筑造地下豐碑－－中國(guó)二十冶深基礎(chǔ)施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展紀(jì)略

    發(fā)布日期：2009-05-08

筑造地下豐碑

－－中國(guó)二十冶深基礎(chǔ)施工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展紀(jì)略

□李國(guó)強(qiáng)

　　隨著工業(yè)化和城市化的大規(guī)模建設(shè)，人類能夠利用的土地越來越稀缺，必須積極探尋和開發(fā)新的生存空間?！叭嗽诘厣?物在地下；人在地上，車在地下；長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)在地上,短時(shí)間活動(dòng)在地下……”正成為城市開發(fā)的一種新思路。于是，地下鐵路、地下商場(chǎng)、地下賓館、地下通道在加速融入我們的生活。
　　地下工程是人類開發(fā)生存空間的一種新趨勢(shì)。
    最早躋身上海地鐵建設(shè)的中國(guó)二十冶，具有地下深基礎(chǔ)施工的明顯優(yōu)勢(shì)，在行業(yè)內(nèi)的業(yè)績(jī)也獲得廣大業(yè)主的認(rèn)可。他們?cè)谑袌?chǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略上，即以深基礎(chǔ)施工技術(shù)為支撐的軌道交通和地下空間開發(fā)建設(shè)，作為二十冶正在全力培育的一個(gè)建筑新板塊。其發(fā)展目標(biāo)是：保持企業(yè)地下工程施工技術(shù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為行業(yè)地下空間開發(fā)和軌道交通施工骨干企業(yè)，實(shí)現(xiàn)非冶金建設(shè)市場(chǎng)開發(fā)新的重大突破。

一、 站在寶鋼平臺(tái)領(lǐng)先深基礎(chǔ)施工技術(shù)

