中国速度——走进京沪高铁深度报道之四

中国速度——走进京沪高速铁路深度报道之四
来自地质的挑战
《国际商报》记者许霞徐莲英
从黄河南岸,到巍峨泰山;从孔孟故里,到微山湖畔,由中国水电集团联合中铁
十局、中铁十六局共同施工的京沪高速铁路土建三标段(全长266.617公里)从京沪高铁济南黄河特大桥南引桥起始,穿越齐鲁大地,一路向南。

2009年8月29日下午5时,夏日的阳光依然灼热。

中铁十局承建的京沪高铁跨津浦铁路特大桥173号墩桩基施工正在紧张进行中。

来自重庆的女工赵大姐打开了卷扬机的开关,在她目不转睛的注视下,爱人的身影慢慢地下降到了“井底”。

所谓的“井”是由人工进行爆破开挖的桩基孔洞。

5公里之外就是国家级风景区灵岩寺。

然而,很少有人了解,在这秀美山川中,却暗藏京沪高铁桩基施工最大的“拦路虎。

”
“夫妻桩”的故事
“管段内跨既有线和部分并行地段桩基,由于施工机械无法靠近作业,只能以
人工方式进行桩基施工”。

中铁十局京沪高铁第二施工处副处长马法军说。

记者同时也看到,在173号墩施工现场的北侧,是一条深约30米的沟壑,南侧
则是一条上山的小型便道,便道比施工现场低大约10米,和京沪高铁平行的既有铁路——津浦铁路距离施工的防护桩只有2米。

于是,此处桥梁桩基的施工,只能以最原始的办法进行挖孔桩施工:先由工人打风枪钻孔爆破,然后人工铲出渣料用卷扬机吊出,再对周围进行混凝土护壁加固……
“这是别的队伍干不了才由我们接手的,离铁路太近了。

”赵大姐说,“我们已经打了三孔这种井了”。

赵大姐和记者说着话,眼睛却一直盯着井下,卷扬机的开关紧紧握在手里。

记者探出头去观望,一股带着土腥味的湿气扑面而来。

从上往下看,只能隐约看见“井”底的灯光。

“肯定很担心了,这下面经常都有水。

”当记者问赵大姐是不是担心井下爱人的安全时,赵大姐这样说。

据记者了解,京沪高铁跨津浦铁路特大桥位于济南张夏、万德镇之间,是典型的岩溶地貌,除了大小的溶洞、溶腔,还有暗河。

“跨津浦21号墩桩基施工,地下涌水量每小时达到400多立方。

我们采用周边井点降水法组织施工,投入51台大功率抽水机,一天24小时不停的抽水,勉强满足施工要求。

”马法军说。

记者了解到,在施工中,曾经发生一次意外断电事件,导致各种设备无法作业,作业人员在现场负责人指挥下利用备用的救援绳、软梯,立即开展自救,3分钟内即完成救援行动,未发生人员伤亡和设备损害事件。

“一旦停电,通风机没办法向井底通风输氧了,也没法排水了,而且从发电机重新运转到设备启动需要一段时间,所以我们制订了两套详细的应急救援方案,”马法军说,“每个工地上除了备有2台发电机,还准备了专门的供氧面罩用于应急。

一个面罩可以供氧半个小时。

”
说话间,井下去的缆绳动了动,一阵铃声响起,赵大姐按下卷扬机的开关,卷扬机徐徐卷动,将一桶石渣吊了上来,她随即将石渣倒进独轮车中。

“我们将这种桩称作‘夫妻桩’”,中铁十局京沪高铁项目部综合部长信长森说。

“一个人在井下,一个人在井上,两人必须‘心心相映、配合默契’。

不仅有‘夫妻桩’,还有‘父子桩’、‘兄弟桩’……这样一来,工地上的工人就特别注意安全施工,我们的安全管理措施他们都很自觉的执行。

无法进行专业机械化施工,是京沪高铁桥梁建设中一种特例。

而来自地质的挑战,则是整个京沪高铁土建三标普遍需要面对的。

地质拦路
通过查阅资料可以得知,所谓岩溶地貌,即广为人知的喀斯特地貌,通常指可溶性岩石,特别是碳酸盐类岩石(如石灰岩、石膏等),受含有二氧化碳的流水溶蚀,有时并加以沉积作用而形成的地貌。

