11月的北京天氣漸冷,但在東六環改造工程施工現場,超大直徑盾構機“運河號”卻在熱火朝天地掘進。

東六環改造工程位于北京市通州區,路線全長16公里,隧道段全長9.2公里,其中盾構段長7.4公里,為全國最長地下公路隧道。一公局集團隧道局承建第4標段,全長約7公里,為整個項目的關鍵控制性工程。

工程建設伊始,項目團隊就遇到了大麻煩。盾構隧道開挖直徑達16.07米,最大埋深75米,地下水壓約0.7兆帕,盾構隧道穿越高密富水砂層,下穿眾多公路、鐵路、地鐵、河流及地下管線等環境風險源,施工難度極大。如何控制地層沉降、成型隧道位移和成型隧道防水尤為重要,而控制這些指標的關鍵就是盾構施工的注漿工藝。

“如果采用傳統單液注漿工藝,將一種漿液通過一個注漿加壓單元、一條注漿管道注入目標地層,漿液的凝結時間較慢、強度不高、填充效果欠佳等問題易引發地層沉降、滲水等安全質量問題。”項目經理何劍光分析說。通過查閱相關施工案例并咨詢專家后,何劍光在生產會上提出了同步雙液注漿工藝的方法,利用雙液注漿快凝、早強、抗滲的特點,克服單液注漿工藝的不足。然而,雙液漿同步注漿工藝復雜、應用難度較大,僅有少數小直徑盾構采用過,在大直徑盾構領域尚無應用案例。“沒有先例,我們就做‘第一個吃螃蟹’的人!”何劍光帶領團隊開啟了攻堅之旅。

經過一番摸索,項目團隊發現同步雙液注漿工藝首先要解決漿液的配比問題。為了使雙液注漿達到良好的效果,何劍光組織試驗人員對雙液漿進行改良,通過添加膨潤土和穩定劑提升其穩定性,再調整比例試驗混合漿液的性能,重點圍繞3項關鍵指標,開展了3千多次試驗,最終確定了最優配合比。

漿液的配比問題剛解決,在哪里生產的問題又出現了。以往,洞內注漿的漿液大多采用地面攪拌站拌制,再通過長距離運輸到盾構機儲漿箱,不僅效率低,還導致能耗過高。為了克服難題,項目團隊多次邀請業內專家進行技術研討,在一次咨詢會上,何劍光提出,“能否實現在盾構隧道內部拌和漿液?”對此,部分參會人員持懷疑態度。“能不能行,得試了才知道。”何劍光并不氣餒,帶領團隊不斷進行試驗研究,完善施工方案。5個月后,通過充分運用大直徑盾構設備空間大的優勢,何劍光團隊開創性地將地面拌合站改移至盾構機臺車上,設計出“制漿-儲漿-注漿”一體化集成系統,既解決了雙液漿長距離運輸的難題,又能滿足北京核心城區高標準環保要求。

為了實現同步雙液注漿工藝的智能化,項目團隊還研究設計出一套自動化控制系統,在盾構機的尾部配置了8組內置式注漿管,同時配置沖洗管路,在注漿結束后可實現對注漿管道的自動化沖洗,并在漿液混合器前端設置了自動閥門,通過編寫自動控制程序,預先設置流量、壓力值等,實現操作終端智能化控制。

如今,隨著“運河號”盾構機順利掘進,超大直徑盾構同步雙液注漿工藝技術優勢日趨顯著,地層沉降控制在2毫米以內,隧道上浮控制由30毫米逐步保持在10毫米以內,成型隧道位移穩定在15毫米以內,滲漏水控制也達到“零滲漏”標準,填補了大直徑盾構施工技術領域一項空白。

（忽慧濤）