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中煤矿建:“大巷深井”走出来的“地铁尖兵”

来源:新华丝路,新华丝路 责任编辑:马祥平 2021-12-16 13:36:33

中煤矿山建设集团有限责任公司(下称“中煤矿建集团”)隶属于安徽省国资委,2007年8月由中煤第三建设(集团)有限责任公司和中煤特殊凿井(集团)有限责任公司合并组建而成,是一家跨行业、多元化经营的大型施工企业集团,是国内乃至国际矿山建设行业的领军企业,综合实力连续15年位居我国煤矿建设行业榜首。

作为中国矿山建设的领军企业,近年来,中煤矿建集团在持续巩固矿山建设核心主业优势的同时,以建筑业为主体,实施同心多元发展战略,积极推进转型升级。2007年,利用国家准许矿山建设总承包特级资质企业进入地铁建设市场的有利时机,一举中标天津地铁3号线工程,并在此后的十余年间迅速布局天津、北京沈阳、南京、武汉、大连、合肥上海南昌等十余个省市地区,实现了“矿建王牌”到“地铁尖兵”的华丽蜕变。

矿建王牌初亮剑 地铁行业扬美名

21世纪初,国内煤炭产能严重过剩,煤炭矿建市场大幅萎缩。特别是随着国家供给侧结构性改革和煤炭去产能的深入推进,煤炭基建市场面临进一步萎缩的严峻市场形势。

变则通,通则达。企业的发展从来都不是一帆风顺、一片坦途。中煤矿建集团顺势而为,积极发挥企业技术、人才、设备等优势,坚决把矿建施工技术引入地铁隧道施工领域,坚定信心开启一条新的转型发展之路。2007年,中煤矿建集团在全国第一批沿海开放城市注册成立全资子公司天津公司,同年中标施工天津地铁3号线14C合同段总包项目。

天津地铁3号线工程是天津市快速轨道交通网中的南北骨干线。该合同段是3号线5个标段中的最大标段,包括两个车站、两个盾构区间隧道和一个明挖段。盾构掘进全长4651.5米,车站总建筑面积18733平方米,项目开挖宽度深度大,变形控制要求严,环境保护等级高,是天津地铁3号线的重点合同段工程。中煤矿建人发扬“特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献”的企业精神,克服施工过程中的重重困难,奋勇拼搏、攻坚克难。全线竣工后,地铁3号线工程顺利拿下国家优质工程奖,让矿建王牌军的形象在地铁建设领域锋芒初露。

苦练内功强本领,一朝闻名天下间。在持续深耕天津、沈阳、大连、武汉地铁市场后,集团又将目光转向省内。2017年,凭借过硬的实力和品牌影响力,集团所属市政工程公司中标合肥地铁3号线17标地铁高架项目,又在2019年中标合肥地铁5号线5B标项目,深耕省内厚土,拓出全新天地。

合肥地铁5号线5B标项目是中煤矿建集团作为安徽省属企业唯一独立总承包的地铁建设项目,包含1站两区间,工程总造价5.02亿元,工期943天。其中,北一环路站是合肥最深地下四层车站,长274.5米,标准段宽22.1米,主体总量达55块结构板,相当于3个标准地铁车站施工量。

车站围护结构采用国内领先工艺的套铣接头地下连续墙,单个墙体钢筋笼45吨、深39米,创出了合肥“最大最深”纪录,施工速度达到1天浇筑1幅,创出了合肥“最快”施工纪录,并首次在合肥施工了玻璃纤维筋地下连续墙。车站基坑最深达到34.8米,相当于向下建设12层楼的深度,创出了合肥最深地下四层车站“最深”纪录。施工的三阜北区间是合肥公认最复杂南淝河沿岸地层,区间在合肥首次采用“钢弹簧浮置板道床”工艺,侧穿2个国家级和省级文物保护单位。

截至目前,中煤矿建集团地铁盾构项目覆盖全国二十余个省市地区,仅在天津片区掘进里程就达到30公里以上,并累计在地铁施工领域获得数十项国家级奖、省部级奖项。从大巷深处的“矿建王牌”到“地铁尖兵”的成长成熟,中煤矿建一路走来,披荆斩棘,一路高歌。

“矿建技艺”实力显 地铁领域展雄风

“在矿建领域,我们的技术、装备、工艺代表着国内最高水准,在世界上也处于领先地位,这也是我们实施同心多元发展战略最具竞争优势的领域。”中煤矿建集团党委书记、董事长郑玉建说。

近年来,中煤矿建集团发挥矿建立井冻结施工、矿山法施工、机械法施工技术优势,从其他地铁施工企业最薄弱而自身最擅长的领域入手,在地铁建设领域实现了弯道超车,成功推动了技术创新和转型发展的进程,以巨匠造物之心,助力中国城市地铁建设。

在全国最大断面的武汉地铁27号线地铁隧道施工中,承接施工任务的市政工程公司使出了矿山法施工这一尖兵利刃,成功创下了单月186环,单日13环,双线连续2个月300环以上的施工记录,提前实现了隧道的高精度贯通。时任中煤矿建集团市政工程公司武汉地铁27号线纸坊线五分部的项目经理申五刚回忆起那段时光,仍然记忆犹新。

武汉地铁27号线纸坊大街站—地铁小镇站区间为全国最长的地铁矿山法施工区间,该区间下穿青龙山山脉,地下溶洞宛如蜂巢,平均每米就有一个溶洞。最大溶洞垂直高度约31米,相当于10层楼高,最宽近50米,相当于一个标准游泳池。且途经学校、居民区、交通要道,施工难度全国罕见。

