北京“地下版东六环”正加快建设(产经观察·走进重大工程一线②)(2)
最大的挑战,来自与北京城市副中心站综合交通枢纽(以下简称“副中心站”)的交会。根据规划,北京东六环改造工程和北京副中心站交叉汇集施工,副中心站基坑的抗拔桩基深入基坑底部20米,与隧道顶部的最小净距仅为3米。
再者,隧道施工还要下穿京哈铁路和北京地铁6号线。京哈铁路是全国交通最繁忙的铁路干线之一,每天通过运营列车88对,客货车混跑,重载列车多。北京地铁6号线则是贯穿北京中心城区、东西向运行的轨道交通干线,区间列车最高时速可达100公里。
孙长松告诉记者,作为一个总重量达4300吨的地下“巨无霸”,“京华号”的每一次开动、掘进,都有可能对地面的建筑、铁路、河流水系造成影响。
头顶复杂地质和特重大风险源,“京华号”的每一步都要做到“零扰动”。经过多番演练、摸索,团队发现,得给“京华号”配上一个“金钟罩”,才能做到地下“穿针”。
“掘进中的盾构机并不是直线运动,而是沿隧道轴线做蛇形运动,造成管片与地层间存在环形间隙,容易造成隧道沉降,对土体造成扰动。”“京华号”盾构机长王虎然说,因此,在掘进过程中,要以最快速度在管片与地层间注入足量的浆液材料充填空隙。
然而,常规盾构隧道施工同步注浆采用的是水泥单液浆,凝固时间长达8小时,不能及时有效控制管片上浮。为了确保“京华号”施工万无一失,项目建设团队与中国工程院钱七虎院士领衔的专家团队通力合作,自主研发了超大直径盾构同步双液注浆技术。
采用新技术后,“京华号”向前推进时,两种浆液在盾尾后方混合,通过8个注浆口,快速注入管片壁后的环形间隙,仅10多秒就能变成胶凝状,并在30分钟内形成早期强度,1小时完成凝固,让隧道外围快速形成“铜墙铁壁”,为隧道管片提供更加坚固的“金钟罩”。
2021年5月,“京华号”盾构机开始掘进。2022年4月,“京华号”迎来全线施工最大挑战:穿越京哈铁路、副中心站两大风险源。
“这一段工程是隧道最深区域,底部达到75米,承压水水头压力达0.8兆帕,相当于一个指甲盖的面积要承受8公斤压力。”王虎然介绍,在总长207米的穿越区间,盾构机处于爬坡状态,覆土厚度从58米突然变到23米,这在行业内几乎闻所未闻。
准备充分,进展顺利。2022年4月25日,“京华号”顺利穿越京哈铁路、副中心站。207米的穿越区间,沉降始终控制在3毫米内,管片上浮不超过10毫米。同时,实现单月最高掘进542米,创造了16米级超大直径盾构机月进尺新纪录,实现对地面建筑物“零扰动”。
项目管理优
渣土外运、循环利用,智能监控、大数据、物联网、智慧管理系统实现全覆盖
走进隧道内部,施工现场干干净净、整齐划一,完全刷新记者对隧道施工的认知。盾构机开挖出来的渣土哪里去了?
原来,“京华号”创新配备了泥水循环系统。当前部的刀盘转动“啃”土时,管道将送来泥水,冲洗被刀头切削下来的渣土。混合渣土的泥浆再通过排浆管路运至盾构机外,送到与掘进工地南侧一街之隔的泥浆处理厂进行处理。泥浆经过过滤沉淀,再经管道循环至盾构机内重复使用。
“分离后的渣土也可循环利用。”孙长松介绍,渣土从泥浆中分离后,经过板式压滤机和高速离心机处理干燥后,可以即产即运,用于种地、栽树、路基施工等,实现资源再利用。
这里还是一个“智慧工地”。智能监控、大数据、物联网、智慧管理系统实现了全覆盖,只要有安全问题、参数异常、环保隐患,平台立刻报警,让隐患无处遁形。