鉆入地下約30米深、比5層樓還要高的盾構(gòu)機(jī)頭部插入泥層向前掘進(jìn)，泥水經(jīng)輸送管道壓入泥水倉，工人們循序漸進(jìn)地將一塊塊管片按照預(yù)定位置拼裝到位……

這是《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者在北京市第一條大直徑盾構(gòu)地下道路——東六環(huán)改造工程現(xiàn)場看到的景象，國產(chǎn)最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”正在這里進(jìn)行為期兩年的地下穿越之旅，朝著打造世界性示范工程的目標(biāo)進(jìn)發(fā)，為北京城市副中心建設(shè)助力。

量身定制全球領(lǐng)先的盾構(gòu)機(jī)

“東六環(huán)改造工程作為北京城市副中心重點(diǎn)工程，無論是在政治地位、市民需求、功能需要和建設(shè)規(guī)模等方面都算得上超級(jí)工程。”首發(fā)集團(tuán)東六環(huán)改造工程項(xiàng)目管理處負(fù)責(zé)人何歷超如此評(píng)價(jià)道。

把約16.3公里的北京東六環(huán)從地上改走地下，并在地面上打造“高線公園”，使得通州城區(qū)與副中心行政辦公區(qū)融為一體，打造創(chuàng)新發(fā)展軸……這項(xiàng)總投資117億元的“城市縫補(bǔ)”項(xiàng)目，正創(chuàng)造著多個(gè)北京乃至全國第一：

入地改造段9.2公里，包含7.3公里盾構(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(gè)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，盾構(gòu)隧道的直徑達(dá)到16.07米，盾構(gòu)機(jī)開挖斷面則達(dá)到了202平方米，而一般地鐵隧道的盾構(gòu)直徑約為6米，開挖斷面不到30平方米。

“超大直徑盾構(gòu)始發(fā)、接收及施工參數(shù)控制風(fēng)險(xiǎn)大，掘進(jìn)姿態(tài)要求高。”中鐵十四局東六環(huán)改造工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人孫旭濤告訴記者，隧道要先后下穿多條道路、鐵路和河道，對(duì)地上建筑物的變形控制要在毫米級(jí)范圍，并要一次性長距離穿越高密實(shí)、強(qiáng)透水砂層，風(fēng)險(xiǎn)控制難度大。此外，盾構(gòu)隧道含車行道板等多類內(nèi)部結(jié)構(gòu)，體量大，且與盾構(gòu)掘進(jìn)平行施工，洞內(nèi)協(xié)調(diào)組織難度大，施工籌劃要求高。

工欲善其事，必先利其器。啃下如此多的“硬骨頭”，打造世界級(jí)示范工程，必須要有全球領(lǐng)先的科技水平和裝備制造。

“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正是為此量身定制。這個(gè)整機(jī)長150米、總重量約4300噸的“巨無霸”，由中鐵十四局和鐵建重工用時(shí)9個(gè)月聯(lián)合研制完成，其中僅用時(shí)六個(gè)半月就完成了組裝調(diào)試、下線驗(yàn)收，創(chuàng)造了大直徑盾構(gòu)生產(chǎn)制造新紀(jì)錄。

值得注意的是，這是我國企業(yè)首次成功實(shí)現(xiàn)16米級(jí)超大直徑盾構(gòu)機(jī)的工業(yè)制造，也是我國迄今為止研制的最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，應(yīng)用了常壓換刀、伸縮主驅(qū)動(dòng)、高效大功率泥水環(huán)流系統(tǒng)等多項(xiàng)核心技術(shù)，并創(chuàng)新搭載了管環(huán)收斂測量等多個(gè)系統(tǒng)裝置，使隧道掘進(jìn)作業(yè)轉(zhuǎn)變成相對(duì)安全、高效的綠色施工模式，標(biāo)志著我國在超大直徑盾構(gòu)領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者連續(xù)走下數(shù)層施工樓梯，到達(dá)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部的第一感受就是“壯觀”。據(jù)介紹，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(gè)個(gè)藍(lán)色的電機(jī)，每臺(tái)功率都能達(dá)到350千瓦。在刀盤后面，還有操作室、臺(tái)車等，組成了一條入地的“鋼鐵巨龍”，可同時(shí)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。

打造世界一流的管理和人才

如此“龐然大物”在地下“穿越”，要如何確保不偏離線路、順利完成每道工序?這有賴于世界一流的管理和人才隊(duì)伍。

創(chuàng)新引進(jìn)“5S”工廠化管理、積極探索聯(lián)絡(luò)通道施工關(guān)鍵技術(shù)、智慧工地建設(shè)初具規(guī)模……中鐵十四局東六環(huán)改造工程項(xiàng)目部在項(xiàng)目總體策劃與實(shí)施，以及施工現(xiàn)場安全、質(zhì)量、成本、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)管控、精細(xì)化管理、信息化管理等方面不斷探索與推進(jìn)，著力打造大直徑盾構(gòu)施工智慧工地、標(biāo)桿項(xiàng)目。

