地下尖兵 盾构达人——记建设部劳动模范北京市政集团四处郭玉海

    40出头的郭玉海,在北京地下工程施工领域已小有名气。他是北京市政路桥市政集团乃至华北地区最早接触盾构的人之一。自1999年至今,他始终奋战在盾构施工第一线,先后参与了亮马河、坝河、凉水河污水截流工程及地铁4号线、8号线、14号线等工程施工,14年来积累了丰富的盾构施工经验。从直径2.7m,到4 m、6 m,再到目前国内地铁施工直径最大10.22 m盾构机,郭玉海十几年如一日,深入实践,刻苦钻研,带领项目团队立足实际,推动技术变革,实施盾构机“本土化”改造,攻克了一道道技术难关,创造了一个个北京、全国,乃至世界盾构施工史上的“第一”。

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郭玉海在盾构机施工现场

 

    征服“砂卵石”,连破多项记录

    1999年,从国外项目锻炼6年回国的郭玉海,赶上了北京亮马河、坝河等污水管线工程施工。这2个在外人看来不起眼的小工程,可都具有“里程碑”意义:亮马河开创了我国北方地区的盾构施工先例;坝河截流工程则是盾构机在弯道掘进的工况下,连续穿越东四环路、京顺路、机场路、机场南侧路和四元桥,并创下一次性掘进2500 m的国内最高纪录而轰动一方。也正是这两个工程让郭玉海积累了丰富的实践经验,为他日后成为盾构领域的专家奠定了基础。

    2001年,郭玉海被委以重任,承担了北京市重点工程--凉水河污水管线截流工程。该工程属全断面无水砂卵石地质结构,采用盾构施工,当时在国内尚属首例。

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北京地铁4号线双-学区间隧道贯通现场

 

    面对国内无人问津的砂卵石地质盾构施工,郭玉海说,当时他心里也七上八下,压力很大。施工中的2块“硬骨头”让他费尽了心思。

    其一,施工中使用的盾构机本来是针对南方黏土地质作业环境设计的,面对北方坚硬的砂卵石地质,盾构机明显“水土不服”。为了让机器适应新的地质环境,郭玉海在提高技术人员操作水平的基础上,结合施工特点,对盾构机进行了创造性地“本土化”改造。

    “设备上没有泡沫系统,我们就自己研发,压力罐自己采购,泡沫发生器自己组装,连泡沫都自己做。”郭玉海回忆,除了泡沫系统,其他如刀盘、刀具、螺旋机等配套设施,也都被动过手脚。

    工程又一难点是要在“不扣轨、不加固、不慢点”的苛刻条件下穿越京广、柳西等铁路,同时保证地面“零沉降”。为此,郭玉海带领施工、技术队伍,迎难而生,在注浆、掘进、地面控制、施工管理做足功课、精益求精。最终,安全穿越并创造砂卵石地层盾构掘进850 m不换刀的国内记录。

    3年后,在郭玉海担任项目经理的北京地铁4号线14标工程中,他的团队再一次刷新了该项纪录,成功了创造砂卵石地质1400 m盾构掘进不换刀的世界记录,被盾构机制造商--日本设备专家称为奇迹。

    发明“四机联推”,创造最快速度

    2009年,由郭玉海掌舵的北京地铁8号线06标工程,因要求提前16个月完工,再一次让他成为业界的焦点。半年时间,掘进8 km多,以前没有过。平时赶工,一个月推一公里多有可能,但连续6个月一直保持这个速度,常规干法绝对办不到。

    既然常规干法行不通,以求新求变著称的郭玉海,在经过充分论证后,重新制定24 h施工计划,创造性地采取了“四机联推”的新方法,即四台盾构机齐上阵,并做到区间隧道与车站附属结构、车站二次结构、车站设备安装并行进行,占满了时间和空间。

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北京地铁8号线“四机联推”最后一台盾构机出洞

 

    然而,“四机联推”加快了施工进度同时,给施工组织、现场管理、设备维护等也带来了空前的压力。“那时候,成天成夜地盯在工地上,不敢走。所有工作都是以往的几倍。每天上千吨的出土就够人一呛,原来组装调试一台机器要2个月,那时候1周就得搞定,后面还等着干活呢!”

    “回家睡睡觉、洗个澡,第二天就得立马回来开会。晚上干到12点多,是常有的事儿”,郭玉海说,“对于干工程的人来说,泡在工地,顾不上家,这都很正常。项目经理必须以身作则,那样大伙儿才会跟着你、拥戴你,整个团队也才更有战斗力。”

    就这样,郭玉海在超常规的条件下,仅用了6个月,就完成了盾构区间8700 m的掘进任务,并一举创下了单台盾构机日进尺61.2 m、月进尺1200 m的国内地铁盾构施工新记录。

    驾驭最大盾构机,穿越风险地带

    2011年开工的地铁14号线15标工程,郭玉海项目部首次使用了国内地铁施工最大直径的10.22 m盾构机,并成功下穿城市复杂地层,圆满完成了3151.6 m的超长距掘进。大盾构的成功,标志着北京的地下工程建设翻开了新的一页。

    在地质环境方面,10.22 m大盾构先后成功穿越了北京东四环、大面积平房区、高压电力塔基、坝河、酒仙桥、酒仙桥地区老旧建筑,以及首都机场高速路、机场快轨、京顺路等众多构筑物。面对风险源众多、地质结构复杂的盾构施工,郭玉海团队因地制宜推动技术改革升级、见缝插针优化施工管理,完美实现了我国盾构施工史上一次新的跨越,用实践证明了大盾构在复杂城区内应用完全可行。

    从技术应用角度,10.22 m大盾构“一洞双线”、一次性掘进隧道3151.6 m,实现了北京地区乃至全国大盾构首次超长距离掘进。同时,该工程在国内首次采取了“盾构先行、车站扩挖”的方法,并且在盾构“过站”施工中进行了“做完车站风道后,盾构经过”和“连车站风道都不做,盾构直接暗过”2种情况的成功尝试。郭玉海说,这种新方法在国内尚属首例,在国际上绝无仅有。这种独创的方法,大大提高了施工效率,解决了一系列如因某个车站未建好而影响整条线施工的问题,填补了该领域的技术空白。

    大盾构虽然优势颇多,但施工中它因“块头”过大,也给郭玉海出了不少难题。比如,为了让“大家伙”在地下完成大角度转弯,他们不得不拆掉预设轨道,自创了“侧滑平移”过弯法;为了绕开地面建筑物、减轻施工风险,他们还发明了盾构“曲线始发”工艺。逢山开路遇水搭桥,一个个新发明、一项项新工艺、一次次技术升级,在解决难题的苦思冥想中应运而生,它们经过不断地积累、凝结,最终聚拢形成郭玉海项目部盾构施工的“技术高地”。

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10.22m直径大盾构施工现场

 

    十几载盾构生涯青春作陪,几十项首创工程汗水为伴。

    郭玉海,用青春与汗水成就了一个个品质工程、一项项口碑荣誉:他负责的工程先后获得文明安全达标样板工地2项,长城杯金奖5项、银奖2项;项目部被共青团北京市委授予“北京市优秀青年突击队标杆保持”称号;本人更是被评为“北京市青年岗位能手”及“建设部劳动模范”。(通讯员 任江博) 

    注:本文刊载于《市政技术》2013年第5期,第4、5页。