沙河是河南省重要的水源保护地,同时沙河也是西二线东段的“卡脖子”工程,位居全线“五大控制性工程”之首。穿越河道水面宽1470米,平均水深6米至8米,双管穿越全长近4公里,这么宽的河道采用大开挖方式穿越,困难之多、风险之大、工期之紧在国内管道建设史上绝无仅有。
首先是水位控制难。沙河河道内地层主要由纯卵石构成,透水性强,施工区域河道破坏严重,常年采砂后陷空区已成为人工湖,水位不容易控制。
其次是管沟成型难。由于纯卵石粘聚力低,钢板桩打入困难,沟壁得不到有效支护,经常性出现大面积塌方。
三是管线下沟难。预制管线从围堰顶部吊运到已成型的管沟沟底,由于有效距离短、坡度大、转弯半径小、纯卵石段动载荷承载力低等一系列不利因素对下沟造成较大影响。
四是现场协调难。现场降水、水泵看护、机械施工等工序均需要24小时连续施工,上百台各类机械设备和300多人的庞大队伍同时施工,协调难度相当大。
管道局把这一艰巨的任务交给了管道二公司。时任管道二公司经理助理、现任公司副经理的王庆2009年底刚从冰天雪地的俄罗斯西伯利亚归来,2010年元月16日就再次临危受命,筹划组建沙河穿越项目部。王庆这“英雄集结号”一吹响,管道二公司攻坚克难中屡战屡胜的精兵强将们,便迅速云集到王庆经理麾下,拉开了河流穿越史上规模空前的沙河决战帷幕。
“兵无常势,水无常形,能因敌变化而取胜者,谓之神”。奋战在沙河穿越工地上的管道二公司人,不愧是管道战线的兵圣“战神”,他们在实地勘察、精心研究的基础上,敢于打破约定俗成的河流穿越思维,敢于走前人不曾走过的新路,敢于在工艺流程上独辟蹊径,大胆创新,在管道建设史上首次采用“分级围堰、连续开挖基坑降水”、“柔性帷幕止水”、“明水强排,水力压差降水”、“网箱卧泵式降水”等措施,破解了这道国内外罕见的河流大开挖穿越施工技术难题。
分级围堰、连续开挖基坑降水。在保证管道安装质量,满足水源地环保要求的前提下,沙河穿越项目部因地制宜、大胆创新,决定通过逐段开挖基坑、分段围堰抽水的新工艺,实施河流穿越。即先在河道上下游规划修筑主围堰,然后再顺着主围堰内管线敷设方向分隔成12个连续矩阵深基坑,分段施工开挖,再在基坑主围堰内修筑副围堰,在承压水强渗涌处开挖环形集水沟,通过多级排水,保障围堰内管沟的开挖和管线安装。
柔性帷幕止水。为了防止围堰渗水,项目部独出心裁,将两层彩条布夹裹一层土工布,用麻线缝成柔性止水帷幕。铺设前,由长臂挖掘机修整基坑迎水面,潜水员下水检查基坑迎水面平整度合格后,开始铺设柔性止水围幕。挖掘机沿着止水围幕抛洒中粗砂,以起到压实止水围幕,使止水围幕与基坑迎水面紧密结合,从而达到阻挡层间水平渗的目的。
明水强排,水力压差降水。明水强排指排除施工基坑内的可见明水;水力压差降水是指在施工基坑附近开挖深基坑排水,降低临近基坑水位高度,从而降低水位压力,减少施工基坑承压水的渗涌。明水强排和水力压差降水均采用低扬程、大排量的岸基式降水设施(混流泵或离心泵),在降水设施的排水口下方放置自制的的浮箱,用以分散水流冲刷力,防止排出水回冲围堰。
