“國(guó)之重器”大顯身手 東六環(huán)改造工程全速“綠色掘進(jìn)”

“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī)已累計(jì)掘進(jìn)5800米，完成進(jìn)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(chǎng)，我國(guó)自主研發(fā)的最大直徑盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”“運(yùn)河號(hào)”正在地下運(yùn)行，它們需要開(kāi)挖出一條長(zhǎng)7.4公里的隧道，目前雙線隧道已累計(jì)掘進(jìn)超10公里，完成進(jìn)度均超70%。

“國(guó)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(zhǎng)約16.3公里，工程具有“長(zhǎng)、大、深、多、高”五大重難點(diǎn)。該盾構(gòu)隧道是國(guó)內(nèi)超大直徑盾構(gòu)單次掘進(jìn)長(zhǎng)度最長(zhǎng)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(kāi)挖直徑達(dá)16.07米的超大直徑盾構(gòu)機(jī)，是我國(guó)北方地區(qū)最大的盾構(gòu)隧道。掘進(jìn)中，該工程地下空間環(huán)境復(fù)雜，盾構(gòu)機(jī)需依次下穿通燕高速、運(yùn)潮減河、通胡路、京秦鐵路、北京地鐵6號(hào)線等重大風(fēng)險(xiǎn)源，掘進(jìn)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(jì)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(gè)功能區(qū)，運(yùn)營(yíng)安全和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)高。

首發(fā)建設(shè)公司東六環(huán)項(xiàng)目處負(fù)責(zé)人何歷超介紹，針對(duì)工程復(fù)雜環(huán)境，首發(fā)集團(tuán)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(shì)，突破了第四代常壓換刀、伸縮主驅(qū)動(dòng)、超大直徑重載管片高效倒運(yùn)及拼裝技術(shù)、高效大功率泥水環(huán)流系統(tǒng)、高精度開(kāi)挖面氣液獨(dú)立平衡控制等多項(xiàng)核心技術(shù)，創(chuàng)新搭載管環(huán)收斂測(cè)量系統(tǒng)、管環(huán)平整度檢測(cè)系統(tǒng)、管環(huán)選型系統(tǒng)、自動(dòng)盾尾間隙測(cè)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(hào)”“運(yùn)河號(hào)”兩臺(tái)“國(guó)之重器”實(shí)施盾構(gòu)施工。

操控室內(nèi)，盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)精準(zhǔn)控制盾構(gòu)姿態(tài)，熟練地操縱著長(zhǎng)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(jī)，絲毫不差地將一塊塊管片緊密拼接，管片之間嚴(yán)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(jìn)提供持續(xù)不斷的物資保障……記者在西線隧道施工現(xiàn)場(chǎng)看到，地上地下各個(gè)施工環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，400多名工人正有序進(jìn)行盾構(gòu)施工作業(yè)，在巨大的機(jī)械轟鳴聲中打響新年“開(kāi)門紅”。

“‘京華號(hào)’集機(jī)械、電氣、液壓、信息、傳感、光學(xué)等尖端技術(shù)于一體，最大開(kāi)挖直徑達(dá)16.07米，諸多創(chuàng)新技術(shù)可以使高強(qiáng)度、高風(fēng)險(xiǎn)、高污染的隧道掘進(jìn)作業(yè)轉(zhuǎn)變成相對(duì)安全、高效的綠色施工模式。”中鐵十四局集團(tuán)北京東六環(huán)項(xiàng)目總機(jī)械師王建華介紹，“京華號(hào)”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)、量身定制而成。其中，歷時(shí)3年成功研發(fā)的同步雙液注漿技術(shù)，更是填補(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，為隧道管片打造了強(qiáng)大堅(jiān)固的“金鐘罩”。除此之外，項(xiàng)目還應(yīng)用了“互聯(lián)網(wǎng)+BIM+GIS”技術(shù)，通過(guò)該創(chuàng)新管理模式，達(dá)到工程管理信息化、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化傳送，進(jìn)一步提升工程建設(shè)項(xiàng)目管理水平，實(shí)現(xiàn)安全、質(zhì)量、進(jìn)度、應(yīng)急保障全方面數(shù)字化管控。

憑借著過(guò)硬的技術(shù)，自2019年12月開(kāi)工以來(lái)，東六環(huán)改造工程已累計(jì)創(chuàng)下多個(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；盾構(gòu)機(jī)單月掘進(jìn)進(jìn)尺達(dá)到542米；單日最大進(jìn)尺達(dá)到24米……在“國(guó)之重器”的加持下，東六環(huán)改造工程盾構(gòu)段施工進(jìn)展順利，“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī)已累計(jì)掘進(jìn)2900環(huán)，5800米，完成進(jìn)度約79%。而位于東線隧道的“運(yùn)河號(hào)”盾構(gòu)機(jī)緊跟其后，順利完成了二次始發(fā)以來(lái)難度最高的北運(yùn)河環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源穿越，累計(jì)掘進(jìn)2757環(huán)，5546米，完成進(jìn)度的75.5%。

以“綠”賦能

綠色是城市副中心生機(jī)勃發(fā)最好的標(biāo)志，東六環(huán)改造工程在施工過(guò)程中將綠色施工、智慧運(yùn)營(yíng)理念貫穿整個(gè)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(diǎn)多，工程若采用傳統(tǒng)的射流風(fēng)機(jī)誘導(dǎo)通風(fēng)方案會(huì)導(dǎo)致洞外敏感點(diǎn)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(guò)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(yùn)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(shí)現(xiàn)綠色減排。預(yù)計(jì)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(dá)到80%以上。

與此同時(shí)，首發(fā)集團(tuán)充分運(yùn)用科技創(chuàng)新手段，通過(guò)引入全流程機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，與高校合作開(kāi)發(fā)盾構(gòu)掘進(jìn)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(jī)遠(yuǎn)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(dòng)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(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，及時(shí)落實(shí)應(yīng)對(duì)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(jìn)安全生產(chǎn)、保障施工人員健康。在智慧平臺(tái)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(chǎng)大量的高強(qiáng)度作業(yè)移向“工作環(huán)境可實(shí)現(xiàn)人為控制的廠房?jī)?nèi)”進(jìn)行現(xiàn)代化生產(chǎn)，改善了工人作業(yè)條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄泥漿對(duì)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(shí)現(xiàn)了施工泥漿的無(wú)害化處理和廢漿的重復(fù)利用，達(dá)到“零排放”“零污染”，實(shí)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(guò)。屆時(shí)，城市副中心12條規(guī)劃道路、5條現(xiàn)狀道路將實(shí)現(xiàn)東西向貫通，進(jìn)一步加強(qiáng)東六環(huán)兩側(cè)組團(tuán)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(dòng)城市副中心高質(zhì)量發(fā)展。

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