沙河是河南省重要的水源保護地,同時沙河也是西二線東段的「卡脖子」工程,位居全線「五大控制性工程」之首。穿越河道水面寬1470米,平均水深6米至8米,雙管穿越全長近4公里,這麼寬的河道采用大開挖方式穿越,困難之多、風險之大、工期之緊在國內管道建設史上絕無僅有。
首先是水位控制難。沙河河道內地層主要由純卵石構成,透水性強,施工區域河道破壞嚴重,常年采砂後陷空區已成為人工湖,水位不容易控制。
其次是管溝成型難。由于純卵石粘聚力低,鋼板樁打入困難,溝壁得不到有效支護,經常性出現大面積塌方。
三是管線下溝難。預制管線從圍堰頂部吊運到已成型的管溝溝底,由于有效距離短、坡度大、轉彎半徑小、純卵石段動載荷承載力低等一系列不利因素對下溝造成較大影響。
四是現場協調難。現場降水、水泵看護、機械施工等工序均需要24小時連續施工,上百台各類機械設備和300多人的龐大隊伍同時施工,協調難度相當大。
管道局把這一艱巨的任務交給了管道二公司。時任管道二公司經理助理、現任公司副經理的王慶2009年底剛從冰天雪地的俄羅斯西伯利亞歸來,2010年元月16日就再次臨危受命,籌劃組建沙河穿越項目部。王慶這「英雄集結號」一吹響,管道二公司攻堅克難中屢戰屢勝的精兵強將們,便迅速雲集到王慶經理麾下,拉開了河流穿越史上規模空前的沙河決戰帷幕。
「兵無常勢,水無常形,能因敵變化而取勝者,謂之神」。奮戰在沙河穿越工地上的管道二公司人,不愧是管道戰線的兵聖「戰神」,他們在實地勘察、精心研究的基礎上,敢于打破約定俗成的河流穿越思維,敢于走前人不曾走過的新路,敢于在工藝流程上獨闢蹊徑,大膽創新,在管道建設史上首次采用「分級圍堰、連續開挖基坑降水」、「柔性帷幕止水」、「明水強排,水力壓差降水」、「網箱臥泵式降水」等措施,破解了這道國內外罕見的河流大開挖穿越施工技術難題。
分級圍堰、連續開挖基坑降水。在保證管道安裝質量,滿足水源地環保要求的前提下,沙河穿越項目部因地制宜、大膽創新,決定通過逐段開挖基坑、分段圍堰抽水的新工藝,實施河流穿越。即先在河道上下游規劃修築主圍堰,然後再順著主圍堰內管線敷設方向分隔成12個連續矩陣深基坑,分段施工開挖,再在基坑主圍堰內修築副圍堰,在承壓水強滲涌處開挖環形集水溝,通過多級排水,保障圍堰內管溝的開挖和管線安裝。
柔性帷幕止水。為了防止圍堰滲水,項目部獨出心裁,將兩層彩條布夾裹一層土工布,用麻線縫成柔性止水帷幕。鋪設前,由長臂挖掘機修整基坑迎水面,潛水員下水檢查基坑迎水面平整度合格後,開始鋪設柔性止水圍幕。挖掘機沿著止水圍幕拋灑中粗砂,以起到壓實止水圍幕,使止水圍幕與基坑迎水面緊密結合,從而達到阻擋層間水平滲的目的。
明水強排,水力壓差降水。明水強排指排除施工基坑內的可見明水;水力壓差降水是指在施工基坑附近開挖深基坑排水,降低臨近基坑水位高度,從而降低水位壓力,減少施工基坑承壓水的滲涌。明水強排和水力壓差降水均采用低揚程、大排量的岸基式降水設施(混流泵或離心泵),在降水設施的排水口下方放置自制的的浮箱,用以分散水流沖刷力,防止排出水回沖圍堰。
