关键时刻发现地基沉降!小汤山医院如何“化险为夷”?

2020年初春时节。正当医务人员在疫情防控一线与病魔搏斗时,岩土工程师周宏磊也迎来了最忙碌的时刻。小汤山医院扩建工程如火如荼,施工人员却发现地基出现了沉降。各方面专家紧急“会诊”,从各自的专业领域寻找答案。

周宏磊(左二)在兴延高速路项目现场与青年工程师交流

“毫无疑问,局部有大坑,回填处理不密实。”周宏磊现场作出判断。经过资料分析和实地勘察,他的判断得到了印证。原来,在看不见的地下,有两个回填压实不充分的大坑,影响了地基的稳定性。

小汤山“化险为夷”

一场针对地基的“手术”就此展开。

此时,小汤山扩建病房已经在收治病人。为了不影响病房的使用功能,“手术”不能“大开大挖”。经过多方论证,施工各方最终敲定用注浆的办法进行“手术”。面对两个看不见的大坑,这项任务极具挑战。

还有一个问题必须要考虑在内。小汤山扩建病房是一座轻体建筑,万一注浆注多了,整座建筑就会被“顶”起来。建筑内部,氧气、药物等封闭线路都是直通病房,无法承受过大的变形。从哪个地方注,注浆时用多大的压力,都需要作出准确判断。

“手术”采用什么样的处理方案,工艺参数是多少?处理过程中要做哪些监控量测,需要达到什么样的参数?所有这一切,都需要岩土技术团队现场敲定。面对这项缺少资料、工期紧张的应急任务,周宏磊临危受命,带领北京市勘察设计研究院有限公司团队,对“手术”全程进行保驾护航。

2020年,周宏磊被评为“全国劳动模范”

“我们是跟不确定性打交道,既要大胆假设,同时更要小心求证。”那段时间,周宏磊几乎天天都在开会研究方案,往返现场、专题研讨会20余趟。注浆的工作是绣花功夫,今天注哪儿,明天注哪儿,必须非常精细。另一边,岩土勘测团队每天都要监测地基的情况,每一个细小的变化,都将决定“手术”的下一步方向。

连续奋战将近两个月,“手术”非常成功,而且没有对小汤山扩建工程的正常使用造成任何影响。其间,北京降下一场大雨,“手术”后的地基坚如磐石。

任务画上了完美的句号。参建人员都说,周宏磊简直“神了”,仿佛他有一双透视眼,能看到地下的情况。

“光有假设不行,那叫拍脑门儿。”周宏磊说,岩土勘察是工程建设的眼睛。构建一个判断的模型,要大胆做出一些假设,在这个过程中,还要不断地修正。岩土工程师要能够通过现象看到本质,要能够及时找到问题的症结,提出科学的决断。

为大地科学“把脉”

周宏磊是北京市勘察设计研究院有限公司副总经理、总工程师。二十多年来,周宏磊把岩土勘察当成学问来做,用科技创新手段规避地下工程风险,成为全国工程勘察设计大师。

工程建设,勘察先行。周宏磊把岩土勘察比作为大地“把脉”,而岩土工程师就像医生一样,既需要中医的“望闻问切”,也需要像西医一样穿刺、化验、研判,从而让建筑更加安全。

“我们建设大楼、桥梁、地铁,都是要建在大地上。我们的工作就是把大地的土壤、岩石、地下水搞清楚,筑牢建筑物的根基。”周宏磊说,岩土工程师经常在野外工作。同样的风景,普通人看到的可能只是山川秀美;而岩土工程师关注的,则是会不会发生崩塌、泥石流、山体滑坡等地质灾害风险。

“望闻问切”之外,还要通过历史资料,了解一片区域过去几千年甚至上亿年的地质变化。拿北京来说,北京的平原地区是经过上亿年的河流泥沙冲积而成。更遥远的时期,北京的古地形则是高山峡谷。在这样的地质条件上建高楼、修地铁,也必须要进行“化验”。

岩土工程师通过钻探,在不伤及地层稳定的情况下,获取土壤、地下水等大地组织。然后,对取出来的土样进行分析,通过力学实验、化学实验,获得力学理化指标,了解大地的“健康状况”。如果土层无法支撑建筑,就需要做“手术”在地下植入桩基,让桩基和建筑成为一体,保证建筑的安全。

