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从奥运功臣到全国劳模 ——记“全国劳动模范”黄昌富

从奥运功臣到全国劳模

——记“全国劳动模范”黄昌富

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(简介)黄昌富,男,汉族,1971年生,中共党员,北京科技大学采矿工程硕95级、岩土工程博05级校友,教授级高工,现任中铁十五局集团有限公司党委副书记、董事、副总经理(主持经理层工作),北京科技大学土木工程系兼职教授、兼职博士生导师。2007年获得“中国五四青年奖章”称号、2008年获得“全国五一劳动奖章”称号、2010年获得“全国劳动模范”称号。

先后参与负责北京地铁、广州地铁、深圳地铁、上海磁悬浮、北京地下直径线等国家重点工程建设。坚持科技创新,解决了一系列地下施工技术难题,多项技术填补国内空白,创造性提出“载荷分散法”新概念,创下两项国内施工新记录;坚持管理创新,贯彻工程育人、和谐共建的宗旨,把零利润项目管理思想和P3项目辅助管理系统全面应用于项目管理,为企业培养了一大批青工专业人才,成功建立了一套确保农民工合法权益的劳务管理系统,总结出一整套城市地下工程修建技术及项目管理新模式。在自主创新中,逐渐成长为优秀的一线管理者和青年施工技术专家,为北京奥运重点工程的建设做出了突出贡献。

(事迹):

在风起云涌的国内地铁建设领域,有这么一位共产党员,凭着增强企业竞争力的坚定信念和不服输的顽强意志,从零开始学习钻研地铁盾构施工技术,短短的十余年,就从一名普通的技术员成长为工学博士、教授级高级工程师、专家型企业管理者,而且填补了国内多项地铁施工空白,创造了多项国内地铁施工纪录,成为中国铁建盾构施工的先驱者、国内地下工程的领军人物……

他就是有着15年党龄、年仅40岁的黄昌富,现任中国岩土锚固工程协会常务理事、中国青年企业家协会会员、全国青联委员、十六局集团副总经理兼北京工程指挥部指挥长,他先后参与了北京地铁、广州地铁、深圳地铁、北京和天津地下直径线等国家重难点工程建设,谱写了一曲又一曲华彩乐章。

开创“铺盖法”在城市地铁施工先例

地铁盾构法施工,是采用集机、电、液压、激光导向等尖端科技于一体的盾构隧道掘进机施工,有别于传统的人工开挖法,盾构机犹如一条神奇的“钻地龙”,不仅自动化程度高、施工速度快,还把原本险象环生、环境恶劣的掌子面变成了安全舒适的隧道生产车间,是目前世界上最先进的隧道施工工法。

黄昌富第一次接触盾构机,是在2001年10月任十六局集团深圳地铁一期7标段副指挥长后,当时,盾构项目在国内尚属鲜见,在中国铁建系统这也是第一个盾构工程项目。

此时的黄昌富已在地铁人工开挖法中崭露头角,1999年至2001年,在广州地铁二号线晓港站-江南新村站区间施工中,黄昌富创造性地提出了“桩基托换载荷分散法”概念,解决了桩基托换中桩梁连接技术、分级加载技术和同步顶升技术,成功穿越了11栋高层建筑桩基础,填补了国内地铁暗挖法技术空白。

同时,为解决地铁车站施工的交通问题与管线保护问题,他首次引入“铺盖法”施工技术,开创了铺盖法施工在城市地铁施工的先例。

黄昌富并没有满足于已取得的成绩,他深知,盾构法施工代表着城市地铁施工发展方向,任何工程技术人员要想在地铁施工领域里有所发展,就必须掌握这项技术。

盾构机资料大部分是英文,虽是硕士毕业,黄昌富还是看得有点吃力,他就利用业余时间每天坐半小时的公交车去学校自费学习英语,边学边翻译,不但弄清了盾构机各部件结构及其功用,还对总重达450吨、涉及机电、液压、自动控制等10多个主要工作系统、2000多个部件的盾构机进行分解研究,经反复计算核对,计算机模拟组装,终于掌握了盾构机主机结构和各台车配套设备的组装调试技术。

此外,他还跑遍了国内的大型图书馆,查阅翻译了大量资料,并向国内大专院校专家请教,了解盾构法施工原理,弄懂其各项施工工序……

“欧洲人能用,我们也能用!”

正在黄昌富深入钻研盾构技术颇有心得时,先期开工的两个盾构标段在软硬混合地层施工时相继遇到了问题,外国专家断言:深圳的地质条件、尤其是孤石群的存在,不适合盾构工法。可此时中国铁建向外国购买的两台盾构机已经漂洋过海,正驶向深圳港,如果放弃盾构工法,就意味着一个多亿的资金打了水漂!

