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在中鐵十四局集團(tuán)北京東六環(huán)改造工程現(xiàn)場(chǎng)——探訪“京華號(hào)”

發(fā)布時(shí)間:2022-08-31 09:52:00來(lái)源: 光明網(wǎng)-《光明日?qǐng)?bào)》

  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?!敝需F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?!敝需F十四局大盾構(gòu)公司總經(jīng)理陳鵬介紹,隧道采用最大開挖直徑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)。”中鐵十四局集團(tuán)北京東六環(huán)改造工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人孫旭濤說。

  “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)?!眹?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。

  “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。“目前,‘京華號(hào)’盾構(gòu)機(jī)已掘進(jìn)4758米,管片上浮不超過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^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:“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,通過排漿管路被運(yùn)到工地附近的泥漿處理廠,經(jīng)過四級(jí)過濾沉淀,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、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?!睎|六環(huán)改造工程項(xiàng)目調(diào)度長(zhǎng)張建說。

(責(zé)編:李雨潼)

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