“京华号”顺利抵达终点——我国最长盾构高速公路隧道首线贯通

科技日报记者 矫阳

2023年6月28日上午，历经2年地下掘进，由北京市首都公路发展集团建设，中铁十四局施工的“京华号”终于顺利抵达终点，标志着北京东六环改造工程西线隧道顺利贯通。

中铁十四局供图

北京东六环改造工程南起京哈高速立交，北至潞苑北大街，路线全长约16公里。其中，入地改造约7.4公里，采用盾构法施工，是我国最长盾构高速公路隧道，为交通运输部2022年科技示范工程。

自2021年5月始发以来，“京华号”历经2年地下掘进，先后攻克盾构浅覆土始发、盾构机高风险吊装、长距离穿越高致密砂层等11项技术难题，顺利穿越京哈铁路、北京城市副中心综合交通枢纽等风险源，并创造了单月进尺542米的掘进纪录，申报研发工法、专利等23项。

首台16米级盾构机，性能处国际领先

北京东六环改造工程盾构隧道设计为分离式双洞布置，每洞3车道，分上中下三层。上层为排烟通道、中间层为行车通道、下层为疏散救援通道。

“隧道直径15.4米，最大埋深75米，是北京市埋深最大的地下隧道，具有超大直径、超长距离、超深覆土、超敏感环境等施工难点。”中铁十四局北京东六环项目负责人孙旭涛说，工程建设需要开挖直径达16米的超大直径盾构机。

凭借丰富的大直径盾构施工经验，中铁十四局集团联合铁建重工，为项目量身定制了超大直径盾构机“京华号”，最大开挖直径达16.07米，整机长150米，总重量4300吨，是我国迄今研制的最大直径泥水平衡盾构机。

“京华号”配备第四代常压换刀、伸缩主驱动、高效大功率泥水环流系统等多项核心技术，使隧道掘进作业转变成安全、高效的绿色施工模式，标志着我国在超大直径盾构领域达到世界领先水平。

同步双液注浆，地层沉降控制在毫米级

一路走来，“京华号”经受了多重考验，成功穿越了55处风险源，地层沉降控制在毫米级。

连续穿越京哈铁路、在建北京副中心站两大风险源，是“京华号”掘进的最深区域。“地下埋深达75米，承压水水头达0.8兆帕，穿越长度达207米，地下水位高、地质土层密实、渗水性强，需长距离不停机施工，是全线最大风险区。”中铁十四局东六环项目盾构经理孙长松说。

“京华号”在研发和施工应用中，项目团队在国内首创超大直径泥水盾构同步双液注浆技术。“传统的同步注浆采用水泥单液浆，凝固时间长、流失量大，难以有效控制管片上浮。”孙旭涛说，“‘同步双液注浆技术’，浆液固结时间从8小时缩至1小时，快速达到强度，在管片外围形成一层‘铜墙铁壁’。”

该技术将整条隧道管片的沉降控制在3毫米内，实现了对地面建筑物的零扰动，填补了我国盾构隧道同步双液注浆的技术空白。

搭建“云上隧道”，盾构掘进“耳聪目明”

走进中铁十四局北京东六环改造工程项目工地，一整面墙的超大电子屏幕上，显示着建筑信息管理平台、“京华号”盾构监测、现场监控视频、应急响应、进度产值、气象预警、第三方监测、现场工作管理等信息。

专为“京华号”开发的盾构机智能预警与辅助驾驶平台，实现了盾构关键参数预警、导向智能纠偏、刀具智能感知及大数据辅助决策，形成了井下终端驾驶、地面远程驾驶、智能辅助驾驶等多层控制体系，确保隧道施工安全与工效。

“通过这一平台，盾构机的推力、行程甚至分区压力，都能一览无余。”中铁十四局北京东六环项目总工程师杨哲表示，当盾构机出现掘进异常情况，平台还可以进行实时预警，并将预警信息通过手机短信推送给主要管理人员。

2022年4月，北京东六环工程成功入围北京市首批智慧工地试点项目名单。

东六环改造工程完成后，地面原有六环路将建成城市公园，预计增加绿化面积约50公顷。原东六环车流将在地下隧道通过，将过境货运交通疏导至外围高速公路系统。同时，城市副中心12条规划道路、5条现状道路将实现东西向贯通，加强东六环两侧组团之间的交通联系，有效缝合城市，让通州城区与城市副中心行政办公区融为一体。