掘進國內(nei) 最長盾構高速公路隧道，一項改造工程——

　　北京“地下版東(dong) 六環”正加快建設

　　北京東(dong) 六環高速路，北通北京首都機場，南接京哈高速、京津高速，每天車流如織。

　　恐怕很少人知道，過去兩(liang) 年間，就在這條路的正下方，國產(chan) 最大直徑盾構機已成功挖出“地下版東(dong) 六環”。未來，車輛行經這裏時，將從(cong) 地下隧道通過，現有地麵上的東(dong) 六環主路將建設成為(wei) 六環公園，並改造成慢行係統，成為(wei) 周邊居民散步騎行的好去處。

　　“地下版東(dong) 六環”如何建成？日前，記者走進北京東(dong) 六環改造工程一探究竟。

　　建設難度高

　　7.4公裏長的入地段隧道分為(wei) 3層，根據工程量身定製總長150米、總重4300噸的盾構機

　　來到北京市通州區潞苑二街北側(ce) ，從(cong) 始發井坐電梯往下，一個(ge) 6層樓高、3車道寬的大洞赫然出現在記者眼前。這裏是“地下版東(dong) 六環”西線隧道的起點。

　　“為(wei) 什麽(me) 要把東(dong) 六環‘搬到地下’？”記者拋出疑問。指著隧道牆上的地圖，首發建設公司東(dong) 六環改造工程項目管理處副總經理柴東(dong) 然介紹：“東(dong) 六環路基高26米，目前兩(liang) 側(ce) 往來隻靠幾處鑽橋。它就像一堵牆橫在北京城市副中心，把城市分成東(dong) 西兩(liang) 片，影響了城市發展建設。”北京東(dong) 六環改造工程，就是要把六環路“搬到地下”，打通地麵空間，把綠地還給市民，以解決(jue) 城市發展空間受限難題。

　　整個(ge) 改造工程，南起京哈高速，北至潞苑北大街，全長16公裏，其中約7.4公裏入地段需采用盾構法施工，這也正是這項工程的主要難點之一。

　　據介紹，改造工程隧道采用分離式雙洞布置，每洞布置3條車道，分為(wei) 3層。其中，上層為(wei) 排煙通道，中間層為(wei) 行車通道，下層空間為(wei) 疏散救援專(zhuan) 用通道及管線廊道。這意味著，盾構機直徑要達到16米。這樣的直徑，國產(chan) 盾構機此前從(cong) 未企及。為(wei) 此，中鐵十四局聯合鐵建重工為(wei) 西線工程量身定製了國產(chan) 最大直徑盾構機“京華號”。

　　通常來說，大型盾構機重量超過3000噸，零部件超過3萬(wan) 個(ge) ，製造工藝複雜，涉及電氣、光學、力學、土木、機械等諸多學科。在此基礎上，較之常規的直徑盾構機，16米級以上超大直徑盾構機的係統集成更複雜、加工製造更困難。

　　中鐵十四局北京東(dong) 六環改造工程五標盾構經理孫長鬆告訴記者，從(cong) 研發、製造到下線，“京華號”整整花了10個(ge) 月，“從(cong) 以前有什麽(me) 裝備幹什麽(me) 活，到根據工程量身定製裝備，‘京華號’體(ti) 現出中國建造、中國製造的巨大進步。”

　　“京華號”總長150米、總重4300噸，是一個(ge) 近6層樓高、7節地鐵車廂長的龐然大物。因其設備巨大、運輸難度高，項目人員難以在地下為(wei) 它大規模更換核心部件。7.4公裏的隧道，隻有掘進4772米到達中間風井後，才能進行大規模檢修維保。一旦設備出現故障無法工作，補救成本極為(wei) 高昂，甚至需要再造一台盾構機，從(cong) 接收井重新掘進。

　　為(wei) 此，中鐵十四局專(zhuan) 門為(wei) “京華號”配備了強大的維保團隊。以項目總機械師王建華為(wei) 領隊的“全科醫生”，每天為(wei) 盾構機“望聞問切”，保證了“京華號”掘進穩定。整個(ge) 施工周期，“京華號”設備故障率始終控製在5%以內(nei) 。

　　施工風險大

　　成功下穿車站、鐵路、地鐵、公路、河流等55處風險源，實現對地麵建築物“零擾動”

　　北京東(dong) 六環改造工程對設備要求高，施工難度也高。隧道西線，最低點位於(yu) 地下75米，需長距離穿越高致密富水砂層，先後下穿車站、鐵路、地鐵、公路、河流等55處風險源，掘進風險不小。

　　最大的挑戰，來自與(yu) 北京城市副中心站綜合交通樞紐（以下簡稱“副中心站”）的交會(hui) 。根據規劃，北京東(dong) 六環改造工程和北京副中心站交叉匯集施工，副中心站基坑的抗拔樁基深入基坑底部20米，與(yu) 隧道頂部的最小淨距僅(jin) 為(wei) 3米。

　　再者，隧道施工還要下穿京哈鐵路和北京地鐵6號線。京哈鐵路是全國交通最繁忙的鐵路幹線之一，每天通過運營列車88對，客貨車混跑，重載列車多。北京地鐵6號線則是貫穿北京中心城區、東(dong) 西向運行的軌道交通幹線，區間列車最高時速可達100公裏。