　　科學(xué)技術(shù)的深度決定著地下工程的深度。軌道交通和地下空間開發(fā)建設(shè)首先面臨的是地下深基礎(chǔ)施工的技術(shù)難關(guān)。二十冶從上世紀(jì)70年代末參加寶鋼建設(shè)起，就站在寶鋼現(xiàn)代化大工業(yè)建設(shè)的平臺(tái)上，開始了深基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究和開發(fā)。
　　寶鋼一期工程建設(shè)第一個(gè)全套引進(jìn)并率先開工的主體項(xiàng)目——寶鋼初軋廠，是世界規(guī)模最大的具有國(guó)際先進(jìn)水平的初軋廠，超大規(guī)模和先進(jìn)工藝帶來了一系列的施工難題：工廠設(shè)計(jì)主廠房長(zhǎng)1004米，寬330米，占地面積55.7萬平方米；基礎(chǔ)開挖面積15萬平方米，挖方量113萬立方米，混凝土澆灌量31.2萬立方米，4個(gè)鐵皮坑最深開挖達(dá)－22.5米，這樣的深基礎(chǔ)和施工規(guī)模在國(guó)內(nèi)從未見過；上海地區(qū)特殊的淤泥質(zhì)軟土，有記載的基坑降水記錄均在10米以內(nèi)，最長(zhǎng)時(shí)間不超過6個(gè)月，這對(duì)于從華北平原轉(zhuǎn)戰(zhàn)東海之濱的中國(guó)二十冶來說，是承建現(xiàn)代化寶鋼工程建設(shè)中遇到的第一個(gè)“深層難題”。
　　二十冶學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合寶鋼工程實(shí)際大膽創(chuàng)新，在沉樁施工中以先打樁后挖土的新工藝，替代了先挖土后打樁的傳統(tǒng)施工方法，解決了坑內(nèi)承載力低、降水周期長(zhǎng)、建材消耗大等問題，為國(guó)家節(jié)約大量投資。在土方開挖中采用拉鏟與翻鏟配合多層接力作業(yè)的新工藝，一次挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高并成型，大大加快了土方施工進(jìn)度。在降水施工中采用輕型井點(diǎn)與噴射井點(diǎn)配合使用的降水方案，并設(shè)計(jì)制作出高壓震動(dòng)射水沖槍及套管式射水沖槍，在井點(diǎn)管周圍制造一個(gè)理想的砂過慮層，保證井點(diǎn)管降水長(zhǎng)期有效，使降水深度達(dá)到－30米，降水有效期長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月，攻克了軟土地基深基礎(chǔ)降水的難題。在地基加固中采用組合鋼板樁多點(diǎn)支護(hù)等施工新技術(shù)，并自行設(shè)計(jì)制造出三重管高壓旋噴設(shè)備，成功地應(yīng)用于寶鋼一號(hào)鐵皮坑深基礎(chǔ)施工中，填補(bǔ)了我國(guó)深基礎(chǔ)施工軟土地基加固方面的空白。二十冶參與施工的寶鋼一期工程獲得冶金工業(yè)部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，公司還榮獲了全國(guó)技術(shù)進(jìn)步先進(jìn)企業(yè)等榮譽(yù)。
　　此后，二十冶的深基礎(chǔ)施工技術(shù)走向社會(huì)，屢克難關(guān)，連創(chuàng)佳績(jī)。1987年，二十冶在上海太平洋大飯店地下工程中，采用斜地錨拉桿支護(hù)新技術(shù)和新工藝，不僅加快了施工進(jìn)度，提前完成近萬平方米的地下工程基坑支護(hù)工程，還節(jié)約投資263萬元，工程質(zhì)量得到日本專家和業(yè)主的高度評(píng)價(jià)。上海太平洋大飯店工程以優(yōu)異的施工質(zhì)量榮獲國(guó)家魯班獎(jiǎng)，成為二十冶迄今十枚魯班獎(jiǎng)的第一個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。專家評(píng)價(jià)這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)，在國(guó)際屬于先進(jìn)水平。二十冶翌年又將這項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用于滬杭鐵路路基加固、梅隴地區(qū)鐵路涵箱基礎(chǔ)加固以及上海展覽中心北館基礎(chǔ)工程，均取得可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
　　二十冶承擔(dān)的上海展覽中心北館工程位于繁華鬧市區(qū)，基坑開挖深度為－9米，混凝土施工量達(dá)2.27萬立方米，鋼筋4000多噸?；娱_挖支護(hù)成為整個(gè)工程施工的關(guān)鍵。二十冶再次采用斜地錨拉桿支護(hù)新技術(shù)，做到地下基礎(chǔ)不滲不漏，完全滿足了業(yè)主和地方政府的要求。

