项目部为工程“量身定制”两台大功率盾构机                           ■记者 张军/摄

        1月7日上午，伴随着重达341吨的“中铁电化先锋号”盾构机缓缓出洞，北京地铁16号线土建施工26合同段工程榆宛盾构区间全线贯通。现场建设者们的欢呼声不绝于耳。中铁电气化局北京地铁16号线26标项目经理李清宪说：“1043个日夜，我们完善优化工程方案，创新施工工法，成功穿越几十处风险源，啃下了这块‘硬骨头’。”

        “硬骨头”名副其实，榆宛盾构区间是北京地铁16号线南段建设中难度最高的一段，庞大的盾构机在行进过程中，不仅面临着古河道复杂的水文地质环境，还涉及下穿民房、铁路、街道等28处风险源，施工风险、技术难度全国罕见，盾构机每一米掘进都步步惊心，凝结着建设者们智慧与心血。

        “量身定制”大功率盾构机

        年代久远，水文地质极其复杂的永定河古河道就是北京地铁16号线26标盾构区间所在位置，而河道内数万年沉积下来巨大的砂卵石、漂石等，成了盾构机掘进中面临的一道“拦路虎”，为了解决这一问题，专家技术团队进行科技攻关，创新了非常多解决办法。

        中铁电气化局北京地铁16号线26标项目盾构副经理祁宝成说：“一般盾构机出渣可排粒径在0.8米左右，可在榆宛盾构区间施工过程中，始发井的大漂石粒径达到0.7米-1.1米，宛平城站大漂石粒径约1.1米-1.7米，有些石头竟有一人之高，这些巨大的石头会让盾构机在掘进过程中产生非正常磨损，影响施工进度。”

        该地水文地质条件对于盾构施工也并不友好。“古河道石头多，沙子多，没有细颗粒，对于盾构来说，细颗粒含量多，易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。”祁宝成介绍，当地层细颗粒含量不足时，我们就要想办法加进去改良材料，提高塑性流动性。

        项目部特地为工程“量身定制”两台大功率盾构机，该盾构机外径6.69米，隧道结构内径达5.8米，是目前北京地区在建工程中功率最大的盾构机。记者了解到，一般盾构机刀盘扭矩为4000-5000千牛米，而该盾构机最大扭矩可达到8500千牛米。定制盾构机刀盘结构也得到改善，加强了刀具撕裂、研磨强度，在盾构机“排破结合”方式下，小石头被排出，而超过可排粒径的石头则被大功率盾构机破坏，保障工程顺利进行。此外，项目部充分考虑泥水包裹、润滑特性，创新采用了“无水大粒径卵漂石地层半泥水盾构施工”技术工法进行掘进，加设专用加泥注浆管，加大土体可控流塑性、稳定性，确保盾构机连续稳压掘进。

        挑战施工“零容错率”

        施工过程中，由于地下水位上升以及设计线路下调，水文地质条件发生了很大变化。“原来是无水区间隧道，现在变成了富水区间隧道，目前区间全线含水，约84%的区间完全位于水位下方。”祁宝成说。

        由“无水区间”变“富水区间”给盾构机施工带来最大难点是无法再开仓对盾构机刀具进行检查或更换，“这也意味着我们一定要提前做好一切准备，让盾构机中途不能出现任何问题，保证顺利掘进。”祁宝成说。

        历经艰险下穿风险源

        让项目充满挑战性的不仅是复杂的地下环境，地上同样如此。区间工程涉及风险源众多，其中包含特级风险源4处、一级风险源9处、二级风险源11处、三级风险源4处。主要风险源包括64处老旧房屋、下穿高压电塔、下穿丰西编组站铁路、下穿南水北调暗涵、下穿京港澳高速挡墙及过街通道等。祁宝成清楚记得，在下穿南水北调暗涵时，盾构机拱顶距离暗涵仅有6米，穿越过程中，暗涵仍在输水状态，水压很大，一旦下穿出现问题，暗涵中的水就会喷出地面。

        为此，项目部提前做好工程预案，对盾构机各项参数进行优化，采用自动化监测系统，通过监测随时获知下穿时的沉降数据。每一次穿越风险源，项目部就会在之前基础上收集盾构机参数数据进行分析复盘，每一次推进都做到最优化，盾构机下穿铁路时，沉降精确控制在0.4毫米，堪称施工中的“穿针引线”。

        施工期间，项目部共申报2个施工工法，分别为“无水大粒径卵漂石地层半泥水盾构施工工法”及“含大粒径卵漂石地层渣土改良施工工法”，并申请发明专利6项。李清宪表示：“16号线南段建成后，将实现宛平轨道交通既兼顾交通疏解又引导城市发展的功能，为京津冀地区赓续宛平红色文化产生促进作用。”