“事情真如外国专家断定的那样无法可施吗?”向来不服输的黄昌富偏不信这个邪。

他仔细分析了软硬混合地层的特点,积极向外国技术人员请教,反复进行现场试验,逐渐摸索总结出适应软硬混合地层的施工参数,成功攻克了加泥式土压平衡复合型盾构机在软硬混合地层修建地铁隧道的技术难题,保住了盾构工法在深圳地铁的“生命”。

而时间也因此延后了四个多月,工期骤然紧张起来,如果按照既定施工方案,肯定无法按期完工,怎么办?项目部人员都把目光投向了十六局集团当时的第一个硕士研究生并小有成就的黄昌富。

“领导的信任、同事的期待、不服输的个性,都驱使我绞尽脑汁、千方百计地去研究、去试验,直到找到一个最好的施工方案。”黄昌富至今还清楚记得自己当时的急切心情。

他带领技术人员不停地测算数据、召开技术讨论会,提出一系列技术改进方案。其中,采用通用楔形管片技术就是关键一环。

当时,国内采用盾构法施工,都是根据隧道左转、右转、直行三种不同情况,相应设计三种不同类型的标准块管片。要更换某种管片时,地下人员用电话通知地面人员,地面人员找到这种管片后,从地面上拉下来,再推进盾构机。这个等待的时间很长,往往要一两个小时,最长的一次曾等了整整两天,而且选错了管片还必须退出来重换,很耽误工时。

还有一个问题就是,标准块管片模具都是不通用的。当时国内还不能生产管片模具,进口一套模具就要100多万元,至少得选用三套模具才能满足需要。而此时国际上最先进的是通用楔形管片新技术,经济实用,就是利用计算机自动调整管片的安装位置,只需用一种管模便可生产出全部管片,通过不同的拼装组合,就可实现隧道的转弯和直行。

当黄昌富大胆建议引进通用楔形管片技术时,国内很多专家却持怀疑态度,因为以前国内没有用过,大家心里都没底。

“欧洲人能用,我们为啥不能用?”他查阅了大量国外资料,再向国际同行虚心请教,然后在隧道里连续做了一个月的试验,通过采用不同的计算模型,对单层通用楔形管片衬砌结构进行数值分析研究,确定管片设计控制荷载点,发现了不同拼装组合条件下截面内力及变形的变化趋势,最后用详实、客观的数据证明了施工方案的可行性。

采用通用楔形管片技术后,节省了大量的更换管片时间,项目部还因此创造了一个奇迹:不但提前3个月实现了贯通,还创造了当时地铁盾构施工日掘进28.8米、月成洞540米的全国企业新纪录。

“想别人之不敢想,干别人之不敢干,做成不可能之事,这样才过瘾,这样才会有更大提高。”黄昌富如是说。正是凭着这股“要成人所不成”的猛劲和干劲,黄昌富攻克了一系列技术难题,创造了一个又一个纪录。

3.5公里长隧道缩短工期80天节约5600万

随着奥运申办成功,北京地铁作为奥运配套工程建设也全面展开,2004年3月,黄昌富出任北京地铁10号线6标段指挥长。

盾构施工在北京始于2002年,但效果并不理想,主要是北京普遍存在砂卵石地层,对刀具磨损严重,原设计盾构机每掘进600米更换一次刀具,而在砂卵石地层一二百米就要换一次刀具,不仅影响施工进度、提高了成本,还加大了安全风险,盾构施工的优点因频繁换刀而大打折扣。而且当时刀具都是进口的,价格很贵,换一套要上百万元。

而在换刀具之前,还必须采取注浆、打搅拌桩和旋喷桩等措施对地基进行加固处理,也要花上百万元,还要搭上一个月的时间,这一来二去,每更换一次刀具,至少要花300万元的代价。因此很多施工单位谈盾构色变,打退堂鼓的也不在少数。

而黄昌富却“偏向虎山行”,他们通过分析研究,发现加强刀具的耐磨性是减少换刀次数的关键。

可黄昌富提出重新设计刀具以增强耐磨性时,外国制造商却断然拒绝:如果改变设计就由施工方承担责任。

在对国内具有雄厚实力的重大技术装备生产厂家进行了详细调查后,黄昌富底气十足地对外方说:“只要按我们的要求改变设计,我们承担责任!”