如今,随着技术手段的进步,岩土工程师还可以给大地“做CT”。通过在钻孔安装发射装置和接收装置,发射信号波,可以获取探测断面中土壤、岩石的物理力学参数。这些数据通过计算机建模、分析,可以让“把脉”变得更准,从而更好地指引工程建设。

好的医生一定是阅人无数,一个好的岩土工程师也要经历很多工程,甚至是险情。兴延高速石峡隧道,全长5.8公里,是北京市最长的公路隧道。石峡隧道穿越富水区,与多条断裂带相交,地质条件非常复杂。施工到最难的阶段,洞内水哗哗地流,周宏磊不顾危险走到掌子面,细致观察围岩地质特征和涌水渗水情况,询问工人炮眼钻进难易程度。

“再好的理论也离不开现场。不到一线,就不能把所见到的情况和图纸上的内容进行一体化分析,作出相应的判断。”周宏磊说,去一线不是蛮干、胡干,而是科学地干。在北勘院,这是一种传统。

传承“拉排子车精神”

1995年,25岁的周宏磊硕士研究生毕业进入北京市勘察设计研究院,便投身于岩土勘察事业。他最深感自豪的,并不是参与了国家大剧院、“鸟巢”、“中国尊”等知名建筑的建设,而是北勘院宝贵的精神财富。

作为全国勘察行业的“第一梯队”,半个多世纪以来,北勘院涌现出张国霞、袁炳麟、张在明、沈小克等一大批专家大师。这些业界前辈的率先垂范,对周宏磊影响深远。

张国霞是人民大会堂的建设者。新中国成立之初,张国霞放弃国外优厚的待遇回到祖国,在一穷二白的基础上参与国家建设。当年,没有任何的勘察装备,没有任何分析手段,全部数据都是靠手绘分析,靠肩拉人扛的“拉排子车精神”。从勘察报告出炉到人民大会堂建成,仅仅用了一年。

四十多年后,周宏磊参与国家大剧院建设时,勘测技术手段已经大大进步。望着不远处的人民大会堂,他不禁肃然起敬。北京城中心是永定河故道“三海大河”,地质条件非常复杂。即使在现在的技术手段之下,这样的地质条件都是一块难啃的硬骨头。

位于CBD的银泰大厦,曾是长安街上最高的建筑。这样的超高层建筑,当时在北京前所未有。周宏磊清楚地记得,张在明院士到现场后,把所有岩芯样品码放在一起,每层土都认真地用手掰开观察,做好记录。回到试验室,又一一对照试验数据,最终才确定了地基基础的方案。有了这次成功的经验,北京的超高层建筑如雨后春笋般破土而出。

建设“鸟巢”时,周宏磊担任该项目岩土勘察的技术总负责和勘察成果审定人。作为超大规模的钢结构建筑,“鸟巢”用钢总量达到4.2万吨,由24根承重组合柱担起所有重量,每根钢柱承重的荷载不均,这就给地基分析设计带来不小难题。为了万无一失,张在明院士背着相机、拿着尺子,带着周宏磊一起下工地测量卵石砾径和密实度,判断土层的承载力……

“岩土勘察工作是一个群体性非常强的工作,我们所有工作都是一个人无法成就的。我们这些专业上的领路人,身上有许多特别朴实的劳动精神,这种劳动精神和我们的工作已经紧密结合在一起。”

2020年,周宏磊被评为“全国劳动模范”

2020年,周宏磊被评为“全国劳动模范”。在人民大会堂接受表彰时,前辈们的事迹在他脑海中挥之不去。周宏磊说,劳模应是一面“旗帜”,在国家的重大项目、重点工程中发挥作用,托起大厦之基,服务于国家的重大建设。在新时代,共产党员要弘扬劳模精神、劳动精神、工匠精神,发挥先锋模范作用。

周宏磊说,“拉排子车精神”的背后,其实是岩土工程师的家国情怀。“作为一名党员,家国情怀是发自内心的一种感情。这种感情怎么体现,我觉得就要体现在事业奋斗当中。”

惟日孜孜,无感逸豫。周宏磊不计个人得失,严于律己,用“拉排子车精神”激励年轻人,鼓励他们成为“科学家型工程师”。“我们这一代人和新一代的北勘人,要把这种精神传承发扬下去,才能够在未来的工作中为首都的高质量城市建设贡献才智。”

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