岩溶地貌往往呈奇特形状,有洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河也有峭壁。

山东省的岩溶地貌主要位于鲁东南地区。

“历史上,黄河曾经多次改道,而我们施工的管段,在过去曾经是黄河流经的地域,这导致了该地域岩溶发育强烈。

”中铁十六局京沪项目部经理江拔其说。

这种地貌,在京沪高铁土建三标的范围内广泛存在,成为了影响京沪高铁桥梁施工进度的一大“拦路虎”。

在中铁十局跨津浦铁路21号墩施工现场,负责人马法军告诉记者,21号墩部分的桩基溶洞最多达到四层,处理起来相当困难。

项目部针对地下水丰富、水位较高的特点采取了堵漏,强排措施。

首先专人下井确定溶洞的大小以便采取相应的方案进行处理。

其次对于较小的溶洞采取用棉絮堵塞外面做好护壁的办法进行处理;对于很大两端贯通的溶洞采取两个井口同时立模同时灌注混凝土的办法进行处理;对于比较大的溶洞采用棉絮包裹干海带的办法进行封堵。

同时先施工暗河附近水量小的桩,待周边桩基挖到位后在护壁上炸开出水口,用周边井口帮助强降水的办法进行处理,最后在两侧同时灌注混凝土做护壁保证施工进度。

“洋办法土办法都用过,比如片石填充、混凝土注浆、棉被裹海带堵塞等,后来发现还是土办法管用。

”信长森笑着说。

在辽河1号特大桥,水电八局京沪项目经理刘光华向记者介绍了大桥桩基施工的基本情况。

“大桥桩基承载岩面的埋深从北到南逐渐减少,埋深11-60米,据钻探揭露,岩溶强烈发育,成吊珠状,在197个钻孔中有126个见溶系溶洞,遇溶率63%,溶洞发育多为未填充。

溶洞垂直揭示高度在0.2-12.3米不等,部分具有连通性,地质条件极为复杂,施工难度非常大,钻进过程中漏浆、塌孔、掉钻、卡钻、埋钻、护桶变形时有发生。

”刘光华说。

针对辽河特大桥的岩溶发育状况,中国水利水电集团对症下药探索科学的施工方案:“在具体施工中,“我们根据溶洞填充类型,采取了回填片石粘土、钢护筒跟进、预灌水泥浆、预灌塑性混凝土等技术措施,重点加强钻孔过程与混凝土灌注过程质量控制,确保工程进度与质量。

”刘光华说。

同样的地质地貌条件,在中铁十六局负责施工的管段内,尤其突出。

在中铁十六局京沪项目部,江拔其告诉记者:“由于溶腔的存在,桩基钻孔必须达到一定的深度,万一下面还有溶腔、溶洞,就不能保证桩基的有足够承载能力。

我们的桩基打下去,就好像糖葫芦一样,溶腔一个接着一个。

”
“在这种地质条件下进行桩基施工,不仅进度慢,而且施工作业非常困难,稍有不慎还容易发生各种突发事件。

”江拔其说。

2008年4月20日,在荆河特大桥205号桥墩桩基施工中,钻头突然击穿溶洞,造成护壁泥浆全部流失,引起地表沉陷,钻机的拉杆被拉断,导致两台钻机轰然栽倒,险些酿成安
全事故。

中铁十六局京沪高铁项目一分部总工程师胡伟告诉记者,在该桥施工中,先后有13个钻头被埋,损失达数十万元。

一次埋钻,至少耽误半个月时间。

除了岩溶地貌带来的困扰,斜岩层桩基施工也是京沪高铁桥梁桩基施工中的一大难点。

“斜岩的质地异常坚硬,正常情况下,一个循环下来,最多只能钻进去20公分。

”胡伟说,“斜岩的倾角大,最大的达40度,施工中钻头只有一个角受力,几天就砸坏一个钻头。

”
滑钻更严重,也就是钻头从斜岩的高端向低端滑落,造成卡钻。

“最麻烦的是容易造成偏孔,导致桩位不准,混凝土导管和钢筋笼下不去,轻则须进行修孔,重则须报废重来。

”胡伟介绍说。

据了解,在正常情况下,打一根桩需要半个月,如果是遇到斜岩,最快也得3个月。

荆河特大桥先后有80个桥墩遇到过斜岩。

258号桥墩桩基深39米,2008年3月底开钻,由于受斜岩困扰,到2009年3月底,整整一年时间,8根桩只完成6根。

“我们有根桩打了足足一年。

”江拔其说。

为此,中铁十六局京沪高铁项目部广泛开展科技攻关战胜岩溶和斜岩对桥梁桩基施工的威胁:“针对荆河特大桥施工中遇到的特殊地质情况,我们整合项目部技术力量,成立了以工程师胡伟为主导的技术攻关小组,通过请教专家、教授和现场钻机老技工,逐步摸索出一套有效的岩溶桩基施工技术。

另一方面,积极开展技术研究,分析地质岩性和岩溶特征,成功探索出打蜂窝状先导孔以及高端爆破、深孔水下预裂爆破工艺、潜孔钻辅助施工技术等方法,一举攻克了岩溶及斜岩地质条件下桥墩钻孔桩施工技术难关。

”江拔其说。

据了解,目前,荆河特大桥1868根桩剩余还不到10根,大桥基础施工即将全部结束。

(2009-9-16-3b)。