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9月24日，用于掘進(jìn)北京東六環(huán)改造工程隧道的超大直徑泥水盾構(gòu)“京華號”又創(chuàng)新技術(shù)了。歷經(jīng)三年研發(fā)的同步雙液注漿關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)由中國工程院院士錢七虎等組成的專家組研討認(rèn)定，實(shí)踐效果顯著，科技含量高，屬國內(nèi)首次，填補(bǔ)了我國超大直徑泥水盾構(gòu)隧道同步雙液注漿的空白。

“施工過程中，與傳統(tǒng)漿液相比，漿液固結(jié)時間從8小時縮短到1小時以內(nèi)，能夠快速達(dá)到有效強(qiáng)度，形成對隧道的加固、地層的支撐。”現(xiàn)場技術(shù)研究人員舒計城博士說，目前這一研究國內(nèi)尚無先例，世界各國也無完全成熟的研究成果。

“這一關(guān)鍵技術(shù)歷經(jīng)3年的探索和實(shí)踐，經(jīng)過一年半的方案論證、試驗(yàn)，充分應(yīng)用了西南交通大學(xué)在本領(lǐng)域的前瞻儲備，中國鐵建重工集團(tuán)設(shè)備制造的經(jīng)驗(yàn)，為時6個月的人員系統(tǒng)培訓(xùn)，終于取得了成功應(yīng)用的階段性成果。”中鐵十四局大盾構(gòu)技術(shù)專家陳鵬說，這一新技術(shù)通過改變同步注漿漿液基礎(chǔ)材料與配比，改變同步注漿漿液屬性，縮短注漿漿體凝固時間，獲得早期強(qiáng)度。

據(jù)陳鵬介紹，研發(fā)團(tuán)隊圍繞同步雙液漿基礎(chǔ)材料、配合比、注漿工藝參數(shù)等技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān);通過室內(nèi)試驗(yàn)、原位試驗(yàn)等研究方法，在東六環(huán)改造工程西線隧道施工中取得了成功應(yīng)用。

“現(xiàn)有的實(shí)踐數(shù)據(jù)驗(yàn)證了同步雙液注漿在超大直徑盾構(gòu)隧道施工過程中的有效性。”錢七虎院士說。

“京華號”整機(jī)長150米，總重量4300噸，最大開挖直徑達(dá)16.07米，由中國鐵建重工集團(tuán)、中鐵十四局集團(tuán)聯(lián)合研制的16米級超大直徑盾構(gòu)機(jī)，于2020年9月27日在長少下線，集機(jī)械、電氣、液壓、信息、傳感、光學(xué)等尖端技術(shù)于一體，是國產(chǎn)首臺最大直徑盾構(gòu)機(jī)。

“京華號”應(yīng)用了常壓換刀、伸縮主驅(qū)動、高效大功率泥水環(huán)流系統(tǒng)、高精度開挖面氣液獨(dú)立平衡控制等多項核心技術(shù);同時創(chuàng)新搭載了管環(huán)收斂測量、管環(huán)平整度檢測、同步雙液注漿等系統(tǒng)裝置，使高強(qiáng)度、高風(fēng)險、高污染的隧道掘進(jìn)作業(yè)轉(zhuǎn)變成相對安全、高效的綠色施工模式。

“京華號”盾構(gòu)機(jī)頭部刀盤重達(dá)500噸，正面有364把刀具，最輕的刀具都有200多斤，硬度堪比金剛石，背面可以看到一個個藍(lán)色的電機(jī)，每臺功率都能達(dá)到350千瓦。在刀盤后面，還有操作室、臺車等，組成了一條入地的“鋼鐵巨龍”，可同時完成開挖、排土、碎石、出渣、支護(hù)、襯砌、封固等工序，在掘進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)隧道主體結(jié)構(gòu)一次成型。

“整條隧道需要拼裝3600多環(huán)，共計36680塊管片。”中鐵十四局北京東六環(huán)項目負(fù)責(zé)人孫旭濤說，目前，盾構(gòu)機(jī)正開足馬力，全速掘進(jìn)，平均每天掘進(jìn)6環(huán)，12米，達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能。

北京東六環(huán)改造工程全長16.3公里，從地上改走地下，并在地面上打造“高線公園”，使通州城區(qū)與副中心行政辦公區(qū)融為一體。入地改造段9.2公里，其中7.3公里的盾構(gòu)隧道，是國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)單次掘進(jìn)長度最長的隧道之一;多個盾構(gòu)深度指數(shù)均為全北京之最;是我國北方最大的盾構(gòu)隧道。

截至9月24日，“京華號”盾構(gòu)機(jī)已在地下穩(wěn)步掘進(jìn)700余米，預(yù)計2023年年底通車。(科技日報記者 矯陽)