在黄昌富的坚持下,外方不得不让步。黄昌富他们组织盾构和刀具生产厂家的专家,研究盾构机在砂卵石地层刀具切削机理与磨损和运动轨迹,对盾构机的功率、刀盘结构、刀具配置、组合模式、刀具材质、形状进行全方位的优化改造,并大胆采用了部分国产刀具。他们还将螺旋出土器扩大,确保能够运送更大的石块。如此这般一改进,他们创造了砂卵石地层一次性掘进1500米不换刀的纪录,就此彻底解决了砂卵石地层盾构施工技术难题!

“这个效益可就大了!”黄昌富说,“6标3.5公里长的隧道,只更换了2次刀具,比原设计节省了8盘刀具,至少缩短80天工期,节约直接成本达5600万元,而且整个掘进过程中没有发生任何安全质量事故。”

在北京地铁暗挖法施工中,他还主持研究了复合锚杆桩、长管棚导向跟管钻进等新技术,使大跨地下空间开挖和复杂周边环境实现了隔离,使诱发灾害得到有效预先控制成为现实。

2005年12月,难度更大、风险更高的北京站至北京西站地下直径线开工,该工程是我国第一条大直径城市地下全线电气化铁路盾构隧道,隧道断面直径12米,相当于4层楼高,而地面覆土最浅处仅为2.8米,且距周边楼房只有2.17米,施工风险极大,被北京市与铁道部列为头号重点工程。

担任该项目指挥长的黄昌富创造性地提出了在施工中基于“桥墩连续结构梁拱组合”的加固构思,采用“分段多次高压注浆”、“复合锚杆隔离桩”对受既有地铁运营振动影响区域进行了隔离加固处理,有效控制了由于直径线开挖和地铁振动影响土体松动变形,保护了相邻结构的稳定,使隧道掘进顺利平稳。

业内人士普遍认为,黄昌富一系列开拓性的创举,将我国地铁施工水平提高到了一个新的水平。

中国人终于赶上土生土长的“中国牛”

自盾构工法引进国内后,最初由国外专家自带设备参与施工,到国内技术人员使用进口设备自主施工,再到国内技术人员使用国产化盾构施工,在这一演变过程中,黄昌富和他的同行们发挥了重要的推动作用。

黄昌富把盾构法在国内的演变作了一个形象的比喻,他把盾构机比如一头牛,地铁工程比作一块田,他说盾构机国产化进程有5个阶段,第一阶段是我们把“田”交给外国的“牛”耕,赶“牛”的都是外国人,第二阶段是通过学习摸索后,发现中国人自己也能赶外国的“牛”,第三阶段是总结提高后,把外国的“牛”拿到国内来养,吃中国配的“饲料”,第四阶段是积累经验后,用上了整机国内生产、国外技术支持的杂交“牛”,第五阶段是自主创新,中国人赶上土生土长的中国“牛”了。

黄昌富说,盾构工法尤如一根生产链条,施工单位就是这根链条的服务终端,通过服务终端国产化的要求,就会推动从盾构机整机制造、配套设备、消耗材料等整个链条的国产化。

“当时的盾构机都是从外国整体进口的,施工人员都是外国人。”黄昌富说起初见盾构机的情景,不无感慨,“碰都不敢碰,连颗螺丝钉都不敢乱拧。”

当对盾构机全面了解后,黄昌富发现,当时整体进口的盾构机并不完全是由一家厂商制造的,而是由制造商设计后,在全世界选购各系统和零配件,再由制造商集成组装。

能不能在采购盾构机时要求制造商选用国产的部件呢?黄昌富的想法把自己都吓了一跳,因为在当时盾构机制造被外国垄断且具有巨大利润的情况下提出此要求,无异于虎口夺食。

黄昌富说:“盾构施工的最大成本就是盾构机本身,当时深圳地铁进口的盾构机每台达5500万元,如果我们能够把盾构机采购价降下来,哪怕就降低1个百分点,也会为国家和企业节省一大笔费用。”

更重要的是,通过深圳地铁的实践,黄昌富他们已经掌握了盾构施工的核心技术和配套设备选型与参数优化,而国内设备制造厂家的实力也在逐步提高,盾构机的有些结构部件已经可以国产化了。

他的想法得到了上级单位的全力支持,2004年,在北京地铁采购盾构机时,黄昌富他们经过与盾构机制造商的艰苦谈判,最终促使外国制造商将盾构机的钢结构外包给国内厂家加工。

“北京地铁盾构机的采购价是一台4000万元左右,比深圳地铁的盾构机一下子降低了1500万元!”黄昌富兴奋地说,“更为重要的是,我们让盾构机完全被外国垄断生产的困境成为了历史。”

——原载2011年04月28日《千龙网》