网箱卧泵式降水。在围堰抽水过程中,由于沙石常被吸入泵框,堵塞了抽水泵的入口,影响了施工进展。王庆与钳工老师傅们商量对策,提出在泵头位置添加内网,双层保护,阻止大颗粒沙石吸入。按此设计了一些内质网使用后,证明抽水效果明显提高,很快这个方法在整个工地推广开来。为了保障水泵昼夜不停地抽水,他们在此方法上不断改进和完善,先将潜水泵放在自制网箱里,再把网箱放在水底合适位置抽水,以防止卵石之类杂物堵塞管口,烧坏电机、影响水泵正常运转。
九级输送砾石。前期围堰打坝、分级降水、围幕止水、“人造梯田”等工序完成后,剩下的就是艰难的管沟开挖与成型。每当此时,最紧张的莫过于王庆了,尽管在管沟两侧做足了安全防护,甚至打下了两排防塌桩和钢板,但他依然瞪大了双眼紧紧盯着挖掘机作业,每一斗下去仿佛都要把心挖出来似的。12米的深度啊,管沟两侧渗水点少则七八处,多则几十处,塌方、滑坡现象此起彼伏,稍不留神都可能造成灾难性后果。随着管沟一米米地延伸,这么大的土石方量放在哪里呢?如果将其甩在管沟两侧,但堤坝和梯田坎垒的过高,塌方的危险性也相应增大。办法总比困难多,王庆因地制宜,实行“九级输送法”,将土石方直接摔到围堰外。在他的指挥下,9台挖掘机按照前后5米、高差1.5米左右的距离,分梯次摆开了架势。从最下面的一台挖掘机开始,将挖出的一斗土石方放置在身后挖好的一个坑内,再由第二台挖掘机挖起放置到身后,依次类推,直至最后一台挖掘机把这斗土石方抛至堤外。也就是说,每一斗土石方要经过9次艰难倒运,才能完成一个周期循环,这在别的穿越工程中绝无仅有!要说别的工程是以公里来计算的,那么沙河穿越绝对算得上是论米、甚至是厘米来推进的。
如果把沙河比作“地”的话,那么洪水就是“天”,沙河参战将士们不仅仅要跟地斗,还要跟天斗。
这是发生在2010年9月6日的一件事:截至当天上午7点,已经在工地奋战了一天一夜的职工们眼睛里充满了血丝,但眼看6号围堰管沟成型,水位持续下降,管线即将下沟,大家都显得无比兴奋。但就在这时,对讲机里传来了项目经理王庆的声音:“混流泵停止启动,立刻拆除,各小组做好撤离准备!”原来,项目部接到上级紧急通知,上游昭平台水库中午11点开闸泄洪。面对来之不易的胜利果实即将化为乌有,尽管大家万分不情愿,但是洪水无情,安全第一。至中午12点,现场所有人员、设备紧急撤离完毕。
2010年沙河地域出现了自1978年以来32年不遇的洪水和强降雨,现场先后经历8次洪峰,施工反复进场、撤场达47天之多。面对无情的洪水和一次次的复工与紧急撤离,管道二公司沙河穿越项目部全体参战将士始终没有气馁,他们利用洪水间隙进行围堰修复和加固,将设备保养、调整到最佳状态,只要条件允许,他们便会立即投入到施工中去。他们哪里需要哪里干,哪里最艰险就出现在哪里。即使蚊虫叮咬、河水浸泡导致皮肤溃烂;赤手抠泵框内的杂物被锋利的钢丝网扎破血染河水;施工需要三天两夜不合眼,他们也没有一句怨言。他们用实际行动践行着最初的誓言:红队争先、勇挑重担、冲锋在前!
历经9个多月的艰苦鏖战,截至2010年10月30日上午10时10分,沙河穿越主体比原计划提前1天顺利贯通,保证了西二线黄陂以北投产目标的实现!管道二公司全体参战将士在施工中创造的多项施工工法获得集团公司工法评估中心认证,填补了国内长距离、恶劣地质条件下大开挖河流穿越的历史性空白,为管道局赢得了荣誉,也为祖国的管道事业更添一页美丽的诗篇!