段永利


逢山開路、遇水搭橋,這是以往交通建設的常規操作。但遇到浩瀚無際的海洋,怎么辦?如果說,港珠澳大橋用橋隧結合的方式給出了一個獨特的答案,令全球矚目;那么,正在建設的珠江口隧道則給出了一個不走尋常路的解決方案——全程水下穿行。而這些令人驚嘆的技術,都來自于中鐵隧道勘測設計院有限公司(以下簡稱“中鐵隧道院”)總經理賀維國的研究成果。
24年來,從見習生、助理工程師、工程師、設計所副所長,到院副總工程師、總工程師、總經理,賀維國一步一個腳印地用工程業績不斷刷新自己的履歷。
選我所愛 愛我所選
或許是受到了路橋工程師父親的基因遺傳,賀維國高考志愿選擇了當時西南交大最好的、也是自己最喜歡的專業——隧道及地下工程專業。大學畢業后,賀維國選擇了中鐵隧道院作為他事業的起點。
近日,來自中國鐵路廣州局集團公司江門工程建設指揮部消息,開工近一年的粵港澳大灣區重大交通項目,即新建深圳至江門高鐵重要控制工程,跨越伶仃洋的珠江口隧道工程進展順利,斜井進洞二三十米,盾構部分將于11月始發。
2020年12月24日上午,擁有國內最長過海地鐵隧道的青島地鐵8號線北段正式開通運營。除了穿越膠州灣,該地鐵段還下穿燃油燃氣管線、人工填海區、養殖場、涉鐵路公路等,部分區間線路與高鐵并行,用施工人員的話說,“全長48.3km,串聯了沿線紅島新區和臨空港經濟區等多個青島近期重點發展區域,是迄今為止國內最長的過海地鐵隧道,最大埋深達到海面下56米,總之幾乎涵蓋了地鐵建設領域的所有難題”。同時開通的青島地鐵1號線北段過海隧道也由中鐵隧道院設計,是我國已建成的長度最長(8100米)、埋深最大(88米)的地鐵海底隧道,充分運用了全壽命周期總費用的理念進行設計,取得了非常好的效果。
這些都與賀維國的精益求精、不斷創新息息相關。多年來,從一名基層員工到總工程師、國務院特殊津貼專家,他24年如一日,長期在生產一線從事隧道與地下工程方向的設計科研工作,主持或參與完成了30多個重大項目,項目投資額超400億……
主持設計完成了國內首座水下立交隧道工程——長沙營盤路湘江隧道,榮獲全國勘察設計行業優秀設計一等獎,國家優質工程獎,其核心技術在國內多個重大項目中得到推廣應用。
參與設計完成了國內最大規模的海底隧道——青島膠州灣海底隧道,對我國海底隧道工程建設技術進步具有里程碑意義,該項目榮獲2014年度詹天佑大獎。
主持設計完成了國內最大規模的內河沉管法隧道——南昌紅谷隧道,首次將沉管法修建技術運用到內河中上游地區,進一步拓展了沉管法隧道建設的應用前景。
主持設計完成了國內首座位于8度地震烈度區的海底隧道——汕頭蘇埃通道工程,在復雜地質條件下超大直徑盾構隧道的掘進技術、盾構隧道抗震技術等方面填補了國內空白。
主持設計的廣州市侖頭—生物島—大學城隧道工程是中鐵系統單位中首次承擔沉管法隧道勘察設計任務,設計中創造性地提出了移動干塢、格柵式地下連續墻、水下最終接頭等一系列關鍵技術,促進了國內沉管隧道技術的發展,工程榮獲全國優質工程獎;同時以工程關鍵技術為依托,他主編完成了沉管隧道相關技術領域的多項規范。
“粵港澳大灣區目前有3條在建海底隧道,其中珠江口隧道長度最長、埋深最大、技術難度最高。”承擔全過程設計的賀維國說,“這條隧道工程水文、地質極其復雜,周邊環境水腐蝕性較為嚴重。如此大的埋深和更高的水壓,為工程帶來了巨大的挑戰,也蘊藏著更高的風險。一旦出現任何偏差,后果不堪設想。”
