2022年2月，北京城市副中心地下59米處，中鐵十四局建設者正在有序忙碌。
“‘京華號’盾構機已掘進2700多米，第三方監測數據顯示，地表沉降量始終控制在2毫米以內，管片上浮量也始終控制在10毫米以內。”在國產最大直徑盾構機操作室內，盾構機長黃魯自豪地說。
在掘進過程中，隨著“京華號”盾構機的推進，兩種漿液在盾尾后方混合，通過8個注漿口，快速注入管片壁后的環形間隙，僅10多秒就成為膠凝狀，并在短短的30分鐘內就形成早期強度，為隧道管片提供更加堅固的“金鐘罩”。
這是國內首次應用超大直徑泥水平衡盾構同步雙液注漿關鍵技術，為了這項成果，中鐵十四局建設者聯合鐵建重工、高校等已經開展了3年的探索與研究。
2020年9月，搭載了同步雙液注漿系統的國產首臺16米級超大直徑盾構機“京華號”下線。與此同時，在反復的方案論證和大量調查研究的基礎上，關于超大直徑泥水盾構同步雙液注漿關鍵技術的研究，正在北京東六環駐地西北角的實驗室全力推進。
“圍繞同步雙液漿基礎材料、配合比、注漿工藝參數等技術難題，我們前后共進行了上千次的室內試驗、近百次的室外試驗。”回憶起當時的日子，現場技術研究人員舒計城博士用“循環往復”來形容。
“試驗過程中，一個小數值的變動都會影響試驗效果。”舒計城回憶，為遴選出性能較優的基礎材料，他們從全國乃至國外選取了20余種產品作為雙液漿的基本材料，并對它們的性能指標進行試驗。
這種精益求精的創新精神還體現在對漿液膠凝時間的控制上。“兩種漿液混合后，會產生一個膠凝反應。而這個膠凝狀態，既要具有良好的擴散性能，又要避免堵管。”舒計城解釋說，就是固結得不能太快也不能太慢。
通過反復試驗，研發團隊將膠凝時間控制在了30秒。為追求更優的效果，研發團隊隨后提出，把時間控制在10秒左右。功夫不負有心人。4個月后，4組膠凝時間控制在10秒—12秒的最優配合比被確定。
配合比有了，怎么直觀地驗證數據的有效性？為更加真實地模擬盾構機在地下掘進時同步注雙液漿的機理，并在始發之前對注漿系統全環節進行實操檢驗，他們大膽提出了開展“雙液漿原型試驗”的想法。
他們選好原型試驗段，利用鋼板和亞克力板定型制作雙液注漿套筒，并發明了一種同步注入雙液漿原型試驗裝置，在雙液注漿時，觀測注漿量、注漿壓力、漿液種類等方面對注漿效果等方面的影響，對漿液的配比進行驗證。
“這又是一次前所未有的創新之舉。”中鐵十四局北京東六環項目盾構副經理孫長松說，“在試驗過程中，我們設置了3個斷面，每個斷面都設置壓力傳感器，在同步雙液注漿過程中，對盾尾的孔隙水壓力和土壓力進行監測。”
盾構機24小時施工，研發人員也會圍繞漿液流動狀態、監測數據等進行全過程觀測。根據原型試驗，結合試驗效果，他們對注漿孔布設、配比參數進行了及時調整。
“京華號”盾構機正式掘進后，研發人員對200米試驗段進行了實時監測。根據第三方監測結果，同步雙液漿的有效性得到了驗證。
“相比單液注漿，管片上浮得到有效控制，且隨工藝的優化，上浮范圍還在收窄。”2021年9月，經中國工程院院士錢七虎等組成的專家組認定，該技術填補了我國超大直徑泥水盾構隧道同步雙液注漿的空白。
目前，依托北京東六環改造工程運用的同步雙液注漿技術，項目正全面形成各項成果，已申報發明專利6項、實用新型3項，技術論文2篇。
“我們還將繼續開展相關的研究，并應用于更多的超大直徑盾構隧道，進而推動國內盾構施工技術的發展。”完成了該項技術的舒計城又有了新的方向。(記者 矯 陽)
(責編：喬業瓊、陳鍵)關鍵詞：
營業執照公示信息