筑造地下丰碑

－－中国二十冶深基础施工技术创新发展纪略

□李国强

　　随着工业化和城市化的大规模建设，人类能够利用的土地越来越稀缺，必须积极探寻和开发新的生存空间。“人在地上,物在地下；人在地上，车在地下；长时间活动在地上,短时间活动在地下……”正成为城市开发的一种新思路。于是，地下铁路、地下商场、地下宾馆、地下通道在加速融入我们的生活。
　　地下工程是人类开发生存空间的一种新趋势。
    最早跻身上海地铁建设的中国二十冶，具有地下深基础施工的明显优势，在行业内的业绩也获得广大业主的认可。他们在市场结构调整战略上，即以深基础施工技术为支撑的轨道交通和地下空间开发建设，作为二十冶正在全力培育的一个建筑新板块。其发展目标是：保持企业地下工程施工技术绝对优势，成为行业地下空间开发和轨道交通施工骨干企业，实现非冶金建设市场开发新的重大突破。

一、 站在宝钢平台领先深基础施工技术

　　科学技术的深度决定着地下工程的深度。轨道交通和地下空间开发建设首先面临的是地下深基础施工的技术难关。二十冶从上世纪70年代末参加宝钢建设起，就站在宝钢现代化大工业建设的平台上，开始了深基础施工技术的研究和开发。
　　宝钢一期工程建设第一个全套引进并率先开工的主体项目——宝钢初轧厂，是世界规模最大的具有国际先进水平的初轧厂，超大规模和先进工艺带来了一系列的施工难题：工厂设计主厂房长1004米，宽330米，占地面积55.7万平方米；基础开挖面积15万平方米，挖方量113万立方米，混凝土浇灌量31.2万立方米，4个铁皮坑最深开挖达－22.5米，这样的深基础和施工规模在国内从未见过；上海地区特殊的淤泥质软土，有记载的基坑降水记录均在10米以内，最长时间不超过6个月，这对于从华北平原转战东海之滨的中国二十冶来说，是承建现代化宝钢工程建设中遇到的第一个“深层难题”。
　　二十冶学习和借鉴国外先进经验，结合宝钢工程实际大胆创新，在沉桩施工中以先打桩后挖土的新工艺，替代了先挖土后打桩的传统施工方法，解决了坑内承载力低、降水周期长、建材消耗大等问题，为国家节约大量投资。在土方开挖中采用拉铲与翻铲配合多层接力作业的新工艺，一次挖到设计标高并成型，大大加快了土方施工进度。在降水施工中采用轻型井点与喷射井点配合使用的降水方案，并设计制作出高压震动射水冲枪及套管式射水冲枪，在井点管周围制造一个理想的砂过虑层，保证井点管降水长期有效，使降水深度达到－30米，降水有效期长达18个月，攻克了软土地基深基础降水的难题。在地基加固中采用组合钢板桩多点支护等施工新技术，并自行设计制造出三重管高压旋喷设备，成功地应用于宝钢一号铁皮坑深基础施工中，填补了我国深基础施工软土地基加固方面的空白。二十冶参与施工的宝钢一期工程获得冶金工业部科学技术进步一等奖、国家科技进步特等奖，公司还荣获了全国技术进步先进企业等荣誉。
　　此后，二十冶的深基础施工技术走向社会，屡克难关，连创佳绩。1987年，二十冶在上海太平洋大饭店地下工程中，采用斜地锚拉杆支护新技术和新工艺，不仅加快了施工进度，提前完成近万平方米的地下工程基坑支护工程，还节约投资263万元，工程质量得到日本专家和业主的高度评价。上海太平洋大饭店工程以优异的施工质量荣获国家鲁班奖，成为二十冶迄今十枚鲁班奖的第一个获奖项目。专家评价这项技术在国内属于首创，在国际属于先进水平。二十冶翌年又将这项技术成功应用于沪杭铁路路基加固、梅陇地区铁路涵箱基础加固以及上海展览中心北馆基础工程，均取得可观的经济和社会效益。
　　二十冶承担的上海展览中心北馆工程位于繁华闹市区，基坑开挖深度为－9米，混凝土施工量达2.27万立方米，钢筋4000多吨。基坑开挖支护成为整个工程施工的关键。二十冶再次采用斜地锚拉杆支护新技术，做到地下基础不渗不漏，完全满足了业主和地方政府的要求。

