“國之重器”大顯身手 東六環(huán)改造工程全速“綠色掘進”

“京華號”盾構(gòu)機已累計掘進5800米，完成進度約79%。記者 常鳴/攝

(資料圖)

在東六環(huán)改造工程施工現(xiàn)場，我國自主研發(fā)的最大直徑盾構(gòu)機“京華號”“運河號”正在地下運行，它們需要開挖出一條長7.4公里的隧道，目前雙線隧道已累計掘進超10公里，完成進度均超70%。

“國之重器”

東六環(huán)改造工程南起京哈高速南側(cè)，北至潞苑北大街北側(cè)，全長約16.3公里，工程具有“長、大、深、多、高”五大重難點。該盾構(gòu)隧道是國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)單次掘進長度最長的隧道之一，也是北京市埋深最大的地下隧道。工程采用最大開挖直徑達16.07米的超大直徑盾構(gòu)機，是我國北方地區(qū)最大的盾構(gòu)隧道。掘進中，該工程地下空間環(huán)境復(fù)雜，盾構(gòu)機需依次下穿通燕高速、運潮減河、通胡路、京秦鐵路、北京地鐵6號線等重大風(fēng)險源，掘進控制因素多，且工程緊鄰北京城市副中心核心區(qū)，串聯(lián)張家灣設(shè)計小鎮(zhèn)、北京城市副中心行政辦公區(qū)、城市綠心森林公園、宋莊文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等多個功能區(qū)，運營安全和服務(wù)標(biāo)準高。

首發(fā)建設(shè)公司東六環(huán)項目處負責(zé)人何歷超介紹，針對工程復(fù)雜環(huán)境，首發(fā)集團聯(lián)合施工單位，充分發(fā)揮在大直徑水下盾構(gòu)方面的核心優(yōu)勢，突破了第四代常壓換刀、伸縮主驅(qū)動、超大直徑重載管片高效倒運及拼裝技術(shù)、高效大功率泥水環(huán)流系統(tǒng)、高精度開挖面氣液獨立平衡控制等多項核心技術(shù)，創(chuàng)新搭載管環(huán)收斂測量系統(tǒng)、管環(huán)平整度檢測系統(tǒng)、管環(huán)選型系統(tǒng)、自動盾尾間隙測量系統(tǒng)、同步雙液注漿系統(tǒng)、三通閉塞器換管裝置，創(chuàng)新使用“京華號”“運河號”兩臺“國之重器”實施盾構(gòu)施工。

操控室內(nèi)，盾構(gòu)機長精準控制盾構(gòu)姿態(tài)，熟練地操縱著長150米、重4300噸的“地下蛟龍”；拼裝區(qū)域，拼裝手嫻熟地操控著管片拼裝機，絲毫不差地將一塊塊管片緊密拼接，管片之間嚴絲合縫，不滲不漏；存放區(qū)域，工人們井然有序地裝卸、吊裝管片及弧形件，為盾構(gòu)掘進提供持續(xù)不斷的物資保障……記者在西線隧道施工現(xiàn)場看到，地上地下各個施工環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，400多名工人正有序進行盾構(gòu)施工作業(yè)，在巨大的機械轟鳴聲中打響新年“開門紅”。

“‘京華號’集機械、電氣、液壓、信息、傳感、光學(xué)等尖端技術(shù)于一體，最大開挖直徑達16.07米，諸多創(chuàng)新技術(shù)可以使高強度、高風(fēng)險、高污染的隧道掘進作業(yè)轉(zhuǎn)變成相對安全、高效的綠色施工模式。”中鐵十四局集團北京東六環(huán)項目總機械師王建華介紹，“京華號”并非同型號批量生產(chǎn)，而是根據(jù)實際情況一隧一機、量身定制而成。其中，歷時3年成功研發(fā)的同步雙液注漿技術(shù)，更是填補了我國超大直徑泥水盾構(gòu)隧道同步雙液注漿的空白，為隧道管片打造了強大堅固的“金鐘罩”。除此之外，項目還應(yīng)用了“互聯(lián)網(wǎng)+BIM+GIS”技術(shù)，通過該創(chuàng)新管理模式，達到工程管理信息化、監(jiān)測數(shù)據(jù)實時化傳送，進一步提升工程建設(shè)項目管理水平，實現(xiàn)安全、質(zhì)量、進度、應(yīng)急保障全方面數(shù)字化管控。