面對巨大風險和困難,有人建議放棄項目,但賀維國卻選擇了擔當。“拿到工程的時候,就不斷有人告訴我,風險太大,還是別做。”賀維國也有過猶豫,“因為現在工程都是終身制,一旦出了問題哪怕你退休了都要承擔責任。風險的確存在而且非常大,但我們并不會無謂地去冒險,通過開展全面的科研攻關,反復論證方案,盡力保證項目萬無一失。”
取舍之間,考驗的是決心、勇氣和擔當,更有無數次的討論、論證、推翻、再論證……
為海底隧道工程提供獨特樣本
跨越河湖江海,或用橋梁、隧道,或用橋隧、島橋隧。深江高鐵跨越珠江口伶仃洋,為何要采用全程水下隧道方式?因地理環境因素十分復雜,既要應對復雜的作業環境,又要進行抗水壓防腐蝕設計,還得考慮經濟技術多種因素,公路鐵路兩用橋方案、單一橋方案、隧道方案均有各自特點,但究竟采用哪一種一直沒有定論。
“實際上,珠江口隧道工程前期開展了長達10年的橋梁、隧道方案論證比選。多數專家認為,橋梁方案采用公鐵兩用大橋,可增加跨江經濟效益,但對城市規劃、通航及防洪等方面有一定的影響。且在建設期,橋墩的施工對海洋環境有一定的污染;后期運營維護階段,橋梁應對海洋環境及惡劣天氣的抵抗能力較差,運維成本較高。而隧道方案相對更具優勢,綜合考慮確定采用隧道方案。”賀維國這樣解釋說。
經過多次內外部評審以及長時間反復的科學比選,中鐵隧道院成立專門的科研攻關團隊,針對工程中所有的重難點以及關鍵節點都一一進行了分析以及專項方案設計,并且在特長海底隧道工法、超高水壓海域盾構法隧道外水壓力取值及接縫防水、深厚淤泥地層大直徑盾構欠壓始發、礦山法隧道洞內大直徑盾構接收及整體拆解等技術方面取得了多項突破性進展。最終提出了“礦山+盾構”穿越隧道的組合工法,預計在2025年建成通車。
“設計方案采取了依靠洞內外聯動測量,使盾構機認準方向進行掘進施工;通過地質勘查和超前地質預報,摸清前方地質條件,及時調整盾構機掘進參數和姿態,保障盾構機在正確的方向掘進;設置大型接收洞室,在接收端預留有一定容錯的接收洞門及止水系統,保障盾構機能夠直接進入。”賀維國說。
除了在設計方案中嚴格把關,新工藝、新材料、新技術的運用也成為了珠江口隧道的一大亮點。
海洋是氯離子的主要來源,而氯離子會滲透到混凝土內部對鋼筋表面的鈍化膜進行破壞,最終導致鋼筋銹蝕,造成鋼筋混凝土結構性能劣化,影響到結構的使用壽命。普通穿海盾構隧道工程,由于處于低水壓環境下,主要考慮提高混凝土強度以及抗滲標準來抵抗氯離子的侵蝕。“而珠江口隧道,是通過利用硅烷材料的小分子結構,將有機硅分子牢固地附著在管片混凝土表面和毛細孔道中,形成一層致密的保護層。”賀維國說,設計采用了浸入型硅烷浸漬材料來加強混凝土管片的抗侵蝕作用,同時也避免了常規外防腐材料在管片拼裝時受到盾尾刷對其產生的破壞問題。
業內專家認為,珠江口隧道工程具有“‘礦山+盾構組合工法技術難度大、極端地層盾構掘進長、淤泥環境施工風險高、防災疏散組織救援難、世界級高水壓無案例”的特點,項目建成后將成為一個世界級的超級工程,更為世界海底隧道工程技術提供獨特的樣本和寶貴的經驗。
從浙江舟山魯家峙驅車約20分鐘到達客運站,再轉乘輪渡行駛約20分鐘,才能到達桃花島。但如果選擇穿越海峽,兩點間的直線距離僅為10公里左右。能否讓出行跨越彎彎繞繞,真正實現“兩點之間直線最短”這一真理?
