人员基本为85后，能吃苦、能奉献、能担当，这些人员都是轨道部盾构管理中心成立5年来，转战过6个工程项目留下来的精干力量。如：“和谐号”的机长张玉奇，副机长宋祥林，操作手蒋振振均是2009年轨道部招聘来的大学生，典型的“85后”。他们随着盾构中心一起成长至今，已成为了盾构中心名副其实的主力。

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　　九项管理  创新思路

　　南水北调盾构项目是轨道部对盾构管理模式的一次改变和探索，目的是夯实盾构各项成本指标，摸索合理多元的盾构管理模式，创新盾构管理思路，锻炼盾构施工队伍，培养盾构施工人才。轨道部与盾构管理中心、项目部上下齐手，尝试管理创新，以求管理突破。正在试行九项举措。

　　转变盾构施工理念。转变创造掘进速度记录的理念，不仅要把盾构推进当成一种生产行为，更要当成一门艺术。从技术风险和设备保障角度，限定速度，保障平稳推进，各项因素均能实现平衡。以更好的技术、更高的水平、更多的方法在完成项目的同时，形成更好的过程控制、塑造更精美的产品。

　　转变盾构管理观念。转变管理人员拍脑门、拍胸脯的盲目决策、盲目保证的行为，强调客观分析、科学决策、主动反省的管理习惯。转变“以前都这么干的”、 “一直没出过问题”的侥幸心理。转变等、靠、要、拖、推、耗等消极工作心态，提高工作主动性。

　　管理行为规范化。从项目之初，项目团队就养成良好的工作理念和管理习惯。使盾构作业行为和管理行为规范化，减少靠个人理解、个人想象、个人经验等主观形态判断去实施管理，要符合制度、符合要求、符合标准，让制度成为规范化，而不是让习惯成为制度。

　　工作标准化。为更加规范内业资料，统一了项目部程序性文件格式，统一编制并印刷了无碳复写的盾构管理常用表格。在安全文明施工区方面统一了现场隔离防护栏杆样式。与此同时，项目团队为了提高作业人员的安全保护措施，在服装上增加了反光条等标识，形成统一了整体形象。

　　打造盾构机组核心力量，实现盾构人才层次化。盾构人才队伍形成以盾构掘进和设备保障的一线机组人员为核心层，安全生产和技术经营的二线管理人员为紧密层，行政管理和后勤服务的三线保障人员为松散层的层次化区分。保证盾构掘进的基干力量和基本单元，人随机走，随着总包项目特征而形成不同的盾构管理模式组合。

　　“量体裁衣”设计培养路线。对新毕业学生的培养，建立以土建、机械、电气专业为主的学生队伍，确立学生见习期一律下井进洞锻炼。首先从当盾构操作手做起，然后做技术最后根据个人情况业务骨干，最终培养方向将面向部门、机组和项目领导层。形成盾构人才梯队建设，避免人才断档。

　　推行师徒制度，以老带新。实现以专业学生为主体，盾构操作手、机械技术员、电气技术员等岗位推行师徒制度，实现人跟人，老带新。以盾构推进经验丰富，技术水平高的副机长或职业化的操作手为操作手教习；以盾构推进熟手为常态化操作手，独立完成单班掘进操作和拼装区生产组织；以新学生为流动化操作手，凡毕业学生均在此岗轮流从事盾构操作，跟操作手教习一班，边学边干。

　　鼓励技术创新和管理创新。激励项目团队，尤其是技术和设备人员，结合项目特征，开拓思路。创立盾构创新工作室，多开展技术革新或设备改造活动，支持科研项目和专利项目。多请专家讲课和指导，多与设备厂商进行交流。

　　重视建设团队品质和凝结团队精神。结合轨道部设立青年突击队，开展劳动竞赛，创优争先活动等形式，加强教育，不断磨合，优胜劣汰，不断凝聚团队力量，形成有自己特色的团队品质和团队精神，形成特有的工作意志和工作作风。