段永利
逢山開路、遇水搭橋,這是以往交通建設(shè)的常規(guī)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(jié)合的方式給出了一個(gè)獨(dú)特的答案,令全球矚目;那么,正在建設(shè)的珠江口隧道則給出了一個(gè)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(shù),都來自于中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司(以下簡稱“中鐵隧道院”)總經(jīng)理賀維國的研究成果。
24年來,從見習(xí)生、助理工程師、工程師、設(shè)計(jì)所副所長,到院副總工程師、總工程師、總經(jīng)理,賀維國一步一個(gè)腳印地用工程業(yè)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(dāng)時(shí)西南交大最好的、也是自己最喜歡的專業(yè)——隧道及地下工程專業(yè)。大學(xué)畢業(yè)后,賀維國選擇了中鐵隧道院作為他事業(yè)的起點(diǎn)。
近日,來自中國鐵路廣州局集團(tuán)公司江門工程建設(shè)指揮部消息,開工近一年的粵港澳大灣區(qū)重大交通項(xiàng)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(jìn)展順利,斜井進(jìn)洞二三十米,盾構(gòu)部分將于11月始發(fā)。
2020年12月24日上午,擁有國內(nèi)最長過海地鐵隧道的青島地鐵8號線北段正式開通運(yùn)營。除了穿越膠州灣,該地鐵段還下穿燃油燃?xì)夤芫€、人工填海區(qū)、養(yǎng)殖場、涉鐵路公路等,部分區(qū)間線路與高鐵并行,用施工人員的話說,“全長48.3km,串聯(lián)了沿線紅島新區(qū)和臨空港經(jīng)濟(jì)區(qū)等多個(gè)青島近期重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域,是迄今為止國內(nèi)最長的過海地鐵隧道,最大埋深達(dá)到海面下56米,總之幾乎涵蓋了地鐵建設(shè)領(lǐng)域的所有難題”。同時(shí)開通的青島地鐵1號線北段過海隧道也由中鐵隧道院設(shè)計(jì),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(yùn)用了全壽命周期總費(fèi)用的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),取得了非常好的效果。
這些都與賀維國的精益求精、不斷創(chuàng)新息息相關(guān)。多年來,從一名基層員工到總工程師、國務(wù)院特殊津貼專家,他24年如一日,長期在生產(chǎn)一線從事隧道與地下工程方向的設(shè)計(jì)科研工作,主持或參與完成了30多個(gè)重大項(xiàng)目,項(xiàng)目投資額超400億……
主持設(shè)計(jì)完成了國內(nèi)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(shè)計(jì)行業(yè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng),國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng),其核心技術(shù)在國內(nèi)多個(gè)重大項(xiàng)目中得到推廣應(yīng)用。
參與設(shè)計(jì)完成了國內(nèi)最大規(guī)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(shè)技術(shù)進(jìn)步具有里程碑意義,該項(xiàng)目榮獲2014年度詹天佑大獎(jiǎng)。
主持設(shè)計(jì)完成了國內(nèi)最大規(guī)模的內(nèi)河沉管法隧道——南昌紅谷隧道,首次將沉管法修建技術(shù)運(yùn)用到內(nèi)河中上游地區(qū),進(jìn)一步拓展了沉管法隧道建設(shè)的應(yīng)用前景。
主持設(shè)計(jì)完成了國內(nèi)首座位于8度地震烈度區(qū)的海底隧道——汕頭蘇埃通道工程,在復(fù)雜地質(zhì)條件下超大直徑盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)技術(shù)、盾構(gòu)隧道抗震技術(shù)等方面填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
主持設(shè)計(jì)的廣州市侖頭—生物島—大學(xué)城隧道工程是中鐵系統(tǒng)單位中首次承擔(dān)沉管法隧道勘察設(shè)計(jì)任務(wù),設(shè)計(jì)中創(chuàng)造性地提出了移動(dòng)干塢、格柵式地下連續(xù)墻、水下最終接頭等一系列關(guān)鍵技術(shù),促進(jìn)了國內(nèi)沉管隧道技術(shù)的發(fā)展,工程榮獲全國優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng);同時(shí)以工程關(guān)鍵技術(shù)為依托,他主編完成了沉管隧道相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)規(guī)范。
“粵港澳大灣區(qū)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(shù)難度最高?!背袚?dān)全過程設(shè)計(jì)的賀維國說,“這條隧道工程水文、地質(zhì)極其復(fù)雜,周邊環(huán)境水腐蝕性較為嚴(yán)重。如此大的埋深和更高的水壓,為工程帶來了巨大的挑戰(zhàn),也蘊(yùn)藏著更高的風(fēng)險(xiǎn)。一旦出現(xiàn)任何偏差,后果不堪設(shè)想。”
