八大員新聞快訊：探秘大國重器!“京華號”盾構(gòu)機(jī)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(jìn)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(yáng)。然而在如今，實(shí)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(bào)協(xié)會(huì)組織的2022年“新春走基層”媒體采訪團(tuán)，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(jī)即將掘進(jìn)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(jìn)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(jī)是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進(jìn)機(jī)，主要用于鐵路、公路、地鐵等基建項(xiàng)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(jī)，看到了這座東六環(huán)改造盾構(gòu)西線隧道主力軍的真實(shí)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(jī)掘進(jìn)時(shí)，開挖、排土、出渣、支護(hù)、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(xiàng)目部項(xiàng)目負(fù)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(jī)，標(biāo)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(xiàng)目盾構(gòu)西線隧道施工過程中，“京華號”盾構(gòu)機(jī)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(dòng)、超大直徑重載管片高效倒運(yùn)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(dú)立平衡控制等多項(xiàng)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(diǎn)，有效保證了施工進(jìn)程。

中鐵十四局第一代“盾構(gòu)機(jī)長”陳鵬告訴記者，2021年5月18日“京華號”盾構(gòu)機(jī)正式始發(fā)，2021“京華號”盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)突破2000米大關(guān)，目前盾構(gòu)機(jī)已掘進(jìn)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(jī)不斷向前掘進(jìn)，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(yáng)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(dòng)、注漿、拼裝、泥水循環(huán)、密封等五部分系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，前面的刀盤“吃”土，管道內(nèi)泥水先是輸入到盾構(gòu)機(jī)刀頭，經(jīng)加壓后沖洗被切削下來的渣土。混合渣土的泥漿經(jīng)過排漿管路運(yùn)至與掘進(jìn)工地南側(cè)一街之隔的泥漿處理廠進(jìn)行處理。泥漿經(jīng)過過濾沉淀，再循環(huán)至盾構(gòu)機(jī)。

而在隧道內(nèi)壁上，記者看到兩根白色管道，上面分別標(biāo)明著“出漿管”“進(jìn)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(jī)進(jìn)行泥漿循環(huán)的“血脈”。

“混合渣土的泥漿進(jìn)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(jìn)行離心分離，這就好比洗衣機(jī)的滾筒，較重的顆粒甩出后掉落，從而進(jìn)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(jìn)行四級沉淀，內(nèi)含顆粒物小于0.02毫米才算達(dá)標(biāo)，可以重新回流繼續(xù)運(yùn)輸渣土。”

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

智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)低碳施工

“京華號”這個(gè)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(dá)到數(shù)千個(gè)，整個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)功率達(dá)到37700kW。而在上一個(gè)月，項(xiàng)目電費(fèi)總計(jì)400萬-500萬元。

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

基于這一目標(biāo)，北京東六環(huán)項(xiàng)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(jìn)行能源消耗監(jiān)控，隨時(shí)掌握能源使用情況，并在遠(yuǎn)程設(shè)備上進(jìn)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(jìn)行實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集，完成計(jì)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(yùn)行效率。同時(shí)通過該系統(tǒng)可以隨時(shí)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(cuò)峰使用，減少不必要的能源消耗和實(shí)繳電費(fèi)。

張建告訴記者，項(xiàng)目在施工現(xiàn)場已安裝近百個(gè)設(shè)備，預(yù)估節(jié)約電費(fèi)約40萬元，折合減少碳排放500多噸，預(yù)計(jì)此類設(shè)備后續(xù)還要安裝200個(gè)。

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