二、扬名“远东第一坑”屡创施工新记录
　　

　　地铁一号线是上海构筑地下交通网络的发端之作，徐家汇车站又是地铁一号线中规模最大的车站，车站全长605米，宽22米，深17米，为地下3层钢筋混凝土箱型结构，其基础规模和施工难度被称为“远东第一坑”。为了干好地铁徐家汇车站工程，二十冶从意大利引进一台BH-7型半导杆液压抓斗成槽设备，并根据工程结构情况，进行地下连续墙施工工艺的研究开发，自行研制全部施工用配套机具，配制护壁泥浆，使引进于国外的这项先进施工工艺在上海软土地基上“开花结果”，在成功移植、精心栽培的基础上，二十冶技术人员还对这项工艺大胆改进，用拼装式活动钢导墙代替钢筋混凝土导墙，使其能够重复使用，结构更加合理，功能更为可靠，与一次性钢筋混凝土导墙相比，工程成本明显降低，实现了地下连续墙施工工艺的创新。1989年12月，上海地铁公司组织一号线工程质量大检查，二十冶建筑分公司施工的标段获得第一名；1990年5月，上海市“南浦大桥、合流污水、地铁一号线”三大市政重点工程质量安全大检查，二十冶建筑分公司施工的标段又获地铁组第一名。
　　二十冶在深基础施工技术方面的探索始终没有停顿，其属下的建筑分公司于1992年组建基础工程处，分公司分管副经理刘占清和基础工程处主任范作峰率领工程技术人员，在这一专业领域不断开拓创新，每年不间断地承建多项重要的深基础施工项目，行业跨度从冶金、造船、高层建筑到市政、建材、纸业、水利等，地区从上海辐射到杭州、宁波、江苏、深圳、三峡、太原、营口、武汉、天津等地，仅承建的地下连续墙项目就超过40项，大型漩流池、层流池、冲渣沟项目10余项，提升了企业在深基础施工中的技术和管理优势。
　　位于上海浦东陆家嘴的银冠大厦(现浦项广场)地下连续墙深度38米，基础坑开挖深度19米，比同期施工的上海金茂大厦基础还要深2米。二十冶积极开发适于在松软地质使用的新工艺，大胆变更多项国外设计，使重达32吨的榫式预制接头在38米超深地下墙施工中成功应用，并对传统的钢筋笼制作、槽壁注浆加固等工艺进行创新，保证了1.5万立方米的地下连续墙在短短两个多月内顺利完成，节约了施工成本，提高了工程质量。基坑开挖后，围护工程顺利通过技术鉴定，墙体质量受到专家一致好评。工程采用的榫式接头、深层搅拌桩、壁裂注浆等多项软土地基处理技术，通过上海市建科委技术鉴定，评语为“国内领先”，榫式接头技术还获得“外观设计”和“实用新型”两项国家专利，并被审定为国家级工法，提升了我国地下连续墙的施工技术水平。
　　浦东世纪大道工程是上海市1998～999年重大实事工程，4.1标工程下立交埋深-7.4米，结构底板7米以下为已建成的地铁2号线盾构隧道，地下连续墙最深处距地铁隧道仅2米，路段地下管网十分复杂，施工难度之大、技术要求之高前所未有。二十冶建筑分公司运用多项先进技术，对地铁保护段设计方案提出修改，为确保质量和工期创造了有利条件。项目部开展的“杨高路立交施工对地铁2号线的保护及理论分析”课题研究通过市建科委技术鉴定，结论为“已达国际先进水平”。工程竣工后，经核验，单位工程优良率达100%，工程先后被评为“冶金优质工程”、“上海市市政工程金杯奖”和“国家市政工程金杯奖”。
　　最近几年，二十冶承建大型热轧工程和宽厚板工程数量陡增，企业在基础施工的深度和难度上不断刷新记录。
　　宝钢l880热轧工程漩流池，地下连续墙深－53米，基础结构深－35.5米，内径29.6米，是宝钢工程中最深最大的旋流池，也是当时我国冶金行业最深的旋流池。施工人员在超深基础施工中采用逆作法，自上而下将结构分为五个层级，边挖土边施工，还采取连续墙全面凿毛、焊接对接螺栓等多项施工工艺，确保了工程顺利完成。
　　浦钢搬迁工程宽厚板项目旋流池地下连续墙深-54.2米，基坑开挖深－36米，钢筋笼单幅重达35吨，浇注混凝土约4500立方米，超过宝钢以往基础工程的深度，施工难度和风险很大。二十冶建筑分公司采用先进的技术措施，创造了两天1幅槽段的惊人速度。
　　营口五矿宽厚板漩流池工程地下连续墙深－56米，基坑开挖－36米，其深度目前居国内冶金行业之首。二十冶投入巨资又购置一台先进的成槽机，保证了工程提前完成。施工期间在业主的大力举荐下，建筑分公司又在当地中标承建一项淬火池深基础工程。