面對巨大風(fēng)險(xiǎn)和困難,有人建議放棄項(xiàng)目,但賀維國卻選擇了擔(dān)當(dāng)?!澳玫焦こ痰臅r(shí)候,就不斷有人告訴我,風(fēng)險(xiǎn)太大,還是別做?!辟R維國也有過猶豫,“因?yàn)楝F(xiàn)在工程都是終身制,一旦出了問題哪怕你退休了都要承擔(dān)責(zé)任。風(fēng)險(xiǎn)的確存在而且非常大,但我們并不會無謂地去冒險(xiǎn),通過開展全面的科研攻關(guān),反復(fù)論證方案,盡力保證項(xiàng)目萬無一失?!?/p>
取舍之間,考驗(yàn)的是決心、勇氣和擔(dān)當(dāng),更有無數(shù)次的討論、論證、推翻、再論證……
為海底隧道工程提供獨(dú)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(huán)境因素十分復(fù)雜,既要應(yīng)對復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境,又要進(jìn)行抗水壓防腐蝕設(shè)計(jì),還得考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)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(diǎn),但究竟采用哪一種一直沒有定論。
“實(shí)際上,珠江口隧道工程前期開展了長達(dá)10年的橋梁、隧道方案論證比選。多數(shù)專家認(rèn)為,橋梁方案采用公鐵兩用大橋,可增加跨江經(jīng)濟(jì)效益,但對城市規(guī)劃、通航及防洪等方面有一定的影響。且在建設(shè)期,橋墩的施工對海洋環(huán)境有一定的污染;后期運(yùn)營維護(hù)階段,橋梁應(yīng)對海洋環(huán)境及惡劣天氣的抵抗能力較差,運(yùn)維成本較高。而隧道方案相對更具優(yōu)勢,綜合考慮確定采用隧道方案?!辟R維國這樣解釋說。
經(jīng)過多次內(nèi)外部評審以及長時(shí)間反復(fù)的科學(xué)比選,中鐵隧道院成立專門的科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì),針對工程中所有的重難點(diǎn)以及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都一一進(jìn)行了分析以及專項(xiàng)方案設(shè)計(jì),并且在特長海底隧道工法、超高水壓海域盾構(gòu)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(gòu)欠壓始發(fā)、礦山法隧道洞內(nèi)大直徑盾構(gòu)接收及整體拆解等技術(shù)方面取得了多項(xiàng)突破性進(jìn)展。最終提出了“礦山+盾構(gòu)”穿越隧道的組合工法,預(yù)計(jì)在2025年建成通車。
“設(shè)計(jì)方案采取了依靠洞內(nèi)外聯(lián)動(dòng)測量,使盾構(gòu)機(jī)認(rèn)準(zhǔn)方向進(jìn)行掘進(jìn)施工;通過地質(zhì)勘查和超前地質(zhì)預(yù)報(bào),摸清前方地質(zhì)條件,及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)和姿態(tài),保障盾構(gòu)機(jī)在正確的方向掘進(jìn);設(shè)置大型接收洞室,在接收端預(yù)留有一定容錯(cuò)的接收洞門及止水系統(tǒng),保障盾構(gòu)機(jī)能夠直接進(jìn)入。”賀維國說。
除了在設(shè)計(jì)方案中嚴(yán)格把關(guān),新工藝、新材料、新技術(shù)的運(yùn)用也成為了珠江口隧道的一大亮點(diǎn)。
海洋是氯離子的主要來源,而氯離子會滲透到混凝土內(nèi)部對鋼筋表面的鈍化膜進(jìn)行破壞,最終導(dǎo)致鋼筋銹蝕,造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能劣化,影響到結(jié)構(gòu)的使用壽命。普通穿海盾構(gòu)隧道工程,由于處于低水壓環(huán)境下,主要考慮提高混凝土強(qiáng)度以及抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu),將有機(jī)硅分子牢固地附著在管片混凝土表面和毛細(xì)孔道中,形成一層致密的保護(hù)層。”賀維國說,設(shè)計(jì)采用了浸入型硅烷浸漬材料來加強(qiáng)混凝土管片的抗侵蝕作用,同時(shí)也避免了常規(guī)外防腐材料在管片拼裝時(shí)受到盾尾刷對其產(chǎn)生的破壞問題。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,珠江口隧道工程具有“‘礦山+盾構(gòu)組合工法技術(shù)難度大、極端地層盾構(gòu)掘進(jìn)長、淤泥環(huán)境施工風(fēng)險(xiǎn)高、防災(zāi)疏散組織救援難、世界級高水壓無案例”的特點(diǎn),項(xiàng)目建成后將成為一個(gè)世界級的超級工程,更為世界海底隧道工程技術(shù)提供獨(dú)特的樣本和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
從浙江舟山魯家峙驅(qū)車約20分鐘到達(dá)客運(yùn)站,再轉(zhuǎn)乘輪渡行駛約20分鐘,才能到達(dá)桃花島。但如果選擇穿越海峽,兩點(diǎn)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(shí)現(xiàn)“兩點(diǎn)之間直線最短”這一真理?
