一公局
|
2021-12-15
|
11月的北京天气渐冷,但在东六环改造工程施工现场,超大直径盾构机“运河号”却在热火朝天地掘进。
东六环改造工程位于北京市通州区,路线全长16公里,隧道段全长9.2公里,其中盾构段长7.4公里,为全国最长地下公路隧道。一公局集团隧道局承建第4标段,全长约7公里,为整个项目的关键控制性工程。
工程建设伊始,项目团队就遇到了大麻烦。盾构隧道开挖直径达16.07米,最大埋深75米,地下水压约0.7兆帕,盾构隧道穿越高密富水砂层,下穿众多公路、铁路、地铁、河流及地下管线等环境风险源,施工难度极大。如何控制地层沉降、成型隧道位移和成型隧道防水尤为重要,而控制这些指标的关键就是盾构施工的注浆工艺。
“如果采用传统单液注浆工艺,将一种浆液通过一个注浆加压单元、一条注浆管道注入目标地层,浆液的凝结时间较慢、强度不高、填充效果欠佳等问题易引发地层沉降、渗水等安全质量问题。”项目经理何剑光分析说。通过查阅相关施工案例并咨询专家后,何剑光在生产会上提出了同步双液注浆工艺的方法,利用双液注浆快凝、早强、抗渗的特点,克服单液注浆工艺的不足。然而,双液浆同步注浆工艺复杂、应用难度较大,仅有少数小直径盾构采用过,在大直径盾构领域尚无应用案例。“没有先例,我们就做‘第一个吃螃蟹’的人!”何剑光带领团队开启了攻坚之旅。
经过一番摸索,项目团队发现同步双液注浆工艺首先要解决浆液的配比问题。为了使双液注浆达到良好的效果,何剑光组织试验人员对双液浆进行改良,通过添加膨润土和稳定剂提升其稳定性,再调整比例试验混合浆液的性能,重点围绕3项关键指标,开展了3千多次试验,最终确定了最优配合比。
浆液的配比问题刚解决,在哪里生产的问题又出现了。以往,洞内注浆的浆液大多采用地面搅拌站拌制,再通过长距离运输到盾构机储浆箱,不仅效率低,还导致能耗过高。为了克服难题,项目团队多次邀请业内专家进行技术研讨,在一次咨询会上,何剑光提出,“能否实现在盾构隧道内部拌和浆液?”对此,部分参会人员持怀疑态度。“能不能行,得试了才知道。”何剑光并不气馁,带领团队不断进行试验研究,完善施工方案。5个月后,通过充分运用大直径盾构设备空间大的优势,何剑光团队开创性地将地面拌合站改移至盾构机台车上,设计出“制浆-储浆-注浆”一体化集成系统,既解决了双液浆长距离运输的难题,又能满足北京核心城区高标准环保要求。
为了实现同步双液注浆工艺的智能化,项目团队还研究设计出一套自动化控制系统,在盾构机的尾部配置了8组内置式注浆管,同时配置冲洗管路,在注浆结束后可实现对注浆管道的自动化冲洗,并在浆液混合器前端设置了自动阀门,通过编写自动控制程序,预先设置流量、压力值等,实现操作终端智能化控制。
如今,随着“运河号”盾构机顺利掘进,超大直径盾构同步双液注浆工艺技术优势日趋显著,地层沉降控制在2毫米以内,隧道上浮控制由30毫米逐步保持在10毫米以内,成型隧道位移稳定在15毫米以内,渗漏水控制也达到“零渗漏”标准,填补了大直径盾构施工技术领域一项空白。
（忽慧涛）
