近日,中鐵四局承建的(北)京濱(海新區)鐵路四標二分部天津機場(chǎng)1號隧道現場(chǎng)施工如火如荼,工人正在進(jìn)行洞門(mén)延伸鋼環(huán)施工,為盾構順利接收做好充分準備。

中鐵四局京濱鐵路四標正線(xiàn)長(cháng)度12.661千米,施工內容包括東麗特大橋、路基、天津機場(chǎng)1號隧道及全線(xiàn)鋪軌等工程。其中,由城軌分公司負責施工的天津機場(chǎng)1號隧道全長(cháng)2940米,采用一臺13.8米大直徑泥水平衡盾構機“京濱同心號”施工。
“天津機場(chǎng)1號隧道處于濱海軟土地層,具有土壤含水率大、滲透性低等特點(diǎn)。此外,盾構掘進(jìn)期間還要下穿京津塘高速、北塘排污河、津漢公路主路及匝道橋、地鐵2號線(xiàn)李明莊車(chē)輛段等復雜建(構)筑物,尤其是下穿車(chē)輛段在國內都較為罕見(jiàn),稍有不慎就會(huì )導致隧道結構失穩、周邊建筑受損,影響市民的出行安全。因此,對盾構掘進(jìn)沉降控制要求極高。”中鐵四局京濱鐵路四標二分部副經(jīng)理鄒澤澤說(shuō)道。
自開(kāi)工起,項目團隊就致力于研究隧道大盾構施工技術(shù),積極開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。為確保盾構安全掘進(jìn),項目團隊創(chuàng )新開(kāi)發(fā)“智能掘進(jìn)、智能拼裝、同步雙液注漿、智能泥漿處理”等四項智能化技術(shù),讓整個(gè)掘進(jìn)過(guò)程都擁有了“智慧大腦”,只要“一聲令下”,所有工序就會(huì )精準完成,減少了傳統盾構掘進(jìn)技術(shù)中的人為操作失誤,顯著(zhù)提高軸線(xiàn)精度,大幅降低地表沉降。
“為提升決策效率,避免人員誤操作,項目聯(lián)合北京交通大學(xué)協(xié)同開(kāi)發(fā)智能掘進(jìn)技術(shù),實(shí)現國內首次大盾構一鍵啟動(dòng)、無(wú)人駕駛目標。”鄒澤澤告訴記者,“我們創(chuàng )新攻關(guān)盾構機自動(dòng)導向系統,將全站儀安裝在盾構機車(chē)架頂部,在掘進(jìn)過(guò)程中,既避免了換站測量作業(yè),也實(shí)現了管片姿態(tài)的自動(dòng)測量。”
項目總工李安補充說(shuō):“針對整體預制箱涵自身重量大,拼裝精度難的問(wèn)題,項目結合實(shí)際,研發(fā)國內首臺全自動(dòng)六自由度箱涵智能拼裝機,相比傳統串聯(lián)式液壓箱涵精調設備,設備自重由40噸減小到18噸,拼裝精度誤差由±5毫米減少至±0.5毫米,調整時(shí)間由25分鐘縮減至15分鐘,減少人工50%,提高工作效率30%,進(jìn)一步實(shí)現綠色化節能和機械化減人目標。”
為解決傳統大直徑盾構管片上浮、錯臺、滲漏水情況,提高成型管片質(zhì)量,項目團隊采用水泥、水玻璃同步雙液注漿的新技術(shù),改進(jìn)注漿和沖洗管路,精準控制注漿壓力和注漿量,相較傳統單液漿,有效控制管片上浮(10毫米以?xún)?和地表沉降(2毫米以?xún)?。
“智能泥漿處理系統可以實(shí)現泥水循環(huán)、泥水篩分、制調漿和廢漿處理四大模塊的集成顯示與集中控制,提高了管理效率。”項目經(jīng)理李云仙介紹,“除此之外,為了降低泥漿運輸成本,實(shí)現綠色施工,項目聯(lián)合高校進(jìn)行反復試驗研究,創(chuàng )新研發(fā)了智能生態(tài)水處理系統,處理過(guò)的水可以直接進(jìn)行無(wú)公害排放,泥漿的體量也有所減少。”
目前,項目已成功申報20項發(fā)明專(zhuān)利(含1項國際發(fā)明專(zhuān)利)、10項實(shí)用新型專(zhuān)利,申請立項4項省部級工法,申請發(fā)表核心期刊論文8篇并受邀參編國家鐵路局《鐵路盾構法隧道建造質(zhì)量安全管控指南》,正在申報江蘇省地下空間學(xué)會(huì )科技進(jìn)步獎,大盾構掘進(jìn)施工任務(wù)僅剩10余環(huán),插上了“智慧翅膀”的“京濱同心號”盾構機,實(shí)現了平安高效掘進(jìn),創(chuàng )造了單月推進(jìn)396米的記錄,目前大盾構掘進(jìn)施工任務(wù)僅剩10余環(huán)。(鐘 和)