二、揚(yáng)名“遠(yuǎn)東第一坑”屢創(chuàng)施工新記錄
　　

　　地鐵一號(hào)線是上海構(gòu)筑地下交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)端之作，徐家匯車站又是地鐵一號(hào)線中規(guī)模最大的車站，車站全長(zhǎng)605米，寬22米，深17米，為地下3層鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)規(guī)模和施工難度被稱為“遠(yuǎn)東第一坑”。為了干好地鐵徐家匯車站工程，二十冶從意大利引進(jìn)一臺(tái)BH-7型半導(dǎo)桿液壓抓斗成槽設(shè)備，并根據(jù)工程結(jié)構(gòu)情況，進(jìn)行地下連續(xù)墻施工工藝的研究開發(fā)，自行研制全部施工用配套機(jī)具，配制護(hù)壁泥漿，使引進(jìn)于國(guó)外的這項(xiàng)先進(jìn)施工工藝在上海軟土地基上“開花結(jié)果”，在成功移植、精心栽培的基礎(chǔ)上，二十冶技術(shù)人員還對(duì)這項(xiàng)工藝大膽改進(jìn)，用拼裝式活動(dòng)鋼導(dǎo)墻代替鋼筋混凝土導(dǎo)墻，使其能夠重復(fù)使用，結(jié)構(gòu)更加合理，功能更為可靠，與一次性鋼筋混凝土導(dǎo)墻相比，工程成本明顯降低，實(shí)現(xiàn)了地下連續(xù)墻施工工藝的創(chuàng)新。1989年12月，上海地鐵公司組織一號(hào)線工程質(zhì)量大檢查，二十冶建筑分公司施工的標(biāo)段獲得第一名；1990年5月，上海市“南浦大橋、合流污水、地鐵一號(hào)線”三大市政重點(diǎn)工程質(zhì)量安全大檢查，二十冶建筑分公司施工的標(biāo)段又獲地鐵組第一名。
　　二十冶在深基礎(chǔ)施工技術(shù)方面的探索始終沒有停頓，其屬下的建筑分公司于1992年組建基礎(chǔ)工程處，分公司分管副經(jīng)理劉占清和基礎(chǔ)工程處主任范作峰率領(lǐng)工程技術(shù)人員，在這一專業(yè)領(lǐng)域不斷開拓創(chuàng)新，每年不間斷地承建多項(xiàng)重要的深基礎(chǔ)施工項(xiàng)目，行業(yè)跨度從冶金、造船、高層建筑到市政、建材、紙業(yè)、水利等，地區(qū)從上海輻射到杭州、寧波、江蘇、深圳、三峽、太原、營(yíng)口、武漢、天津等地，僅承建的地下連續(xù)墻項(xiàng)目就超過40項(xiàng)，大型漩流池、層流池、沖渣溝項(xiàng)目10余項(xiàng)，提升了企業(yè)在深基礎(chǔ)施工中的技術(shù)和管理優(yōu)勢(shì)。
　　位于上海浦東陸家嘴的銀冠大廈(現(xiàn)浦項(xiàng)廣場(chǎng))地下連續(xù)墻深度38米，基礎(chǔ)坑開挖深度19米，比同期施工的上海金茂大廈基礎(chǔ)還要深2米。二十冶積極開發(fā)適于在松軟地質(zhì)使用的新工藝，大膽變更多項(xiàng)國(guó)外設(shè)計(jì)，使重達(dá)32噸的榫式預(yù)制接頭在38米超深地下墻施工中成功應(yīng)用，并對(duì)傳統(tǒng)的鋼筋籠制作、槽壁注漿加固等工藝進(jìn)行創(chuàng)新，保證了1.5萬立方米的地下連續(xù)墻在短短兩個(gè)多月內(nèi)順利完成，節(jié)約了施工成本，提高了工程質(zhì)量?；娱_挖后，圍護(hù)工程順利通過技術(shù)鑒定，墻體質(zhì)量受到專家一致好評(píng)。工程采用的榫式接頭、深層攪拌樁、壁裂注漿等多項(xiàng)軟土地基處理技術(shù)，通過上海市建科委技術(shù)鑒定，評(píng)語為“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先”，榫式接頭技術(shù)還獲得“外觀設(shè)計(jì)”和“實(shí)用新型”兩項(xiàng)國(guó)家專利，并被審定為國(guó)家級(jí)工法，提升了我國(guó)地下連續(xù)墻的施工技術(shù)水平。
　　浦東世紀(jì)大道工程是上海市1998～999年重大實(shí)事工程，4.1標(biāo)工程下立交埋深-7.4米，結(jié)構(gòu)底板7米以下為已建成的地鐵2號(hào)線盾構(gòu)隧道，地下連續(xù)墻最深處距地鐵隧道僅2米，路段地下管網(wǎng)十分復(fù)雜，施工難度之大、技術(shù)要求之高前所未有。二十冶建筑分公司運(yùn)用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)地鐵保護(hù)段設(shè)計(jì)方案提出修改，為確保質(zhì)量和工期創(chuàng)造了有利條件。項(xiàng)目部開展的“楊高路立交施工對(duì)地鐵2號(hào)線的保護(hù)及理論分析”課題研究通過市建科委技術(shù)鑒定，結(jié)論為“已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平”。工程竣工后，經(jīng)核驗(yàn)，單位工程優(yōu)良率達(dá)100%，工程先后被評(píng)為“冶金優(yōu)質(zhì)工程”、“上海市市政工程金杯獎(jiǎng)”和“國(guó)家市政工程金杯獎(jiǎng)”。
　　最近幾年，二十冶承建大型熱軋工程和寬厚板工程數(shù)量陡增，企業(yè)在基礎(chǔ)施工的深度和難度上不斷刷新記錄。
　　寶鋼l880熱軋工程漩流池，地下連續(xù)墻深－53米，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)深－35.5米，內(nèi)徑29.6米，是寶鋼工程中最深最大的旋流池，也是當(dāng)時(shí)我國(guó)冶金行業(yè)最深的旋流池。施工人員在超深基礎(chǔ)施工中采用逆作法，自上而下將結(jié)構(gòu)分為五個(gè)層級(jí)，邊挖土邊施工，還采取連續(xù)墻全面鑿毛、焊接對(duì)接螺栓等多項(xiàng)施工工藝，確保了工程順利完成。
　　浦鋼搬遷工程寬厚板項(xiàng)目旋流池地下連續(xù)墻深-54.2米，基坑開挖深－36米，鋼筋籠單幅重達(dá)35噸，澆注混凝土約4500立方米，超過寶鋼以往基礎(chǔ)工程的深度，施工難度和風(fēng)險(xiǎn)很大。二十冶建筑分公司采用先進(jìn)的技術(shù)措施，創(chuàng)造了兩天1幅槽段的驚人速度。
　　營(yíng)口五礦寬厚板漩流池工程地下連續(xù)墻深－56米，基坑開挖－36米，其深度目前居國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)之首。二十冶投入巨資又購(gòu)置一臺(tái)先進(jìn)的成槽機(jī)，保證了工程提前完成。施工期間在業(yè)主的大力舉薦下，建筑分公司又在當(dāng)?shù)刂袠?biāo)承建一項(xiàng)淬火池深基礎(chǔ)工程。

