光明日?qǐng)?bào)記者 肖人夫 張青 閆槿 李菲

　　夏末秋初，記者走進(jìn)北京城市副中心，由中鐵十四局集團(tuán)承建的北京東六環(huán)改造工程正如火如荼地推進(jìn)。

　　“環(huán)路將被引入地下，原有道路成為‘高線公園’，不僅給市民帶來(lái)綠色空間，還能有效緩解交通擁堵，整合城市空間環(huán)境。”中鐵十四局集團(tuán)副總經(jīng)理姜偉介紹。

　　如何“引入地下”，騰出空間？記者來(lái)到東六環(huán)改造工程第5標(biāo)段，一探究竟。

　　　完美盾構(gòu)：實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)“個(gè)性化”

　　“這條盾構(gòu)隧道長(zhǎng)7336米、直徑15.4米，是我國(guó)北方直徑最大的盾構(gòu)隧道。”中鐵十四局大盾構(gòu)公司總經(jīng)理陳鵬介紹，隧道采用最大開(kāi)挖直徑16.07米的國(guó)產(chǎn)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。

　　陳鵬提到的盾構(gòu)機(jī)，就是大名鼎鼎的被譽(yù)為“地下蛟龍”的國(guó)之重器——“京華號(hào)”。（參見(jiàn)光明日?qǐng)?bào)2021年11月1日一版《鋼鐵穿山甲：國(guó)產(chǎn)最大直徑盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”》）

　　自2019年12月開(kāi)工以來(lái)，東六環(huán)改造工程已累計(jì)取得5個(gè)全國(guó)紀(jì)錄：7個(gè)半月完成始發(fā)井主體結(jié)構(gòu)全部封頂、6個(gè)半月完成16米級(jí)超大直徑盾構(gòu)機(jī)工廠組裝、60天完成盾構(gòu)機(jī)整體組裝調(diào)試、兩個(gè)半月完成110KV臨時(shí)變電站建設(shè)并順利通電、“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī)單月掘進(jìn)進(jìn)尺達(dá)542米。

　　成績(jī)的取得來(lái)之不易?！皷|六環(huán)改造工程面臨開(kāi)挖斷面大、地上風(fēng)險(xiǎn)源密集、地下空間環(huán)境復(fù)雜、長(zhǎng)距離穿越富水高密砂層等多項(xiàng)施工重難點(diǎn)?！敝需F十四局集團(tuán)北京東六環(huán)改造工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人孫旭濤說(shuō)。

　　“京華號(hào)”作為大盾構(gòu)，并非同型號(hào)批量生產(chǎn)，而是根據(jù)實(shí)際情況一隧一機(jī)、量身定制設(shè)計(jì)而成。

　　“一臺(tái)完美的盾構(gòu)機(jī)，必須根據(jù)地下工程的特殊地質(zhì)條件而定制，必須有成熟的施工掘進(jìn)技術(shù)與之配套，必須由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)來(lái)操控。只有這樣，才能圓滿完成地下工程的掘進(jìn)施工任務(wù)。”國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)工程院院士錢七虎說(shuō)。

　　“為了保證盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)精度，我必須時(shí)刻控制參數(shù)變化，我的每一步操作都將引起盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)變化，影響成型隧道中線與設(shè)計(jì)軸線的吻合度，如果參數(shù)稍有異常，將會(huì)導(dǎo)致地面隆起或沉降等后果，再嚴(yán)重很可能會(huì)造成隧道施工前功盡棄。”“京華號(hào)”機(jī)長(zhǎng)王虎然對(duì)此深有感觸。

　　為實(shí)現(xiàn)完美盾構(gòu)，每天在井下工作的12個(gè)小時(shí)里，王虎然都要保證這個(gè)五層樓高的“龐然大物”按照規(guī)定線路穩(wěn)步行駛，盾構(gòu)姿態(tài)上下左右的偏差必須保持在正負(fù)20毫米之間。

　　技術(shù)突破：為隧道管片打造“金鐘罩”

　　“京華號(hào)”不斷向前掘進(jìn)，如何有效控制地面沉降，保證隧道全線不滲不漏？掘進(jìn)過(guò)程中刀具損壞怎么辦，如何實(shí)現(xiàn)快速安全換刀？

