北京新機場施工挑戰困難一段： 永興河北路綜合管廊下穿大廣高速

4月24日，中建一局北京新機場永興河北路綜合管廊工程開始下穿大廣高速。随着轟隆隆的巨響，中建一局剛組裝完成的“鋼鐵穿山甲”開始挖掘坑道。鋼鐵穿山甲長9米、高5米，也叫矩形混凝土預制頂推設備。這是北京地區首次應用該技術。

中建一局北京新機場管廊工程全長12公裡。在新修道路下方4.5米，是一條平行于道路的巨大水泥管廊，内含電力、信号、燃氣、自來水和消防水等通路。建成後，新機場的用電、用水、燃氣與信号均從這條通路輸入，換句話說，該項目将打通新機場的生命線。這也是體現京津冀一體化的重要戰略工程。永興河北路第五标段道路全長1.62公裡，項目距離北京大興國際新機場9.8公裡，位于北京與河北交界，是新機場大動脈的最難一段。

中建一局北京新機場管廊工程這一關乎民生的工程面臨的最大問題，是如何跨越大廣高速。大廣高速設計時速北起黑龍江省大慶市，南至廣東省廣州市，是連接東北、華北、華中與華南的交通大動脈。管廊要通過大廣高速，必然會擾動高速路基。現場土壤為黏質粉土和粉細砂，并有滞水，一旦開工，沉降是很難避免的。而業主提出的需求是工程造成沉降不得超過1.5毫米。

一般管廊施工分為兩種，一種是明開斷路，即暫時斷開高速，露天開挖。由于大廣高速通車量大，地位重要，中建一局北京新機場管廊工程項目經理朱軍立決定：“堅決不能斷路，我們再想想其他辦法！”

于是，項目不得不考慮第二種方案淺埋暗挖。按一般的施工工藝，坑道分解為幾小塊依次人工開鑿，按照“挖一段支護一段”的方法進行。但這樣一來，地表道路沉降很難控制，施工人員安全風險高。而且工期将長達12個月。

如何既保證路面通行，又保障施工安全？項目多番查閱資料發現，有一種國内尚未推廣的矩形盾構頂推施工新工藝，不僅能控制沉降，而且能将工期縮短一半。但相關設備仍處于非标準化階段。項目部查閱相關的工程資料，前往各地實地考察技術，研究後認為，矩形盾構頂推設備可以現場組裝，在大廣高速下施用。在項目經理的帶領下，中建一局團隊經過不懈努力，比選多種技術路線，多次組織專家論證，最終确定了矩形盾構頂推施工方案。

下穿大廣高速的管廊總長129米，設計為“電力艙、水信艙、燃氣艙、水艙”四艙，截面為矩形，尺寸為15.1米*4.7米。矩形盾構頂推采用并行兩孔頂進，先鑿通橫截面尺寸9.1米*5.5米的一孔，再鑿通7米*5米的另一孔。目前市面上隻有一種盾構機尺寸與本項目相匹配，另一孔尺寸卻沒有與之匹配的盾構機，于是本項目加大投入，定做了一台土壓平衡式頂管機。

施工的第一步是挖掘和支護工作井，第二步是300噸級大吊車将穿山甲的零件吊下始發井，現場組裝。随着頂管機頭部挖掘前進，地面上預制的矩形管片也将被一節節吊運下井，添加到頂管機的尾部，形成管廊。頂推到大廣高速另一側後，設備從接受井吊起。

與一般盾構機隻有一個旋轉刀盤不同，矩形頂管機的頭部，是大小不一的7個刀盤（最大的直徑4.2米）。多刀盤切削面積隻占矩形斷面的83%左右，刀盤切削不到的土體是通過擠壓、攪拌而被排出的。邊緣機殼上還設有合金鏟齒來鏟碎盲區的土體。最終可挖出一個矩形的坑道。

鋼鐵穿山甲的尾巴是一節一節的預制管片組成。管片為抗滲高強度混凝土，之間依靠F型承插結構和鋼墊圈，緊密結合，不留空隙。

穿山甲向前的動力，來自于尾巴後端24台千斤頂，液壓油缸組提供的3千多噸推力。施工過程中為控制高速路面的沉降、隆起在規定允許範圍内，水土壓力感應器和激光經緯儀将實時監測，頂進中機頭一旦出現微小轉角，刀盤就會反轉，以回糾角度。

施工前，在洞口采用旋噴樁加固了坑道土體，防止頂推機進入時湧水湧泥，地面塌陷。另外，頂管機切削下來的泥土，将在泥土倉内變成“牙膏”——塑性體泥團，通過螺旋出土器排出。排土量要控制好，配合穿山甲的前進速度，以平衡土壓力和地下水壓力。

另一項技術創新，是從管節的孔洞向外噴射一種“壁壓注觸變泥漿”，在穿山甲殼外形成一層潤滑界面，不僅減小阻力，還能消除對上部土體的擾動。管廊内部最後将布置防水材料層，避免土壤水分滲漏進管廊。

為控制土壓力平衡，頂推作業為24小時連續頂推，極大縮短了工期，比淺埋暗挖人工作業節省5個多月。頂推施工後，新管廊将與明挖段的較寬的管廊連接，形成一個喇叭口的形狀。據項目部技術人員介紹，寬大的地下管廊，今後可供人員輕松進出穿越，為檢修和設施擴建提供了極大方便，不必再“封路扒路，開膛破肚”。

另外，中建一局還負責修築跨越大廣高速的路橋，全橋總長579米，正與地下管廊同時推進。

                                                                  來源：北京晚報