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鉆入地下約30米深、比5層樓還要高的盾構機頭部插入泥層向前掘進，泥水經輸送管道壓入泥水倉，工人們循序漸進地將一塊塊管片按照預定位置拼裝到位……

這是《經濟參考報》記者在北京市第一條大直徑盾構地下道路——東六環改造工程現場看到的景象，國產最大直徑泥水平衡盾構機“京華號”正在這里進行為期兩年的地下穿越之旅，朝著打造世界性示范工程的目標進發，為北京城市副中心建設助力。

量身定制全球領先的盾構機

“東六環改造工程作為北京城市副中心重點工程，無論是在政治地位、市民需求、功能需要和建設規模等方面都算得上超級工程。”首發集團東六環改造工程項目管理處負責人何歷超如此評價道。

把約16.3公里的北京東六環從地上改走地下，并在地面上打造“高線公園”，使得通州城區與副中心行政辦公區融為一體，打造創新發展軸……這項總投資117億元的“城市縫補”項目，正創造著多個北京乃至全國第一：

入地改造段9.2公里，包含7.3公里盾構隧道，是國內超大直徑盾構單次掘進長度最長的隧道之一;多個盾構深度指數均為全北京之最;是我國北方最大的盾構隧道，盾構隧道的直徑達到16.07米，盾構機開挖斷面則達到了202平方米，而一般地鐵隧道的盾構直徑約為6米，開挖斷面不到30平方米。

“超大直徑盾構始發、接收及施工參數控制風險大，掘進姿態要求高。”中鐵十四局東六環改造工程項目負責人孫旭濤告訴記者，隧道要先后下穿多條道路、鐵路和河道，對地上建筑物的變形控制要在毫米級范圍，并要一次性長距離穿越高密實、強透水砂層，風險控制難度大。此外，盾構隧道含車行道板等多類內部結構，體量大，且與盾構掘進平行施工，洞內協調組織難度大，施工籌劃要求高。

工欲善其事，必先利其器。啃下如此多的“硬骨頭”，打造世界級示范工程，必須要有全球領先的科技水平和裝備制造。

“京華號”盾構機正是為此量身定制。這個整機長150米、總重量約4300噸的“巨無霸”，由中鐵十四局和鐵建重工用時9個月聯合研制完成，其中僅用時六個半月就完成了組裝調試、下線驗收，創造了大直徑盾構生產制造新紀錄。

值得注意的是，這是我國企業首次成功實現16米級超大直徑盾構機的工業制造，也是我國迄今為止研制的最大直徑泥水平衡盾構機，應用了常壓換刀、伸縮主驅動、高效大功率泥水環流系統等多項核心技術，并創新搭載了管環收斂測量等多個系統裝置，使隧道掘進作業轉變成相對安全、高效的綠色施工模式，標志著我國在超大直徑盾構領域達到世界領先水平。

《經濟參考報》記者連續走下數層施工樓梯，到達盾構機內部的第一感受就是“壯觀”。據介紹，盾構機頭部刀盤重達500噸，正面有364把刀具，最輕的刀具都有200多斤，硬度堪比金剛石，背面可以看到一個個藍色的電機，每臺功率都能達到350千瓦。在刀盤后面，還有操作室、臺車等，組成了一條入地的“鋼鐵巨龍”，可同時完成開挖、排土、碎石、出渣、支護、襯砌、封固等工序，在掘進過程中實現隧道主體結構一次成型。

打造世界一流的管理和人才

如此“龐然大物”在地下“穿越”，要如何確保不偏離線路、順利完成每道工序?這有賴于世界一流的管理和人才隊伍。

創新引進“5S”工廠化管理、積極探索聯絡通道施工關鍵技術、智慧工地建設初具規模……中鐵十四局東六環改造工程項目部在項目總體策劃與實施，以及施工現場安全、質量、成本、進度、風險管控、精細化管理、信息化管理等方面不斷探索與推進，著力打造大直徑盾構施工智慧工地、標桿項目。