賀維國表示,這個(gè)設(shè)想已經(jīng)不再是幻想,事實(shí)上,真空管道交通主要包含三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):水下橋隧技術(shù)、磁懸浮技術(shù)和真空技術(shù)。依我國目前橋隧技術(shù)水平看,這一項(xiàng)目并無多大難點(diǎn)。
讓團(tuán)隊(duì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),任何時(shí)候面對未知的風(fēng)險(xiǎn),他都沒有退縮,而是通過精細(xì)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(jīng)驗(yàn),而是積極培養(yǎng)后備人才,共享技能心得。為提高年輕技術(shù)人員的理論知識水平,他常鼓勵(lì)項(xiàng)目組的成員撰寫論文;同時(shí),他曾多次擔(dān)任指導(dǎo)老師,結(jié)合實(shí)際進(jìn)行一對一、手把手的指導(dǎo)。功夫不負(fù)有心人,他親自培養(yǎng)的十多名見習(xí)生現(xiàn)都已成為隧道院的技術(shù)骨干,其中有多名職工已經(jīng)開始在各類大型項(xiàng)目中擔(dān)任重要職務(wù)。
團(tuán)隊(duì)成員這樣評價(jià)他,“賀總是一位非常含蓄內(nèi)斂的工程人,他平時(shí)謙遜低調(diào)、不善言辭,談到工程建設(shè)總是飽含熱情;他虛心好學(xué)、博采眾長,善于請教各領(lǐng)域?qū)<夜部穗y題;他銳意進(jìn)取、敢為人先,用精益求精的態(tài)度反復(fù)鉆研,力爭做到最好。從見習(xí)生到主攬大局的總工程師,他只用了18年”。
當(dāng)被問及如此年輕就取得多個(gè)重大項(xiàng)目成就的秘籍時(shí),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(shí)候要有一個(gè)開放的心態(tài),要謙虛謹(jǐn)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?qū)I(yè)領(lǐng)域的前輩們學(xué)習(xí),向身邊所有比自己優(yōu)秀的人學(xué)習(xí)。同行之間也可以加強(qiáng)交流,資源共享,優(yōu)勢互補(bǔ),因?yàn)楹献鞔笥诟偁帯!敝两?,他還念念不忘中國科學(xué)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(zhàn),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(gè)口號是“建一項(xiàng)工程樹一座豐碑”,賀維國認(rèn)為,社會發(fā)展越來越快,對工程技術(shù)要求也越來越高,每做一個(gè)工程都不想留遺憾,在保證質(zhì)量的前提下,主動(dòng)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)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(xué)老師、施工單位、企業(yè)的技術(shù)骨干,他們都經(jīng)驗(yàn)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(shè)更趨完美?!辟R維國表示,除此之外,團(tuán)隊(duì)氛圍也很重要,“中鐵隧道院有一批很上進(jìn)的年輕人,但凡學(xué)到新知識就回去一起分享討論,大家集思廣益,看這個(gè)知識點(diǎn)在什么情況下能派得上用場,一個(gè)創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)往往能在不經(jīng)意間碰撞出很多新思路”。
在煙波浩渺的海平面下,一個(gè)個(gè)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(shè)向更深、地質(zhì)環(huán)境更復(fù)雜的空間發(fā)展這一現(xiàn)實(shí)問題,賀維國要求自己不斷學(xué)習(xí)、與時(shí)俱進(jìn),保持昂揚(yáng)斗志和堅(jiān)定信心,時(shí)刻準(zhǔn)備著以創(chuàng)新突破更多“不可能”。
凡是到達(dá)的地方,都屬于昨天。
賀維國也將繼續(xù)帶領(lǐng)中鐵隧道院的同志們,用專業(yè)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。