　　“地面沉降始終控制在3毫米內(nèi)”，穿梭在寬敞整潔而又略顯悶熱的隧洞里，姜偉反復(fù)跟記者強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，話語(yǔ)中難掩自豪?！澳壳?，‘京華號(hào)’盾構(gòu)機(jī)已掘進(jìn)4758米，管片上浮不超過(guò)10毫米?！币呀?jīng)是第三次參與大盾構(gòu)項(xiàng)目的90后盾構(gòu)經(jīng)理孫長(zhǎng)松認(rèn)為，“這要?dú)w功于在東六環(huán)改造工程中，首次投入應(yīng)用的超大直徑泥水盾構(gòu)同步雙液注漿技術(shù)?！蓖ㄟ^(guò)這一創(chuàng)新技術(shù)，“京華號(hào)”實(shí)現(xiàn)了地面沉降的毫米級(jí)控制，確保了盾構(gòu)施工對(duì)地面既有建筑的零擾動(dòng)。

　　歷時(shí)3年研發(fā)成功的同步雙液注漿技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)超大直徑泥水盾構(gòu)隧道同步雙液注漿的空白。據(jù)悉，研發(fā)團(tuán)隊(duì)圍繞多個(gè)難題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)縮短漿體凝固時(shí)間來(lái)獲得早期強(qiáng)度，為隧道管片打造了強(qiáng)大堅(jiān)固的“金鐘罩”，從根本上解決了大直徑盾構(gòu)隧道上浮、地層沉降等難題?！皾{液固結(jié)時(shí)間從8小時(shí)縮短到1小時(shí)以內(nèi)，能夠快速達(dá)到有效強(qiáng)度，形成對(duì)隧道的加固、地層的支撐?！爆F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研究人員舒計(jì)城博士告訴記者。

　　在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中，刀具損壞怎么辦？傳統(tǒng)的方式是帶壓換刀，耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高、效率低，還存在安全風(fēng)險(xiǎn)。從南京長(zhǎng)江隧道工程開(kāi)始，中鐵十四局的施工團(tuán)隊(duì)就下定決心：必須搞成常壓換刀技術(shù)！最終，經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的不懈努力，不僅成功實(shí)現(xiàn)常壓換刀作業(yè)，還創(chuàng)新研發(fā)出10米級(jí)盾構(gòu)刀盤“小空間常壓換刀”，攻克了世界性技術(shù)難題。到如今，“京華號(hào)”配備的已是第四代常壓換刀技術(shù)。

　　從帶壓到常壓，從第一代到第四代，這一從實(shí)踐中反饋研發(fā)、不斷提升的換刀技術(shù)，早已成為大盾構(gòu)研制的常規(guī)選項(xiàng)。正如陳鵬所說(shuō)：“我國(guó)盾構(gòu)施工市場(chǎng)需求大，遇到的地質(zhì)種類多，所以才能持續(xù)反饋，推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)自主研發(fā)快速迭代升級(jí)?！?/p>

　　　綠色施工：實(shí)現(xiàn)泥漿循環(huán)“零污染”

　　記者在施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，除了機(jī)器的轟鳴聲，印象中工地上塵土飛揚(yáng)、雜亂無(wú)章的景象并沒(méi)有出現(xiàn)，地面干凈整潔，現(xiàn)場(chǎng)井然有序。這令記者很是好奇：盾構(gòu)機(jī)挖出來(lái)的渣土去哪兒了？

　　“盾構(gòu)機(jī)刀盤‘吃’掉的土，通過(guò)排漿管路被運(yùn)到工地附近的泥漿處理廠，經(jīng)過(guò)四級(jí)過(guò)濾沉淀，達(dá)標(biāo)的泥漿再循環(huán)至盾構(gòu)機(jī)，剩余渣土則用于種地、栽樹(shù)、路基施工等，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用?！必?fù)責(zé)盾構(gòu)機(jī)泥水處理工作的趙德巖告訴記者。

　　據(jù)介紹，由中鐵十四局集團(tuán)大盾構(gòu)公司自主研發(fā)的大型環(huán)保泥水處理系統(tǒng)及工程泥漿零排放技術(shù)，成功解決了泥水盾構(gòu)施工中泥漿處理及凈化循環(huán)再利用問(wèn)題，先后用于包括北京東六環(huán)改造工程在內(nèi)的多個(gè)項(xiàng)目。

　　中鐵十四局集團(tuán)還與高校合作研發(fā)了綜合能源智能監(jiān)測(cè)終端、綜合能源管控系統(tǒng)等新設(shè)備新系統(tǒng)，助力盾構(gòu)低碳化施工?！氨本〇|六環(huán)改造工程現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備達(dá)數(shù)千個(gè)，只有解決‘跑冒滴漏’，才能減少不必要的能源消耗。”東六環(huán)改造工程項(xiàng)目調(diào)度長(zhǎng)張建說(shuō)。