網箱臥泵式降水。在圍堰抽水過程中,由于沙石常被吸入泵框,堵塞了抽水泵的入口,影響了施工進展。王慶與鉗工老師傅們商量對策,提出在泵頭位置添加內網,雙層保護,阻止大顆粒沙石吸入。按此設計了一些內質網使用後,證明抽水效果明顯提高,很快這個方法在整個工地推廣開來。為了保障水泵晝夜不停地抽水,他們在此方法上不斷改進和完善,先將潛水泵放在自制網箱里,再把網箱放在水底合適位置抽水,以防止卵石之類雜物堵塞管口,燒壞電機、影響水泵正常運轉。
九級輸送礫石。前期圍堰打壩、分級降水、圍幕止水、「人造梯田」等工序完成後,剩下的就是艱難的管溝開挖與成型。每當此時,最緊張的莫過于王慶了,盡管在管溝兩側做足了安全防護,甚至打下了兩排防塌樁和鋼板,但他依然瞪大了雙眼緊緊盯著挖掘機作業,每一斗下去仿佛都要把心挖出來似的。12米的深度啊,管溝兩側滲水點少則七八處,多則幾十處,塌方、滑坡現象此起彼伏,稍不留神都可能造成災難性後果。隨著管溝一米米地延伸,這麼大的土石方量放在哪里呢?如果將其甩在管溝兩側,但堤壩和梯田坎壘的過高,塌方的危險性也相應增大。辦法總比困難多,王慶因地制宜,實行「九級輸送法」,將土石方直接摔到圍堰外。在他的指揮下,9台挖掘機按照前後5米、高差1.5米左右的距離,分梯次擺開了架勢。從最下面的一台挖掘機開始,將挖出的一斗土石方放置在身後挖好的一個坑內,再由第二台挖掘機挖起放置到身後,依次類推,直至最後一台挖掘機把這斗土石方拋至堤外。也就是說,每一斗土石方要經過9次艱難倒運,才能完成一個周期循環,這在別的穿越工程中絕無僅有!要說別的工程是以公里來計算的,那麼沙河穿越絕對算得上是論米、甚至是厘米來推進的。
如果把沙河比作「地」的話,那麼洪水就是「天」,沙河參戰將士們不僅僅要跟地斗,還要跟天斗。
這是發生在2010年9月6日的一件事︰截至當天上午7點,已經在工地奮戰了一天一夜的職工們眼楮里充滿了血絲,但眼看6號圍堰管溝成型,水位持續下降,管線即將下溝,大家都顯得無比興奮。但就在這時,對講機里傳來了項目經理王慶的聲音︰「混流泵停止啟動,立刻拆除,各小組做好撤離準備!」原來,項目部接到上級緊急通知,上游昭平台水庫中午11點開閘泄洪。面對來之不易的勝利果實即將化為烏有,盡管大家萬分不情願,但是洪水無情,安全第一。至中午12點,現場所有人員、設備緊急撤離完畢。
2010年沙河地域出現了自1978年以來32年不遇的洪水和強降雨,現場先後經歷8次洪峰,施工反復進場、撤場達47天之多。面對無情的洪水和一次次的復工與緊急撤離,管道二公司沙河穿越項目部全體參戰將士始終沒有氣餒,他們利用洪水間隙進行圍堰修復和加固,將設備保養、調整到最佳狀態,只要條件允許,他們便會立即投入到施工中去。他們哪里需要哪里干,哪里最艱險就出現在哪里。即使蚊蟲叮咬、河水浸泡導致皮膚潰爛;赤手摳泵框內的雜物被鋒利的鋼絲網扎破血染河水;施工需要三天兩夜不合眼,他們也沒有一句怨言。他們用實際行動踐行著最初的誓言︰紅隊爭先、勇挑重擔、沖鋒在前!
歷經9個多月的艱苦鏖戰,截至2010年10月30日上午10時10分,沙河穿越主體比原計劃提前1天順利貫通,保證了西二線黃陂以北投產目標的實現!管道二公司全體參戰將士在施工中創造的多項施工工法獲得集團公司工法評估中心認證,填補了國內長距離、惡劣地質條件下大開挖河流穿越的歷史性空白,為管道局贏得了榮譽,也為祖國的管道事業更添一頁美麗的詩篇!