賀維國表示,這個設想已經不再是幻想,事實上,真空管道交通主要包含三項關鍵技術:水下橋隧技術、磁懸浮技術和真空技術。依我國目前橋隧技術水平看,這一項目并無多大難點。
讓團隊成員擁有“兩把刷子”
俗話說,沒有“兩把刷子”,還真不敢攬瓷器活兒。
多年的一線工作,使賀維國積累了大量的理論知識和實踐經驗,任何時候面對未知的風險,他都沒有退縮,而是通過精細考量和多次研究,最終提出最佳解決方案。
他沒有私藏自己的知識和經驗,而是積極培養后備人才,共享技能心得。為提高年輕技術人員的理論知識水平,他常鼓勵項目組的成員撰寫論文;同時,他曾多次擔任指導老師,結合實際進行一對一、手把手的指導。功夫不負有心人,他親自培養的十多名見習生現都已成為隧道院的技術骨干,其中有多名職工已經開始在各類大型項目中擔任重要職務。
團隊成員這樣評價他,“賀總是一位非常含蓄內斂的工程人,他平時謙遜低調、不善言辭,談到工程建設總是飽含熱情;他虛心好學、博采眾長,善于請教各領域專家共克難題;他銳意進取、敢為人先,用精益求精的態度反復鉆研,力爭做到最好。從見習生到主攬大局的總工程師,他只用了18年”。
當被問及如此年輕就取得多個重大項目成就的秘籍時,賀維國十分謙虛地回答,“成功沒有捷徑,做工程更是如此。很多時候要有一個開放的心態,要謙虛謹慎。我會就是會,不會就是不會,既不藏著掖著,也不能不懂裝懂。我的秘訣就是向專業領域的前輩們學習,向身邊所有比自己優秀的人學習。同行之間也可以加強交流,資源共享,優勢互補,因為合作大于競爭。”至今,他還念念不忘中國科學院院士孫鈞、中國工程院院士王夢恕、盧耀如、周豐峻、顧國彪等前輩們的寶貴意見。
面對每一次重任和挑戰,賀維國都從容不迫、迎難而上,取得了重大成果突破。工程人都知道,有一個口號是“建一項工程樹一座豐碑”,賀維國認為,社會發展越來越快,對工程技術要求也越來越高,每做一個工程都不想留遺憾,在保證質量的前提下,主動進行技術創新,盡自己最大所能做到最好。
“在工程里遇到困難在所難免,要善于尋求幫助,院士專家、大學老師、施工單位、企業的技術骨干,他們都經驗豐富,只要虛心請教,他們都毫無保留,只有充分利用社會資源,才能使工程建設更趨完美。”賀維國表示,除此之外,團隊氛圍也很重要,“中鐵隧道院有一批很上進的年輕人,但凡學到新知識就回去一起分享討論,大家集思廣益,看這個知識點在什么情況下能派得上用場,一個創新的團隊往往能在不經意間碰撞出很多新思路”。
在煙波浩渺的海平面下,一個個水下隧道工程,像一條條七彩的絲帶,連接著各城市的交通要道。它們見證著中鐵隧道院追逐夢想的腳步,面對隧道與地下工程建設向更深、地質環境更復雜的空間發展這一現實問題,賀維國要求自己不斷學習、與時俱進,保持昂揚斗志和堅定信心,時刻準備著以創新突破更多“不可能”。
凡是到達的地方,都屬于昨天。
賀維國也將繼續帶領中鐵隧道院的同志們,用專業的知識和拼搏的精神,賦予每一條隧道完美的生命,也為自己的青春譜寫一首首壯麗的追夢詩篇。