光明日報記者 肖人夫 張青 閆槿 李菲

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

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

　　如何“引入地下”，騰出空間？記者來到東六環改造工程第5標段，一探究竟。

　　　完美盾構：實現工程設計“個性化”

　　“這條盾構隧道長7336米、直徑15.4米，是我國北方直徑最大的盾構隧道。”中鐵十四局大盾構公司總經理陳鵬介紹，隧道采用最大開挖直徑16.07米的國產泥水平衡盾構機進行施工。

　　陳鵬提到的盾構機，就是大名鼎鼎的被譽為“地下蛟龍”的國之重器——“京華號”。（參見光明日報2021年11月1日一版《鋼鐵穿山甲：國產最大直徑盾構機“京華號”》）

　　自2019年12月開工以來，東六環改造工程已累計取得5個全國紀錄：7個半月完成始發井主體結構全部封頂、6個半月完成16米級超大直徑盾構機工廠組裝、60天完成盾構機整體組裝調試、兩個半月完成110KV臨時變電站建設并順利通電、“京華號”盾構機單月掘進進尺達542米。

　　成績的取得來之不易。“東六環改造工程面臨開挖斷面大、地上風險源密集、地下空間環境復雜、長距離穿越富水高密砂層等多項施工重難點。”中鐵十四局集團北京東六環改造工程項目負責人孫旭濤說。

　　“京華號”作為大盾構，并非同型號批量生產，而是根據實際情況一隧一機、量身定制設計而成。

　　“一臺完美的盾構機，必須根據地下工程的特殊地質條件而定制，必須有成熟的施工掘進技術與之配套，必須由具有豐富經驗的專業化團隊來操控。只有這樣，才能圓滿完成地下工程的掘進施工任務。”國家最高科學技術獎獲得者、中國工程院院士錢七虎說。

　　“為了保證盾構機的掘進精度，我必須時刻控制參數變化，我的每一步操作都將引起盾構機的姿態變化，影響成型隧道中線與設計軸線的吻合度，如果參數稍有異常，將會導致地面隆起或沉降等后果，再嚴重很可能會造成隧道施工前功盡棄。”“京華號”機長王虎然對此深有感觸。

　　為實現完美盾構，每天在井下工作的12個小時里，王虎然都要保證這個五層樓高的“龐然大物”按照規定線路穩步行駛，盾構姿態上下左右的偏差必須保持在正負20毫米之間。

　　技術突破：為隧道管片打造“金鐘罩”

　　“京華號”不斷向前掘進，如何有效控制地面沉降，保證隧道全線不滲不漏？掘進過程中刀具損壞怎么辦，如何實現快速安全換刀？

　　“地面沉降始終控制在3毫米內”，穿梭在寬敞整潔而又略顯悶熱的隧洞里，姜偉反復跟記者強調這一點，話語中難掩自豪。“目前，‘京華號’盾構機已掘進4758米，管片上浮不超過10毫米。”已經是第三次參與大盾構項目的90后盾構經理孫長松認為，“這要歸功于在東六環改造工程中，首次投入應用的超大直徑泥水盾構同步雙液注漿技術。”通過這一創新技術，“京華號”實現了地面沉降的毫米級控制，確保了盾構施工對地面既有建筑的零擾動。

　　歷時3年研發成功的同步雙液注漿技術，填補了我國超大直徑泥水盾構隧道同步雙液注漿的空白。據悉，研發團隊圍繞多個難題進行技術攻關，通過縮短漿體凝固時間來獲得早期強度，為隧道管片打造了強大堅固的“金鐘罩”，從根本上解決了大直徑盾構隧道上浮、地層沉降等難題。“漿液固結時間從8小時縮短到1小時以內，能夠快速達到有效強度，形成對隧道的加固、地層的支撐。”現場技術研究人員舒計城博士告訴記者。

　　在盾構機掘進中，刀具損壞怎么辦？傳統的方式是帶壓換刀，耗時長、費用高、效率低，還存在安全風險。從南京長江隧道工程開始，中鐵十四局的施工團隊就下定決心：必須搞成常壓換刀技術！最終，經過團隊的不懈努力，不僅成功實現常壓換刀作業，還創新研發出10米級盾構刀盤“小空間常壓換刀”，攻克了世界性技術難題。到如今，“京華號”配備的已是第四代常壓換刀技術。

　　從帶壓到常壓，從第一代到第四代，這一從實踐中反饋研發、不斷提升的換刀技術，早已成為大盾構研制的常規選項。正如陳鵬所說：“我國盾構施工市場需求大，遇到的地質種類多，所以才能持續反饋，推動盾構機自主研發快速迭代升級。”

　　　綠色施工：實現泥漿循環“零污染”

　　記者在施工現場發現，除了機器的轟鳴聲，印象中工地上塵土飛揚、雜亂無章的景象并沒有出現，地面干凈整潔，現場井然有序。這令記者很是好奇：盾構機挖出來的渣土去哪兒了？

　　“盾構機刀盤‘吃’掉的土，通過排漿管路被運到工地附近的泥漿處理廠，經過四級過濾沉淀，達標的泥漿再循環至盾構機，剩余渣土則用于種地、栽樹、路基施工等，實現資源循環利用。”負責盾構機泥水處理工作的趙德巖告訴記者。

　　據介紹，由中鐵十四局集團大盾構公司自主研發的大型環保泥水處理系統及工程泥漿零排放技術，成功解決了泥水盾構施工中泥漿處理及凈化循環再利用問題，先后用于包括北京東六環改造工程在內的多個項目。

　　中鐵十四局集團還與高校合作研發了綜合能源智能監測終端、綜合能源管控系統等新設備新系統，助力盾構低碳化施工。“北京東六環改造工程現場用電設備達數千個，只有解決‘跑冒滴漏’，才能減少不必要的能源消耗。”東六環改造工程項目調度長張建說。