憑借著過硬的技術(shù)，自2019年12月開工以來，東六環(huán)改造工程已累計創(chuàng)下多個全國紀錄：7個半月完成始發(fā)井主體結(jié)構(gòu)全部封頂；6個半月完成16米級超大直徑盾構(gòu)機工廠組裝；60天完成盾構(gòu)機整體組裝調(diào)試；盾構(gòu)機單月掘進進尺達到542米；單日最大進尺達到24米……在“國之重器”的加持下，東六環(huán)改造工程盾構(gòu)段施工進展順利，“京華號”盾構(gòu)機已累計掘進2900環(huán)，5800米，完成進度約79%。而位于東線隧道的“運河號”盾構(gòu)機緊跟其后，順利完成了二次始發(fā)以來難度最高的北運河環(huán)境風(fēng)險源穿越，累計掘進2757環(huán)，5546米，完成進度的75.5%。

以“綠”賦能

綠色是城市副中心生機勃發(fā)最好的標(biāo)志，東六環(huán)改造工程在施工過程中將綠色施工、智慧運營理念貫穿整個工程建設(shè)，使“綠色”成為該工程最鮮明底色。

何歷超介紹，東六環(huán)地下道路地處城市核心區(qū)，外部環(huán)境敏感點多，工程若采用傳統(tǒng)的射流風(fēng)機誘導(dǎo)通風(fēng)方案會導(dǎo)致洞外敏感點污染物濃度超標(biāo)。為降低隧道內(nèi)外車輛排放污染物濃度，施工中在隧道南、北盾構(gòu)井設(shè)置空氣凈化裝置，采用隧道空氣凈化技術(shù)。通過隧道通風(fēng)系統(tǒng)與空氣凈化系統(tǒng)的節(jié)能關(guān)聯(lián)運行，確保隧道內(nèi)外空氣質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范的限值要求，實現(xiàn)綠色減排。預(yù)計投入使用后，可減少顆粒物及二氧化氮在大氣中的排放量，凈化效率可達到80%以上。

與此同時，首發(fā)集團充分運用科技創(chuàng)新手段，通過引入全流程機器人技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，與高校合作開發(fā)盾構(gòu)掘進輔助數(shù)據(jù)系統(tǒng)，提高盾構(gòu)施工數(shù)據(jù)生成效率，配置盾構(gòu)機遠程操作系統(tǒng)、人員及車輛定位、吊裝區(qū)域電子警戒系統(tǒng)等，打通安全、質(zhì)量、生產(chǎn)聯(lián)動管理渠道，全面提升管理水平，提高了協(xié)同管理能力，率先邁出了數(shù)字化生產(chǎn)的第一步。

在綠色施工方面，該工程建立了由多方位傳感器、智能邏輯單元、射頻發(fā)射裝置等構(gòu)成的綠色施工監(jiān)控模塊，24小時不間斷監(jiān)測，及時落實應(yīng)對措施，有效降低粉塵濃度和有害氣體濃度，改善工作環(huán)境，促進安全生產(chǎn)、保障施工人員健康。在智慧平臺的賦能下，工程安全隱患同比下降50%，到目前為止未發(fā)生任何一起安全生產(chǎn)事故。節(jié)能減排提升20%，為智慧建造提供了有力注腳。

值得一提的是，盾構(gòu)隧道主體結(jié)構(gòu)最大限度采用預(yù)制構(gòu)件，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式相比，把施工現(xiàn)場大量的高強度作業(yè)移向“工作環(huán)境可實現(xiàn)人為控制的廠房內(nèi)”進行現(xiàn)代化生產(chǎn)，改善了工人作業(yè)條件，減輕了勞動強度，提高構(gòu)件生產(chǎn)精度，縮短施工周期，降低施工噪音，減少濕作業(yè)建筑垃圾，大大提升綠色施工水平，最大限度節(jié)約了資源和成本。此外，為降低盾構(gòu)機掘進過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿對環(huán)境的影響，根據(jù)超大泥水盾構(gòu)施工工藝，采用將泥漿、污水壓縮分離、循環(huán)使用的方法，實現(xiàn)了施工泥漿的無害化處理和廢漿的重復(fù)利用，達到“零排放”“零污染”，實現(xiàn)100%綠色處理，打造綠色低碳環(huán)保工地。

據(jù)了解，東六環(huán)改造工程建成后，原東六環(huán)車流將在地下隧道通過。屆時，城市副中心12條規(guī)劃道路、5條現(xiàn)狀道路將實現(xiàn)東西向貫通，進一步加強東六環(huán)兩側(cè)組團之間的交通聯(lián)系，有效縫合城市，讓通州城區(qū)與副中心行政辦公區(qū)融為一體，讓市民工作、生活、交通更加便利，推動城市副中心高質(zhì)量發(fā)展。

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