申五刚当时需要做一个选择题,如果采用常规盾构法,溶洞一旦处理不当,盾构掘进时可能引发地面沉陷、透水、坍塌等险情,严重的直接造成盾构机“栽头”“沉陷”,导致线路报废;亦或是使用更高造价的矿山法施工。多轮技术论证后,申五刚和技术部门得出一致结论,那就是常规地铁施工采用的盾构法在这个项目无法施行,只能采用矿山法开挖。

“当时最大的困难,是溶洞太密集,曾有一段在30米的距离内遭遇56个溶洞。”申五刚说道。溶洞平均每小时涌水量达到50立方米左右,并且夹杂大量泥沙,沉积高度几乎与成年人膝盖平齐,施工条件十分艰苦。

针对现场情况,集团多次邀请中国工程院院士、著名爆破专家王旭光,中国地质大师范士凯等国内知名专家到现场进行技术指导,反复论证,并与安徽理工大学等院校广泛开展校企合作,深入研究过程中遇到的各种难题。

工程施工前,先通过钻探、地质雷达探测、红外探水等手段,对施工区域进行全方位“CT扫描”,再合理优化施工方法。施工过程中,先后采用CRD施工法、中立柱+台阶法等施工方法,还引进了综掘机作业,开创了综掘施工工艺在地铁建设领域应用的先河。

凭借过硬的技术实力,施工过程中,创造了连续3个月单头进尺超过150米,单月最高进尺208米的佳绩,最终实现项目高精度提前贯通,创下武汉地铁矿山法施工新纪录。

打铁还需自身硬 技术创新助发展

“企业要获得永续发展,唯有持之以恒不断创新”。这是中煤矿建集团始终秉持的发展理念,也是集团在疫情影响下,持续保持竞争力的不二法宝。

据了解,中煤矿建集团2021年预计全年实现营业收入、新签合同额同比均增长了33%。可见,这记技术创新搭配产业创新的组合拳收效颇丰,不仅让经营业绩再创新高,也让创新之路越走越宽。

天津地铁5号线8标建昌道站至金钟河大街站区间施工中,为了确保全长940多米的区间顺利贯通,项目部多次组织专家论证,并在接收时首次采用明洞+冻结接收工艺,确保了工程顺利贯通,为后续盾构施工积累了宝贵经验。

天津地铁2号线机场延长线项目因现场不具备盾构机整体始发条件,施工团队结合项目实际情况,通过技术创新,有效解决了施工难题。该工程不仅提前两个月完工,还创出了天津市地铁施工小半径曲线始发、分体始发、超长距离掘进、长距离穿越粉砂层及浅覆土施工“五个第一”。

大连地铁209标项目红南风井深达89米,施工风险源较多,安全施工难度大。施工团队通过可行性技术研究,采用矿井吊盘和土建操作平台施工技术相结合的方法,有效规避了安全风险,提高了施工工效。南京地铁项目部采用盾构机主机整体轮滚式过矿山法隧道工法,有效缩短了施工工期。

唯改革者进,唯创新者强。施工生产中,中煤矿建集团不断建立完善技术创新的激励机制,发挥好生产技术部门的科技创新主导作用,在盾构机过特殊地质条件等支撑主业发展的关键技术上取得了突破。“一种大功率超声振动盾构机刀具”、“一种可防渗漏的铁路隧道排水盲管及其施工方法”、“一种V级围岩大断面铁路隧道施工支护结构及施工方法”等一大批科技创新成果已在实际生产中广泛运用并获得了国家发明专利和实用新型专利成果。

中煤矿建集团广泛开展群众性技术创新活动,鼓励职工结合施工生产实际开展小改造、小革新、小建议、小发明、小设计活动,及时总结发现“五小”成果,加快推广应用,有效解决了施工生产中的难题。其中,“小松盾构机外置注浆包技术”在2017年煤炭行业建设工程优秀QC成果发布会上荣获一等奖。“清水混凝土施工质量控制”研究成果荣获2018年煤炭工业QC成果一等奖。

“近年来,我们还着力在各地铁施工项目上推广应用VR技术,深度推进智慧工地建设。”中煤矿建集团市政工程公司党委书记牛刚介绍说:“戴上头盔,手持VR手柄,通过VR眼镜就可以漫游在工地施工场景中,也成为了各项目在开展安全警示教育中最常用到的手段。”

VR安全体验是通过虚拟现实 VR 技术模拟施工现场类似的环境,能使人“亲身”经历工程建设施工中火灾、电击、坍塌、机械事故、高空坠落等工程事故,具有真实、互动、情节化的特点,让体验者亲身去经历,去感受施工过程中可能发生的各种危险场景,并掌握相应的安全防范知识及应急措施。

此外,天津地铁4号线8标项目施工中,中煤矿建集团市政工程公司首次推出盾构推进“四零”施工质量管理,从破损、渗漏、缺陷、污染4个方面全方位提高盾构隧道施工质量,确保在完工移交后,在设计合理使用年限内能有效保障地铁长期的安全和稳定运行。

值得一提的是,中煤矿建集团不仅发挥了自身优势在地铁建设领域不断创新发展,同时,积极利用在地铁建设领域积累的宝贵经验,反哺于煤矿建设。今年3月,首台矿用斜井敞开式TBM设备在长沙下线,标志着中煤矿建集团首台敞开式TBM首次用于煤矿长距离斜坡道施工,开创了煤矿斜井采用敞开式TBM施工的先例。同年11月份,在陕西延长石油煤矿矿井建设中,创出了单日进尺38.3米、单月进尺812.6米的全国纪录。

征途漫漫,当扬帆破浪;旌鼓催人,须策马扬鞭。站立在新时代的起点,中煤矿建集团正在全国地铁建设中昂首阔步,以巨匠造物的精神与技艺,创造出引以为傲的成绩,用赤子之心,为中国的城市现代化建设注入蓬勃的建设力量。(宗磊    刘书卫)

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