三、情系地鐵二十年不間斷為民造福

　　地鐵是一座城市發(fā)展的水平線，也是一座城市獨(dú)特的風(fēng)景線。能夠享有出行便捷的地鐵是城市居民的夢(mèng)想，能夠參與地鐵建設(shè)為民造福也是二十冶一直沒有中斷的夢(mèng)想。
　　上海軌交一號(hào)線徐家匯車站“遠(yuǎn)東第一坑”工程，結(jié)下了二十冶與地鐵工程濃濃的情緣，此后在他們深基礎(chǔ)施工的業(yè)績(jī)史冊(cè)上，留下了一連串地鐵、輕軌和隧道工程的名字：上海軌交一、二號(hào)線的徐家匯車站、常熟路車站、人民廣場(chǎng)車站、陸家嘴車站、浦電路車站以及軌交三號(hào)線車站，武漢地鐵二號(hào)線金色雅園車站，杭州地鐵一號(hào)線濱康路車站，還有上海復(fù)興東路電纜越江隧道、上海大連路越江隧道工程等……
　　在這些城市地下交通工程施工中，二十冶發(fā)揮深基礎(chǔ)施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大多承擔(dān)了工程最為關(guān)鍵的基坑支護(hù)和開挖施工，有的工程還承擔(dān)了鋼結(jié)構(gòu)及車站屋面結(jié)構(gòu)施工或者電氣自動(dòng)化工程施工，這些工程地質(zhì)狀況不同，建筑規(guī)模不一，施工過程經(jīng)歷了各種考驗(yàn)。
　　杭州蕭山濱康路地鐵站，是總包方因質(zhì)量問題清退原地下墻分包單位，由二十冶接手承建的一項(xiàng)深基礎(chǔ)工程。車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段埋深近15米，端頭井底板埋深16.2米，地下水位高，土質(zhì)主要為淤泥質(zhì)粉細(xì)砂土，如果技措不到位極易發(fā)生塌方，影響墻體質(zhì)量。二十冶根據(jù)多年的深基礎(chǔ)施工經(jīng)驗(yàn)，采用輕型井點(diǎn)預(yù)降水，以保證成槽質(zhì)量。總包方對(duì)這項(xiàng)措施的效果最初持懷疑態(tài)度，結(jié)果是：施工過程平安無事，施工質(zhì)量里實(shí)外光?？偘脚宸卣f：二十冶真是既有技術(shù)實(shí)力，又有施工經(jīng)驗(yàn)！
　　二十冶承建的武漢地鐵二號(hào)線金色雅園車站工程，距周邊新建高層住宅小區(qū)最近處僅三四米，而且地下承壓水豐富，地下連續(xù)墻施工難度很大。為了安全順利地干好這項(xiàng)工程，二十冶建筑分公司基礎(chǔ)工程處增大投入，采用多項(xiàng)成熟技術(shù)，保證了施工進(jìn)度和質(zhì)量，在地鐵工程兩次評(píng)比中均獲得第一名。