　　孫長鬆告訴記者，作為(wei) 一個(ge) 總重量達4300噸的地下“巨無霸”，“京華號”的每一次開動、掘進，都有可能對地麵的建築、鐵路、河流水係造成影響。

　　頭頂複雜地質和特重大風險源，“京華號”的每一步都要做到“零擾動”。經過多番演練、摸索，團隊發現，得給“京華號”配上一個(ge) “金鍾罩”，才能做到地下“穿針”。

　　“掘進中的盾構機並不是直線運動，而是沿隧道軸線做蛇形運動，造成管片與(yu) 地層間存在環形間隙，容易造成隧道沉降，對土體(ti) 造成擾動。”“京華號”盾構機長王虎然說，因此，在掘進過程中，要以最快速度在管片與(yu) 地層間注入足量的漿液材料充填空隙。

　　然而，常規盾構隧道施工同步注漿采用的是水泥單液漿，凝固時間長達8小時，不能及時有效控製管片上浮。為(wei) 了確保“京華號”施工萬(wan) 無一失，項目建設團隊與(yu) 中國工程院錢七虎院士領銜的專(zhuan) 家團隊通力合作，自主研發了超大直徑盾構同步雙液注漿技術。

　　采用新技術後，“京華號”向前推進時，兩(liang) 種漿液在盾尾後方混合，通過8個(ge) 注漿口，快速注入管片壁後的環形間隙，僅(jin) 10多秒就能變成膠凝狀，並在30分鍾內(nei) 形成早期強度，1小時完成凝固，讓隧道外圍快速形成“銅牆鐵壁”，為(wei) 隧道管片提供更加堅固的“金鍾罩”。

　　2021年5月，“京華號”盾構機開始掘進。2022年4月，“京華號”迎來全線施工最大挑戰：穿越京哈鐵路、副中心站兩(liang) 大風險源。

　　“這一段工程是隧道最深區域，底部達到75米，承壓水水頭壓力達0.8兆帕，相當於(yu) 一個(ge) 指甲蓋的麵積要承受8公斤壓力。”王虎然介紹，在總長207米的穿越區間，盾構機處於(yu) 爬坡狀態，覆土厚度從(cong) 58米突然變到23米，這在行業(ye) 內(nei) 幾乎聞所未聞。

　　準備充分，進展順利。2022年4月25日，“京華號”順利穿越京哈鐵路、副中心站。207米的穿越區間，沉降始終控製在3毫米內(nei) ，管片上浮不超過10毫米。同時，實現單月最高掘進542米，創造了16米級超大直徑盾構機月進尺新紀錄，實現對地麵建築物“零擾動”。

　　項目管理優(you)

　　渣土外運、循環利用，智能監控、大數據、物聯網、智慧管理係統實現全覆蓋

　　走進隧道內(nei) 部，施工現場幹幹淨淨、整齊劃一，完全刷新記者對隧道施工的認知。盾構機開挖出來的渣土哪裏去了？

　　原來，“京華號”創新配備了泥水循環係統。當前部的刀盤轉動“啃”土時，管道將送來泥水，衝(chong) 洗被刀頭切削下來的渣土。混合渣土的泥漿再通過排漿管路運至盾構機外，送到與(yu) 掘進工地南側(ce) 一街之隔的泥漿處理廠進行處理。泥漿經過過濾沉澱，再經管道循環至盾構機內(nei) 重複使用。

　　“分離後的渣土也可循環利用。”孫長鬆介紹，渣土從(cong) 泥漿中分離後，經過板式壓濾機和高速離心機處理幹燥後，可以即產(chan) 即運，用於(yu) 種地、栽樹、路基施工等，實現資源再利用。

　　這裏還是一個(ge) “智慧工地”。智能監控、大數據、物聯網、智慧管理係統實現了全覆蓋，隻要有安全問題、參數異常、環保隱患，平台立刻報警，讓隱患無處遁形。

　　來到改造工程安全質量監控中心，大屏幕上，盾構機的推力、行程、分區壓力，管片的生產(chan) 、運輸、拚裝等信息全都一覽無餘(yu) 。“係統可以連接手機。我們(men) 外出時，可通過手機對上萬(wan) 個(ge) 參數實時監管。”孫長鬆說。

　　不僅(jin) 如此，安全質量監控中心還與(yu) 位於(yu) 南京的中鐵十四局大盾構公司總部盾構智慧管控中心聯動聯控。如有必要，總部人員甚至可以在1000公裏外遠程操控盾構機。

　　2023年6月28日上午，曆經兩(liang) 年多掘進，“京華號”順利完成西線隧道掘進任務，抵達接收井，這也意味著國內(nei) 最長盾構高速公路隧道西線貫通。“這條隧道的貫通，意味著我國超大直徑盾構全產(chan) 業(ye) 鏈發展站上了新台階，為(wei) 解決(jue) 城市發展空間受阻難題提供了新路徑。”中鐵十四局黨(dang) 委書(shu) 記、董事長吳言坤說。

　　項目團隊將繼續開展隧道內(nei) 剩餘(yu) 現澆混凝土結構施工、裝飾裝修、路麵找平層及瀝青層施工，最後進行強弱電、交安、消防等機電安裝施工。預計明年年底，改造工程將建成通車。

　　目前，“京華號”盾構機正在拆解，將進行全麵檢查、保養(yang) 和改造，服務下一個(ge) 工程。（記者 李心萍）