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国外这条最难隧道日本法国德国公司搞不定中国方案把隧道打通半岛平台

2023-05-17 阅读次数:

  近年来,中国企业建设了不少的超级隧道。那么,中国的隧道建设实力放到国际上看,到底处于什么样的水平呢?今天,超级建筑给大家介绍一座非洲隧道,建设中,日本、意大利、土耳其、德国、法国等国家的知名隧道公司都出现了,最后都败下阵来,中国公司力挽狂澜,用实力证明了一切。

  甘塔斯隧道是北非最长的隧道,也是阿尔及利亚北方干线铁路上的重要工程。因为复杂的地质条件,一度被法国工程界称为“工程师的灾难”。中国的建筑企业用了近7年时间攻克了这个难关,于当地时间2017年10月30日上午9时30分,打通了甘塔斯隧道隧道。

  阿尔及利亚北方干线铁路东起安纳巴,西至靠近摩洛哥边境城市阿给德阿拜斯,正线公里,跨越阿尔及利亚北部沿海22个省,区域人口2000万人,约占全国总人口的50%,阿尔及利亚国家前十大城市就有七个位于北方铁路干线座车站,连接阿尔及利亚9个重要海港,是阿尔及利亚名副其实的交通大动脉。

  由于该铁路是19世纪年代末修建的单线铁路,设施和运力早已不能满足100多年后今天的现实需要,阿尔及利亚从1999年启动对既有铁路网提速改造。要保证这条大动脉提速,就必须变“翻山绕行”为“穿山而过”,这需要啃一块硬骨头——甘塔斯隧道。

  ▲阿尔及利亚北方干线月的招标中,西方国家公司和当地公司犹豫不决时,中国铁建果断出手,以合理的报价、施工方案中标了两个铁路改造项目。其中,中国铁建所属中土集团承建阿福龙至黑米斯段复线公里铁路复线项目)。甘塔斯隧道就是55公里铁路复线项目中工程的最难部分。

  甘塔斯隧道为双洞单线公里,是阿尔及利亚最长的隧道,也是北非最长隧道。甘塔斯隧道于2010年12月19日举行开工仪式,2011年4月18日开始开工,2011年8月31日正式进洞。

  甘塔斯隧道工程为“三极”隧道,地质围岩状况极差,地应力极高,膨胀性极强,地质条件被法国工程界称之为“工程师的灾难”。甘塔斯隧道处于地中海褶皱带,围岩内地应力高,且地应力主方向与隧道走向近乎垂直,这种X形的“力量拉锯”极易造成隧道变形。隧道地质构造更复杂,主要为泥灰岩夹杂页岩,遇水迅速膨胀,稳定性极差。

  一个14.68公里的隧道修建了6年半时间,这对中国的建筑企业来说是极其缓慢的,如果在国内大约需要3年时间就可以建成。那么,究竟是什么原因拖延了隧道建设的时间呢?

  其实,甘塔斯隧道复杂的地质条件对于中国企业算不了什么,这7年时间在隧道建设上争论最多、也最拖延时间的就是标准问题,特别是当欧洲标准失灵时,能不能用中国标准。这一基于技术标准的理念冲突在甘塔斯隧道集中体现。

  隧道建设中,一个技术方案的确定通常要几个月的时间同法国监理进行拉锯战,最严重的隧道出口软弱围岩段就因为这个问题停工了一年半的时间。举个例子,在国内,所有箱涵建设只要按铁路专用图施工就行,而按欧洲标准,每一个箱涵就要100多张图和计算书,监理审批长达一两个月,而且每改一次施工方案,都要监理批复。

  该项目由中国铁建牵头与土耳其(奥兹共)OZGUN公司组成联合体实施,监理方为法国塞思达(SYSTRA)和德国贝利(POYRY)联合体。设计方是法国SETEC公司,该公司曾经设计过英吉利海底隧道,在世界范围内也是声名显赫。

  一方面隧道由法国SETEC设计咨询公司依据新奥法原理进行设计,欧洲标准体现了“设计原理及过程论证”的原则,强调了现场工程师的作用,使得设计更加的符合现场实际情况,从而能够使支护结构应用的更加经济合理。而中国施工多数采用标准图集,强调的是施工要符合设计的理念,这是二者的核心差异。

