国产最大直径盾构机“运河号”出洞

  近日，由中交天和自主研制、用于北京东六环路改造工程东线隧道掘进施工的国产最大直径盾构机“运河号”出洞仪式举行，标志着我国迄今为止线路最长、最大的盾构隧道双线顺利贯通，为工程早日通车奠定了坚实基础。

  北京东六环路改造工程是北京城市副中心“打造缝合城市功能创新发展轴、有效织补城市空间、解决高速公路分割城市问题”的标志性工程。该工程南起京哈高速公路互通立交桥，北至通州区潞苑北大街，线公里，其中盾构隧道段长7.4公里，隧道外径15.4米，最大埋深75米，采用分离式双洞设计，东西线车道，是目前北京市埋深最大的地下隧道，也是目前国内已建成的最长、最大的盾构隧道。

  掘进施工全套工艺流程中，“运河号”面临地上地下众多风险源。该隧道需连续下穿京哈高速铁路、城市副中心交通枢纽、地铁6号线、燃气管线、河流、高压电塔和建筑群等近100处风险源，且按设计的基本要求需将沉降控制在毫米级内。据中交天和现场技术团队负责的人介绍，因该隧道的超大直径、超长距离、超深覆土、超敏感环境等施工难点，对盾构机的可靠性、安全性和工程适应性提出了很高要求。

  为此，中交天和为该隧道量身定制了国内开挖直径16.07米的超大直径盾构机“运河号”。该盾构机整机长约145米，总重量约4500吨，国产化率达98%以上，是国产首台16米级超大直径盾构机，也是我国迄今为止研制的具有完全自主知识产权的最大直径泥水平衡盾构机之一，配置中交天和自主研发的全球首创超长距离掘进不换刀技术、泥水分层逆洗循环技术、常压换刀、伸缩主驱动、自动盾尾间隙测量系统、同步双液注浆系统。采用自动化监测技术、导向系统和微速推进系统等适应性设计，在全世界内首次将光纤磨损检测技术应用于刀具检测，实现对超大直径盾构机“卡脖子”关键核心技术的全面突破，成为领跑全球超大直径盾构机技术创新与应用的里程碑。

  2022年2月，“运河号”穿越连接北运河与潮白河的排水河道潮减河，堪称掘进施工的“穿针引线”。因下穿地层多为粉细砂及粉质黏土互层，部分区域粉质黏土的最大含量超过80%，存在涌水、涌砂等重大风险。中交天和现场技术团队充分应用智慧监控系统，做到全天候值守，随时保证土压、沉降量、注浆压力、设备姿态等技术参数的最佳值。同时，应用微速推进系统保障盾构机匀速掘进，降低掘进施工对地面的扰动，将沉降范围控制在1毫米内。

  2022年5月，“运河号”位于地下60米处，机头上部是穿梭的列车和塔吊林立、建设繁忙的副中心站交通枢纽。需下穿的副中心站交通枢纽段长207米，盾构机上部距离基坑底不足23米，距离抗拔桩仅3米，且地层为高密实、强透水砂层，稳定性差，稍有不慎就可能会引起交通枢纽基坑安全风险，对盾构机性能无疑是巨大挑战。中交天和现场技术团队通过导向系统控制掘进姿态，如同为盾构机装上一双“慧眼”，可以准确地判断盾构机走向与姿态。如姿态偏差过大，可即时报警和处置,确保盾构机在暗黑的地下不迷失方向或偏离设计轴线。采用同步双液注浆技术，地表沉降被控制在2毫米内，管片上浮量被控制在10毫米内，盾构机安全平稳地穿越隧道全线个月，“运河号”一路高歌猛进，先后完成始发、中间井接收、出洞等掘进施工。其间，创造了最高日掘进12环（24米），最高月掘进276环（552米）的新纪录，并做到“始发零风险、36万平方米隧道零渗漏、对地面零干扰”的全球领先水平。“运河号”的成功应用，对全方面提升北京交通服务能力、深入推动“京津冀一体化”、大力构建区域通网络具备极其重大意义，也再次展现了我国超大直径盾构机研制的强大实力，为我国未来地下空间的深度开发起到了重大示范效应。

  为确保掘进施工平稳有序，中交天和为每台盾构机配备了现场技术团队，提供全天候保驾服务，及时预测、分析、控制和消除故障风险，把设备故障率严控在5%以内，远低于行业中等水准。同时，本着“快捷高效服务”理念，在现场配置配（部）件仓库，做到最快在1小时内完成配（部）件更换，极大地提高了掘进施工效率。中交天和自主研制的盾构机不但广泛参与了南京和燕路、上海机场快线、珠海兴业路、深圳大鹏支线、新疆乌尉高速公路和福州、天津、哈尔滨、成都、广州、雄安、石家庄、宁波、重庆地铁等国内重点工程建设，还深度服务了马来西亚东部海岸铁路云顶隧道、雅万高铁一号隧道、孟加拉国卡纳普里河河底隧道、日本东京湾隧道等海外大型工程建设，受到了海内外业主单位、地方政府与民众的一致好评。