東六環(huán)改造工程安全質(zhì)量監(jiān)控中心的超大屏幕上，顯示著BIM管理平臺(tái)、“京華號(hào)”盾構(gòu)監(jiān)測、現(xiàn)場監(jiān)控視頻、應(yīng)急響應(yīng)、進(jìn)度產(chǎn)值、氣象預(yù)警、第三方監(jiān)測、現(xiàn)場工作管理等多個(gè)欄目，管片的生產(chǎn)、運(yùn)輸、拼裝場景，盾構(gòu)機(jī)的推力、行程甚至分區(qū)壓力，都能一覽無余。

據(jù)了解，盾構(gòu)機(jī)每前進(jìn)2米，就需要拼裝10塊管片，形成1個(gè)完整的圓環(huán)，而整條隧道需要拼裝3600多環(huán)，共計(jì)36680塊管片。

“我們自主研發(fā)的管片可以承受相當(dāng)于水下75米的壓力，做到不變形不破損，不滲不漏。” 孫旭濤表示，每一位拼裝人員都有7年以上相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，誤差控制在5毫米。而且每一個(gè)管片都有專屬的“身份證”，通過手機(jī)進(jìn)行掃描后，可查看管片從生產(chǎn)到安裝全過程的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)信息。

《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者注意到，掘進(jìn)現(xiàn)場并沒有煙塵漫漫、土石飛揚(yáng)，除了機(jī)器發(fā)出的陣陣轟鳴聲，很難想象這是一個(gè)位于地下深處的大型建設(shè)工地。盾構(gòu)機(jī)采取手自一體設(shè)置，兩名操作員就可以駕駛，他們需要時(shí)刻緊盯操作室屏幕上的各種參數(shù)，保證這個(gè)“大家伙”能以厘米級(jí)的精度向目標(biāo)方向前進(jìn)。

可以說，盾構(gòu)機(jī)操作員水平的高低直接影響裝備整體效能的發(fā)揮和隧道施工及使用安全。“我們的操作員隊(duì)伍中不少人都有著豐富的盾構(gòu)機(jī)操作經(jīng)驗(yàn)，參與過一大批重難點(diǎn)項(xiàng)目。”孫旭濤說。

據(jù)介紹，近年來，中鐵十四局不斷加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，人才結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，東六環(huán)改造工程項(xiàng)目管理人員90%以上為本科學(xué)歷，其中研究生4名，博士1名。青年人才逐步成長為主力軍，64%為90后，90%為80后。

加速邁向盾構(gòu)技術(shù)強(qiáng)國

目前東六環(huán)改造工程處于初步掘進(jìn)階段，未來還要穿越多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。不過，孫旭濤對(duì)此充滿信心。在他看來，十幾年前，國內(nèi)盾構(gòu)市場關(guān)鍵技術(shù)受制于人。如今，“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)”，中國技術(shù)、中國制造、中國建造的進(jìn)步，讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜地層的掘進(jìn)。

據(jù)了解，隧道及地下工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要領(lǐng)域，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量水平具有重要作用。

根據(jù)近年來國際隧協(xié)與地下空間協(xié)會(huì)(ITA)統(tǒng)計(jì)，我國已是隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的隧道大國。在盾構(gòu)設(shè)備制造和盾構(gòu)隧道修建方面，不僅在數(shù)量上遙遙領(lǐng)先，而且在技術(shù)上也達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，誕生了最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)、最大直徑硬巖盾構(gòu)機(jī)、最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)等一系列創(chuàng)新性產(chǎn)品。

作為我國基建領(lǐng)域主力軍，中鐵十四局一一攻克國內(nèi)最高水壓、最大埋深、最淺覆土、最硬巖石、最大直徑、最為復(fù)雜地質(zhì)條件的隧道建造技術(shù)難題，率先實(shí)現(xiàn)各種地質(zhì)全覆蓋、盾構(gòu)直徑全覆蓋、盾構(gòu)機(jī)技術(shù)工藝全覆蓋、行業(yè)領(lǐng)域全覆蓋;擁有國家授權(quán)專利200余項(xiàng)，技術(shù)水平跨入世界前列，關(guān)鍵核心技術(shù)世界領(lǐng)先。

從萬里黃河第一隧到萬里長江第一廊，再到中國高鐵智能建造第一隧，“穿越江河湖海城”的“基建狂魔”背后，是我國科技實(shí)力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍、從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力提升，一項(xiàng)項(xiàng)進(jìn)步成果的應(yīng)用，一個(gè)個(gè)重大工程的建成，挺起了泱泱大國發(fā)展的“骨架”，也開啟了中華民族偉大復(fù)興的新征程。

向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的號(hào)角已經(jīng)吹響，推進(jìn)高水平科技自強(qiáng)自立的腳步不能停歇。未來，中國的建設(shè)者們還將駕駛著國產(chǎn)大直徑盾構(gòu)機(jī)完成蕪湖過江隧道、上海軌道交通機(jī)場聯(lián)絡(luò)線隧道、深江鐵路珠江口隧道等超級(jí)工程的穿越，一步一步推動(dòng)著我國由盾構(gòu)隧道大國向盾構(gòu)技術(shù)強(qiáng)國邁進(jìn)。“我們的夢想是代表中國走出國門。”孫旭濤稱。

(記者 張超文 王璐)

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