四、承續(xù)輝煌在金融風(fēng)暴中迎接新挑戰(zhàn)

　　在連年的地下工程施工中，二十冶建筑分公司深基礎(chǔ)施工能力不斷提高，目前形成了地下連續(xù)墻、降水、拉錨、地基處理、地下砼結(jié)構(gòu)施工五大專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有先進(jìn)的地下連續(xù)墻成槽設(shè)備3套、錨桿設(shè)備1套、降水設(shè)備60套，擁有一批經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)管理及特種作業(yè)人員。二十多年中為企業(yè)培養(yǎng)和輸出了大批專業(yè)技術(shù)人才，近年又陸續(xù)引進(jìn)一批專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生，為公司的深基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)注入了新鮮血液。2008年在世界發(fā)生金融風(fēng)暴的大背景下，二十冶建筑分公司憑借信譽(yù)和實(shí)力拓展市場(chǎng)，承攬的地下基礎(chǔ)工程達(dá)到10項(xiàng)，混凝土實(shí)物量近5萬立方米，創(chuàng)造了基礎(chǔ)工程處成立以來的歷史新記錄。這一年里，基礎(chǔ)工程處還獲得授權(quán)專利2項(xiàng)，受理專利4項(xiàng)；獲全國(guó)冶金系統(tǒng)QC成果二等獎(jiǎng)與上海市QC成果三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；申報(bào)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目2項(xiàng)、工法1項(xiàng)。二十冶建筑分公司經(jīng)理劉劍、黨委書記王慶亮表示，要繼續(xù)加大投入，不斷開發(fā)創(chuàng)新，打造企業(yè)品牌，提升公司在深基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，在國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中再立新功。
近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重心轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，地下空間開發(fā)利用成為城市建設(shè)發(fā)展的新途徑，由此推進(jìn)了深基礎(chǔ)施工和軟土地基處理技術(shù)的進(jìn)步。二十冶總工程師秦夏強(qiáng)說，進(jìn)入寶鋼和上海30年來，二十冶在深基礎(chǔ)施工方面積累了大量的科技成果和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提煉出多項(xiàng)專有技術(shù)、施工工法和技術(shù)專利，多項(xiàng)成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平，如“大面積深層降水施工技術(shù)”、“軟土地基斜地錨新技術(shù)”、“超深大型漩流池施工工藝及理論分析”、“超長(zhǎng)地下箱型混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)”、“超深地下連續(xù)墻施工工法”、“upvc管井(井點(diǎn))降水施工工法”等，進(jìn)一步提升了二十冶地下基礎(chǔ)施工優(yōu)勢(shì)。今后公司將圍繞國(guó)家城市化建設(shè)地下空間開發(fā)重點(diǎn)和4萬億投資重點(diǎn)，著力開發(fā)城市軌道交通和地下空間施工技術(shù)，支撐企業(yè)不斷擴(kuò)大和延伸深基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，讓二十冶筑造的地下豐碑在更多的城市聳立。（作者單位：中國(guó)二十冶）　②