三、情系地铁二十年不间断为民造福

　　地铁是一座城市发展的水平线，也是一座城市独特的风景线。能够享有出行便捷的地铁是城市居民的梦想，能够参与地铁建设为民造福也是二十冶一直没有中断的梦想。
　　上海轨交一号线徐家汇车站“远东第一坑”工程，结下了二十冶与地铁工程浓浓的情缘，此后在他们深基础施工的业绩史册上，留下了一连串地铁、轻轨和隧道工程的名字：上海轨交一、二号线的徐家汇车站、常熟路车站、人民广场车站、陆家嘴车站、浦电路车站以及轨交三号线车站，武汉地铁二号线金色雅园车站，杭州地铁一号线滨康路车站，还有上海复兴东路电缆越江隧道、上海大连路越江隧道工程等……
　　在这些城市地下交通工程施工中，二十冶发挥深基础施工技术优势，大多承担了工程最为关键的基坑支护和开挖施工，有的工程还承担了钢结构及车站屋面结构施工或者电气自动化工程施工，这些工程地质状况不同，建筑规模不一，施工过程经历了各种考验。
　　杭州萧山滨康路地铁站，是总包方因质量问题清退原地下墙分包单位，由二十冶接手承建的一项深基础工程。车站主体围护结构标准段埋深近15米，端头井底板埋深16.2米，地下水位高，土质主要为淤泥质粉细砂土，如果技措不到位极易发生塌方，影响墙体质量。二十冶根据多年的深基础施工经验，采用轻型井点预降水，以保证成槽质量。总包方对这项措施的效果最初持怀疑态度，结果是：施工过程平安无事，施工质量里实外光。总包方佩服地说：二十冶真是既有技术实力，又有施工经验！
　　二十冶承建的武汉地铁二号线金色雅园车站工程，距周边新建高层住宅小区最近处仅三四米，而且地下承压水丰富，地下连续墙施工难度很大。为了安全顺利地干好这项工程，二十冶建筑分公司基础工程处增大投入，采用多项成熟技术，保证了施工进度和质量，在地铁工程两次评比中均获得第一名。

四、承续辉煌在金融风暴中迎接新挑战

　　在连年的地下工程施工中，二十冶建筑分公司深基础施工能力不断提高，目前形成了地下连续墙、降水、拉锚、地基处理、地下砼结构施工五大专业技术优势，具有先进的地下连续墙成槽设备3套、锚杆设备1套、降水设备60套，拥有一批经验丰富的专业技术管理及特种作业人员。二十多年中为企业培养和输出了大批专业技术人才，近年又陆续引进一批专业大学毕业生，为公司的深基础技术开发注入了新鲜血液。2008年在世界发生金融风暴的大背景下，二十冶建筑分公司凭借信誉和实力拓展市场，承揽的地下基础工程达到10项，混凝土实物量近5万立方米，创造了基础工程处成立以来的历史新记录。这一年里，基础工程处还获得授权专利2项，受理专利4项；获全国冶金系统QC成果二等奖与上海市QC成果三等奖1项；申报技术开发项目2项、工法1项。二十冶建筑分公司经理刘剑、党委书记王庆亮表示，要继续加大投入，不断开发创新，打造企业品牌，提升公司在深基础施工领域的核心竞争力，在国家基础设施建设中再立新功。
近年来随着我国经济建设的重心转向基础设施建设，地下空间开发利用成为城市建设发展的新途径，由此推进了深基础施工和软土地基处理技术的进步。二十冶总工程师秦夏强说，进入宝钢和上海30年来，二十冶在深基础施工方面积累了大量的科技成果和实战经验，总结提炼出多项专有技术、施工工法和技术专利，多项成果达到国内领先或国际先进水平，如“大面积深层降水施工技术”、“软土地基斜地锚新技术”、“超深大型漩流池施工工艺及理论分析”、“超长地下箱型混凝土结构裂缝控制技术”、“超深地下连续墙施工工法”、“upvc管井(井点)降水施工工法”等，进一步提升了二十冶地下基础施工优势。今后公司将围绕国家城市化建设地下空间开发重点和4万亿投资重点，着力开发城市轨道交通和地下空间施工技术，支撑企业不断扩大和延伸深基础施工领域，让二十冶筑造的地下丰碑在更多的城市耸立。（作者单位：中国二十冶）　②