八大員新聞快訊：探秘大國重器!“京華號”盾構(gòu)機如何低碳掘道

你有想過，一條長約7.3公里的地下隧道是怎樣誕生的嗎?傳統(tǒng)印象中，隧道掘進是百千工人揮釬鑿山、打眼放炮，施工現(xiàn)場石塊滑落、塵土飛揚。然而在如今，實際情況已完全不同。

近日，記者跟隨中國記協(xié)、中國行業(yè)報協(xié)會組織的2022年“新春走基層”媒體采訪團，來到中鐵十四局北京東六環(huán)改造工程現(xiàn)場。在這里，“京華號”盾構(gòu)機即將掘進到地下59米深處，2400米的隧道已然成型。

大國重器助力交通改造

東六環(huán)改造工程，對提升北京市交通服務(wù)水平、促進京津冀區(qū)域交通一體化、構(gòu)建綜合交通體系具有重要意義。其中京津公路至潞苑二街段為隧道段，盾構(gòu)段長度7336米，盾構(gòu)隧道直徑15.4米，為北方直徑最大盾構(gòu)隧道。

盾構(gòu)機是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進機，主要用于鐵路、公路、地鐵等基建項目。順著豎井電梯而下，來到地下30米的平臺，在隧道前端，記者看到了直徑16.07米、長150米、重4300噸的“京華號”盾構(gòu)機，看到了這座東六環(huán)改造盾構(gòu)西線隧道主力軍的真實面貌。

“京華號”由五組臺車相連構(gòu)成，五組臺車功能各不相同。“‘京華號’盾構(gòu)機掘進時，開挖、排土、出渣、支護、襯砌、封固等環(huán)節(jié)一氣呵成，隧道主體結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一次成型。”中鐵十四局北京東六環(huán)改造工程項目部項目負責(zé)人孫旭濤告訴記者。

2020年9月27日，“京華號”在長沙下線，一躍成為世界第三大開挖直徑盾構(gòu)機，標志著我國超大直徑盾構(gòu)成套技術(shù)躋身世界前列。而在北京東六環(huán)改造項目盾構(gòu)西線隧道施工過程中，“京華號”盾構(gòu)機需要穿越砂土、富水高致密砂層、粉土及黏性土交互層等復(fù)雜地質(zhì)。

為了破解技術(shù)難題，“京華號”采用第四代常壓換刀、伸縮主驅(qū)動、超大直徑重載管片高效倒運及拼裝技術(shù)、高效大功率泥水環(huán)流系統(tǒng)、高精度開挖面氣液獨立平衡控制等多項核心技術(shù)，克服工程面臨超大直徑、超長距離、超深覆土、超敏感環(huán)境等施工難點，有效保證了施工進程。

中鐵十四局第一代“盾構(gòu)機長”陳鵬告訴記者，2021年5月18日“京華號”盾構(gòu)機正式始發(fā)，2021“京華號”盾構(gòu)機掘進突破2000米大關(guān)，目前盾構(gòu)機已掘進至1200環(huán)，成型隧道2400米。

循環(huán)系統(tǒng)保證現(xiàn)場清潔

盾構(gòu)機不斷向前掘進，但在施工現(xiàn)場卻干干凈凈，一塵不染，原本以為的塵土飛揚景象并沒有出現(xiàn)，這又是為何呢?

根據(jù)孫旭濤介紹，“京華號”內(nèi)部分為推動、注漿、拼裝、泥水循環(huán)、密封等五部分系統(tǒng)。盾構(gòu)機掘進時，前面的刀盤“吃”土，管道內(nèi)泥水先是輸入到盾構(gòu)機刀頭，經(jīng)加壓后沖洗被切削下來的渣土?；旌显恋哪酀{經(jīng)過排漿管路運至與掘進工地南側(cè)一街之隔的泥漿處理廠進行處理。泥漿經(jīng)過過濾沉淀，再循環(huán)至盾構(gòu)機。

而在隧道內(nèi)壁上，記者看到兩根白色管道，上面分別標明著“出漿管”“進漿管”的字樣。孫旭濤告訴記者，這些管道便是“京華號”盾構(gòu)機進行泥漿循環(huán)的“血脈”。

“混合渣土的泥漿進入處理廠后，經(jīng)過預(yù)篩、脫水篩，再由渣漿泵注到施流器中進行離心分離，這就好比洗衣機的滾筒，較重的顆粒甩出后掉落，從而進一步完成過濾。”泥漿處理廠廠長胡修志向記者介紹泥漿處理廠的處理工序，“最后泥漿經(jīng)過沉淀池進行四級沉淀，內(nèi)含顆粒物小于0.02毫米才算達標，可以重新回流繼續(xù)運輸渣土。”

經(jīng)過處理的渣土變得幾乎干燥，最終被運送至指定渣土廠，經(jīng)過進一步處理后，可以用于種地、栽樹、路基施工等，實現(xiàn)資源循環(huán)再利用。

智能設(shè)備實現(xiàn)低碳施工

“京華號”這個龐然大物，不僅僅是體現(xiàn)在體積大，其耗電量也是極其驚人。北京東六環(huán)改造工程現(xiàn)場龍門吊、泥水循環(huán)系統(tǒng)、鋼筋加工等用電設(shè)備達到數(shù)千個，整個項目裝機功率達到37700kW。而在上一個月，項目電費總計400萬-500萬元。

“每一個設(shè)備的節(jié)約，都是解決跑冒滴漏、實現(xiàn)‘雙碳’目標的基礎(chǔ)。只有基礎(chǔ)做扎實了，才能達到節(jié)約的目的，減少不必要的能源消耗。”東六環(huán)改造項目調(diào)度長張建表示。

基于這一目標，北京東六環(huán)項目積極探索盾構(gòu)低碳化施工，在全國盾構(gòu)施工首次應(yīng)用安裝智能化能源消耗監(jiān)控設(shè)備，對所有的開關(guān)站、一級箱等進行能源消耗監(jiān)控，隨時掌握能源使用情況，并在遠程設(shè)備上進行智能分析，減少不必要的能源消耗。

孫旭濤告訴記者，該系統(tǒng)通過對所有的10kV開關(guān)站、變壓器、配電箱等進行實時能耗數(shù)據(jù)遠程采集，完成計算分析，指導(dǎo)施工現(xiàn)場調(diào)整設(shè)備，從而提高變壓器的運行效率。同時通過該系統(tǒng)可以隨時掌握主要設(shè)備的能源使用情況，關(guān)停不必要的用電設(shè)備或合理錯峰使用，減少不必要的能源消耗和實繳電費。

張建告訴記者，項目在施工現(xiàn)場已安裝近百個設(shè)備，預(yù)估節(jié)約電費約40萬元，折合減少碳排放500多噸，預(yù)計此類設(shè)備后續(xù)還要安裝200個。

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