  另一方面国内隧道施工提倡“岩变我变、我随岩变”,能够第一时间解决突发状况,根据围岩状况及时调整支护类型,做到经济合理,安全可靠。而在欧洲标准质量监控下支护类选取完全按照质量管理计划规定,主要由超前地质钻探资料,以及现场掌子面勘查结论逐段确定,当出现突发状况时,首先应当向监理工程师提交书面处理程序,程序主要阐述原因,拟采取的措施以及工程数量的确认方法,批复后方可按照程序进行施工。

  2013年7月,意外发生了。隧道出口往前施工800米之时,泥灰岩遭遇涌水,迅速膨胀,拱架出现大规模变形,但是设计方坚持原设计方案不变。一个月后,泥灰岩居然导致结构变形了2米多,隧道拱架断裂,喷射混凝土开裂、剥落,最强的钢支护也失效了,法国SETEC工程集团的设计施工方案被证明彻底失败了。法国公司束手无措,一度称这条隧道为“工程师的灾难”。

  国际知名企业给出的设计方案失败了,这个隧道还能做吗?这样的情况在阿尔及利亚并不是第一次遇到。之前,日本企业在在阿尔及利亚修建东西高速公路时,就因为无法应对泥灰岩地质而造成隧道大塌方,最终败走麦城,最后连高速公路都绕路了。在另外两个隧道工地上,意大利公司和土耳其公司的两台盾构机也分别因为泥灰岩难题遭遇滑铁卢,一直未能复工。

  在法国公司无法给出解决方案时,中国土木也曾找过德国设计公司,但该公司提出的解决方案经过实验证明,也无法解决这个难题。那么中国企业会成为“灾难终结者”吗?

  求人不如求己,基建狂魔迎难而上,决定启动“中国方案”破解“世界难题”。中国企业火速召集国内专家团队来阿,2013年9月,借鉴国内铁路建设经验,新的设计方案出炉。然而,变欧洲标准的一层支护为中国标准的三层支护,法国监理因为从未见过这种施工法,并不认可,施工陷入僵局。

  业主要求中国工程师必须向欧洲监理提交书面论证,阐述原因、措施及理论依据,批复后方可按照程序进行施工。然而,中欧工程理论和规范、施工习惯和理念差异大,欧洲监理无法理解中国工程师提出的技术理念。欧洲公司的设计方案不能保障正常施工,中方的经验做法无法获批,因此形成了长时间的僵持。工程一度停止一年半。

  为了打破僵局,2014年11月,中国企业自费修了30米试验段,检验支护效果。监控信息显示,隧道变形得到了控制,中国版“三层铠甲”的支撑效果完胜欧洲版“单衣”。中国方案成功克服了泥灰岩隧道变形大这一世界级难题。

  为赢得法国监理认同,中国铁建又主动邀请法国SETEC公司利用欧洲标准的计算模型重新验算“中国方案”,半岛平台将“翻译版”递交监理。2015年1月底,方案终于获得业主、监理的认可,业主和欧洲设计公司最终采用了中国方案。停滞一年半的工程终于重启。

  经过长达6年半时间的施工建设,所处地质条件被工程界判定为“工程师的灾难”的阿尔及利亚北方铁路干线甘塔斯隧道正式贯通,标志着非洲铁路交通跨过重要咽喉地带。

  实际上,尽管甘塔斯隧道施工耗时6年半时间,但施工进度却是震惊北非的“中国速度”。除去因监理方因素而导致的项目延缓,中国企业先后创下月掘进520米、月掘进870米的当地地下工程施工纪录。

  甘塔斯隧道的施工实际上是中国标准与欧洲标准发生过一次碰撞与融合,是中欧质量控制方法相互借鉴之后的叠加,是中国标准及质量控制体系走向国际化的一种思路。甘塔斯隧道告诉世界,中国公司不仅完全能够适应欧标体系的要求,也完全有能力参与复杂工程的设计方案。