永兴河北路综合管廊下穿大广高速

　　本报讯(记者 刘偶)4月24日，中建一局北京新机场永兴河北路综合管廊工程开始下穿大广高速。随着轰隆隆的巨响，中建一局刚组装完成的“钢铁穿山甲”开始挖掘坑道。“钢铁穿山甲”长9米、高5米，也叫矩形混凝土预制顶推设备。这是北京地区，应用该技术。

　　中建一局北京新机场管廊工程全长12公里。在新修道路下方4.5米，是一条平行于道路的巨大水泥管廊，内含电力、信号、燃气、自来水和消防水等通路。建成后，新机场的用电、用水、燃气与信号均从这条通路输入。这也是体现京津冀一体化的重要战略工程。永兴河北路第五标段道路全长1.62公里，项目距离北京大兴国际新机场9.8公里，位于北京与河北交界，是新机场大动脉中的最难建设的一段。

　　中建一局北京新机场管廊工程这一关乎民生的工程面临的，问题，是如何跨越大广高速。大广高速北起黑龙江省大庆市，南至广东省广州市，是连接东北、华北、华中与华南的交通大动脉。管廊要通过大广高速，必然会扰动高速路基。现场土壤为黏质粉土和粉细砂，并有滞水，一旦开工，沉降是很难避免的。而业主提出的需求是工程造成沉降不得超过1.5毫米。

　　一般管廊施工分为两种，一种是明挖断路，即暂时断开高速，露天开挖。由于大广高速通车量大，地位重要，中建一局北京新机场管廊工程项目经理朱军立决定：“坚决不能断路，我们再想想其他办法!”

　　于是，项目不得不考虑第二种方案——浅埋暗挖。按一般的施工工艺，坑道应分解为几小块依次人工开凿，按照“挖一段支护一段”的方法进行。但这样一来，地表道路沉降很难控制，施工人员安全风险高，而且工期将长达12个月。

　　如何既保证路面通行，又保障施工安全?项目部多方查阅资料发现，有一种国内尚未推广的矩形盾构顶推施工新工艺，不仅能控制沉降，而且能将工期缩短一半，但相关设备仍处于非标准化阶段。项目部查阅相关的工程资料，前往各地实地考察技术，研究后认为，矩形盾构顶推设备可以现场组装，在大广高速下施用。在项目经理的带领下，中建一局团队经过不懈努力，比选多种技术路线，多次组织专家论证，最终确定了矩形盾构顶推施工方案。

　　下穿大广高速的管廊总长129米，设计为“电力舱、水信舱、燃气舱、水舱”四舱，截面为矩形，尺寸为15.1米×4.7米。矩形盾构顶推采用并行两孔顶进，先凿通横截面尺寸9.1米×5.5米的一孔，再凿通7米×5米的另一孔。目前市场上只有一种盾构机尺寸与本项目相匹配，另一孔尺寸却没有与之匹配的盾构机，于是本项目加大投入，定做了一台土压平衡式顶管机。

　　施工的第一步是挖掘和支护工作井，第二步是300吨级大吊车将“穿山甲”的零件吊下始发井，现场组装。随着顶管机头部挖掘前进，地面上预制的矩形管片也将被一节节吊运下井，添加到顶管机的尾部，形成管廊。顶推到大广高速另一侧后，设备从接受井吊起。

　　与一般盾构机只有一个旋转刀盘不同，矩形顶管机的头部，是大小不一的7个刀盘。多刀盘切削面积只占矩形断面的83%左右，刀盘切削不到的土体是通过挤压、搅拌而被排出的。盾构机边缘机壳上还设有合金铲齿来铲碎盲区的土体，最终可挖出一个矩形的坑道。

　　“穿山甲”的尾巴是由一节一节的预制管片组成。管片为抗渗高强度混凝土，之间依靠承插结构和钢垫圈紧密结合，不留空隙。

　　“穿山甲”向前的动力，来自于尾巴后端24台千斤顶，液压油缸组提供的3千多吨推力。施工过程中，为控制高速路面的沉降，水土压力感应器和激光经纬仪将实时监测，顶进中机头一旦出现微小转角，刀盘就会反转，以回纠角度。

　　施工前，项目部在洞口采用旋喷桩加固了坑道土体，防止顶推机进入时涌水涌泥，地面塌陷。另外，顶管机切削下来的泥土，将在泥土仓内变成塑性体泥团，通过螺旋出土器排出。

　　另一项技术创新是从管节的孔洞向外喷射一种“壁压注触变泥浆”，在“穿山甲”壳外形成一层润滑界面，不仅能减小顶进阻力，还能消除对施工上方土体的扰动。项目部在管廊内部布置防水材料层，避免土壤水分渗漏进管廊。

　　为控制土压力平衡，顶推作业为24小时连续顶推，极大缩短了工期，比浅埋暗挖人工作业节省5个多月。顶推施工后，新管廊将与明挖段的较宽的管廊连接，形成一个喇叭口的形状。据项目部技术人员介绍，宽大的地下管廊，今后可供人员轻松进出，为检修和设施扩建提供了极大方便，不必再“封路扒路，开膛破肚”。

　　另外，中建一局还负责修筑跨越大广高速的路桥，全桥总长579米，该项目正与地下管廊施工同时推进。