科技日報記者 矯陽

(資料圖片)

2023年6月28日上午，歷經2年地下掘進，由北京市首都公路發展集團建設，中鐵十四局施工的“京華號”終于順利抵達終點，標志著北京東六環改造工程西線隧道順利貫通。

中鐵十四局供圖

北京東六環改造工程南起京哈高速立交，北至潞苑北大街，路線全長約16公里。其中，入地改造約7.4公里，采用盾構法施工，是我國最長盾構高速公路隧道，為交通運輸部2022年科技示范工程。

自2021年5月始發以來，“京華號”歷經2年地下掘進，先后攻克盾構淺覆土始發、盾構機高風險吊裝、長距離穿越高致密砂層等11項技術難題，順利穿越京哈鐵路、北京城市副中心綜合交通樞紐等風險源，并創造了單月進尺542米的掘進紀錄，申報研發工法、專利等23項。

首臺16米級盾構機，性能處國際領先

北京東六環改造工程盾構隧道設計為分離式雙洞布置，每洞3車道，分上中下三層。上層為排煙通道、中間層為行車通道、下層為疏散救援通道。

“隧道直徑15.4米，最大埋深75米，是北京市埋深最大的地下隧道，具有超大直徑、超長距離、超深覆土、超敏感環境等施工難點。”中鐵十四局北京東六環項目負責人孫旭濤說，工程建設需要開挖直徑達16米的超大直徑盾構機。

憑借豐富的大直徑盾構施工經驗，中鐵十四局集團聯合鐵建重工，為項目量身定制了超大直徑盾構機“京華號”，最大開挖直徑達16.07米，整機長150米，總重量4300噸，是我國迄今研制的最大直徑泥水平衡盾構機。

“京華號”配備第四代常壓換刀、伸縮主驅動、高效大功率泥水環流系統等多項核心技術，使隧道掘進作業轉變成安全、高效的綠色施工模式，標志著我國在超大直徑盾構領域達到世界領先水平。

同步雙液注漿，地層沉降控制在毫米級

一路走來，“京華號”經受了多重考驗，成功穿越了55處風險源，地層沉降控制在毫米級。

連續穿越京哈鐵路、在建北京副中心站兩大風險源，是“京華號”掘進的最深區域。“地下埋深達75米，承壓水水頭達0.8兆帕，穿越長度達207米，地下水位高、地質土層密實、滲水性強，需長距離不停機施工，是全線最大風險區。”中鐵十四局東六環項目盾構經理孫長松說。

“京華號”在研發和施工應用中，項目團隊在國內首創超大直徑泥水盾構同步雙液注漿技術。“傳統的同步注漿采用水泥單液漿，凝固時間長、流失量大，難以有效控制管片上浮。”孫旭濤說，“‘同步雙液注漿技術’，漿液固結時間從8小時縮至1小時，快速達到強度，在管片外圍形成一層‘銅墻鐵壁’。”

該技術將整條隧道管片的沉降控制在3毫米內，實現了對地面建筑物的零擾動，填補了我國盾構隧道同步雙液注漿的技術空白。

搭建“云上隧道”，盾構掘進“耳聰目明”

走進中鐵十四局北京東六環改造工程項目工地，一整面墻的超大電子屏幕上，顯示著建筑信息管理平臺、“京華號”盾構監測、現場監控視頻、應急響應、進度產值、氣象預警、第三方監測、現場工作管理等信息。

專為“京華號”開發的盾構機智能預警與輔助駕駛平臺，實現了盾構關鍵參數預警、導向智能糾偏、刀具智能感知及大數據輔助決策，形成了井下終端駕駛、地面遠程駕駛、智能輔助駕駛等多層控制體系，確保隧道施工安全與工效。

“通過這一平臺，盾構機的推力、行程甚至分區壓力，都能一覽無余。”中鐵十四局北京東六環項目總工程師楊哲表示，當盾構機出現掘進異常情況，平臺還可以進行實時預警，并將預警信息通過手機短信推送給主要管理人員。

2022年4月，北京東六環工程成功入圍北京市首批智慧工地試點項目名單。

東六環改造工程完成后，地面原有六環路將建成城市公園，預計增加綠化面積約50公頃。原東六環車流將在地下隧道通過，將過境貨運交通疏導至外圍高速公路系統。同時，城市副中心12條規劃道路、5條現狀道路將實現東西向貫通，加強東六環兩側組團之間的交通聯系，有效縫合城市，讓通州城區與城市副中心行政辦公區融為一體。

標簽：