国产最大盾构机“京华号”又添新技术了

◎ 科技日报记者 矫阳

9月24日，用于掘进北京东六环改造工程隧道的超大直径泥水盾构“京华号”又创新技术了。历经三年研发的同步双液注浆关键技术，经由中国工程院院士钱七虎等组成的专家组研讨认定，实践效果显著，科技含量高，属国内首次，填补了我国超大直径泥水盾构隧道同步双液注浆的空白。

成型隧道

“施工过程中，与传统浆液相比，浆液固结时间从8小时缩短到1小时以内，能够快速达到有效强度，形成对隧道的加固、地层的支撑。”现场技术研究人员舒计城博士说，目前这一研究国内尚无先例，世界各国也无完全成熟的研究成果。

“这一关键技术历经3年的探索和实践，经过一年半的方案论证、试验，充分应用了西南交通大学在本领域的前瞻储备，中国铁建重工集团设备制造的经验，为时6个月的人员系统培训，终于取得了成功应用的阶段性成果。”中铁十四局大盾构技术专家陈鹏说，这一新技术通过改变同步注浆浆液基础材料与配比，改变同步注浆浆液属性，缩短注浆浆体凝固时间，获得早期强度。

操作手正在运送管片

据陈鹏介绍，研发团队围绕同步双液浆基础材料、配合比、注浆工艺参数等技术难题进行攻关；通过室内试验、原位试验等研究方法，在东六环改造工程西线隧道施工中取得了成功应用。

“现有的实践数据验证了同步双液注浆在超大直径盾构隧道施工过程中的有效性。”钱七虎院士说。

“京华号”整机长150米，总重量4300吨，最大开挖直径达16.07米，由中国铁建重工集团、中铁十四局集团联合研制的16米级超大直径盾构机，于2020年9月27日在长沙下线，集机械、电气、液压、信息、传感、光学等尖端技术于一体，是国产首台最大直径盾构机。

钱七虎院士对技术提出意见建议

“京华号”应用了常压换刀、伸缩主驱动、高效大功率泥水环流系统、高精度开挖面气液独立平衡控制等多项核心技术；同时创新搭载了管环收敛测量、管环平整度检测、同步双液注浆等系统装置，使高强度、高风险、高污染的隧道掘进作业转变成相对安全、高效的绿色施工模式。

“京华号”盾构机头部刀盘重达500吨，正面有364把刀具，最轻的刀具都有200多斤，硬度堪比金刚石，背面可以看到一个个蓝色的电机，每台功率都能达到350千瓦。在刀盘后面，还有操作室、台车等，组成了一条入地的“钢铁巨龙”，可同时完成开挖、排土、碎石、出渣、支护、衬砌、封固等工序，在掘进过程中实现隧道主体结构一次成型。

“整条隧道需要拼装3600多环，共计36680块管片。”中铁十四局北京东六环项目负责人孙旭涛说，目前，盾构机正开足马力，全速掘进，平均每天掘进6环，12米，达到设计产能。

北京东六环改造工程全长16.3公里，从地上改走地下，并在地面上打造“高线公园”，使通州城区与副中心行政办公区融为一体。入地改造段9.2公里，其中7.3公里的盾构隧道，是国内超大直径盾构单次掘进长度最长的隧道之一；多个盾构深度指数均为全北京之最；是我国北方最大的盾构隧道。

截至9月24日，“京华号”盾构机已在地下稳步掘进700余米，预计2023年年底通车。（所有图片由中国铁建提供）

编辑：黄磊

审核：岳靓