東六環改造工程安全質量監控中心的超大屏幕上，顯示著BIM管理平臺、“京華號”盾構監測、現場監控視頻、應急響應、進度產值、氣象預警、第三方監測、現場工作管理等多個欄目，管片的生產、運輸、拼裝場景，盾構機的推力、行程甚至分區壓力，都能一覽無余。

據了解，盾構機每前進2米，就需要拼裝10塊管片，形成1個完整的圓環，而整條隧道需要拼裝3600多環，共計36680塊管片。

“我們自主研發的管片可以承受相當于水下75米的壓力，做到不變形不破損，不滲不漏。” 孫旭濤表示，每一位拼裝人員都有7年以上相關工作經驗，誤差控制在5毫米。而且每一個管片都有專屬的“身份證”，通過手機進行掃描后，可查看管片從生產到安裝全過程的數據采集和存儲信息。

《經濟參考報》記者注意到，掘進現場并沒有煙塵漫漫、土石飛揚，除了機器發出的陣陣轟鳴聲，很難想象這是一個位于地下深處的大型建設工地。盾構機采取手自一體設置，兩名操作員就可以駕駛，他們需要時刻緊盯操作室屏幕上的各種參數，保證這個“大家伙”能以厘米級的精度向目標方向前進。

可以說，盾構機操作員水平的高低直接影響裝備整體效能的發揮和隧道施工及使用安全。“我們的操作員隊伍中不少人都有著豐富的盾構機操作經驗，參與過一大批重難點項目。”孫旭濤說。

據介紹，近年來，中鐵十四局不斷加強人才隊伍建設，人才結構進一步優化，東六環改造工程項目管理人員90%以上為本科學歷，其中研究生4名，博士1名。青年人才逐步成長為主力軍，64%為90后，90%為80后。

加速邁向盾構技術強國

目前東六環改造工程處于初步掘進階段，未來還要穿越多個風險點。不過，孫旭濤對此充滿信心。在他看來，十幾年前，國內盾構市場關鍵技術受制于人。如今，“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構”，中國技術、中國制造、中國建造的進步，讓我們能夠實現各種復雜地層的掘進。

據了解，隧道及地下工程是我國基礎設施建設的一個重要領域，對國民經濟和社會發展、提高人民生活質量水平具有重要作用。

根據近年來國際隧協與地下空間協會(ITA)統計，我國已是隧道數量最多、建設規模最大、發展速度最快的隧道大國。在盾構設備制造和盾構隧道修建方面，不僅在數量上遙遙領先，而且在技術上也達到了國際領先水平，誕生了最大直徑土壓平衡盾構機、最大直徑硬巖盾構機、最大直徑泥水平衡盾構機等一系列創新性產品。

作為我國基建領域主力軍，中鐵十四局一一攻克國內最高水壓、最大埋深、最淺覆土、最硬巖石、最大直徑、最為復雜地質條件的隧道建造技術難題，率先實現各種地質全覆蓋、盾構直徑全覆蓋、盾構機技術工藝全覆蓋、行業領域全覆蓋;擁有國家授權專利200余項，技術水平跨入世界前列，關鍵核心技術世界領先。

從萬里黃河第一隧到萬里長江第一廊，再到中國高鐵智能建造第一隧，“穿越江河湖海城”的“基建狂魔”背后，是我國科技實力正在從量的積累邁向質的飛躍、從點的突破邁向系統能力提升，一項項進步成果的應用，一個個重大工程的建成，挺起了泱泱大國發展的“骨架”，也開啟了中華民族偉大復興的新征程。

向第二個百年奮斗目標進軍的號角已經吹響，推進高水平科技自強自立的腳步不能停歇。未來，中國的建設者們還將駕駛著國產大直徑盾構機完成蕪湖過江隧道、上海軌道交通機場聯絡線隧道、深江鐵路珠江口隧道等超級工程的穿越，一步一步推動著我國由盾構隧道大國向盾構技術強國邁進。“我們的夢想是代表中國走出國門。”孫旭濤稱。

(記者 張超文 王璐)

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