東六環(huán)改造工程位于北京市通州區(qū)，路線全長16公里，隧道段全長9.2公里，為全國最長地下公路隧道。一公局集團(tuán)隧道局承建第4標(biāo)段，全長約7.4公里，為整個項(xiàng)目的關(guān)鍵控制性工程。

工程建設(shè)伊始，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就遇到了大麻煩。盾構(gòu)隧道開挖直徑達(dá)16.07米，最大埋深75米，地下水壓約0.7兆帕，盾構(gòu)隧道穿越高密富水砂層，下穿眾多公路、鐵路、地鐵、河流及地下管線等環(huán)境風(fēng)險源，施工難度極大。如何控制地層沉降、成型隧道位移和成型隧道防水尤為重要，而控制這些指標(biāo)的關(guān)鍵就是盾構(gòu)施工的注漿工藝。

“如果采用傳統(tǒng)單液注漿工藝，將一種漿液通過一個注漿加壓單元、一條注漿管道注入目標(biāo)地層，漿液的凝結(jié)時間較慢、強(qiáng)度不高、填充效果欠佳等問題易引發(fā)地層沉降、滲水等安全質(zhì)量問題。”項(xiàng)目經(jīng)理何劍光分析說。通過查閱相關(guān)施工案例并咨詢專家后，何劍光在生產(chǎn)會上提出了同步雙液注漿工藝的方法，利用雙液注漿快凝、早強(qiáng)、抗?jié)B的特點(diǎn)，克服單液注漿工藝的不足。然而，雙液漿同步注漿工藝復(fù)雜、應(yīng)用難度較大，僅有少數(shù)小直徑盾構(gòu)采用過，在大直徑盾構(gòu)領(lǐng)域尚無應(yīng)用案例。“沒有先例，我們就做‘第一個吃螃蟹’的人！”何劍光帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟了攻堅(jiān)之旅。

經(jīng)過一番摸索，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)同步雙液注漿工藝首先要解決漿液的配比問題。為了使雙液注漿達(dá)到良好的效果，何劍光組織試驗(yàn)人員對雙液漿進(jìn)行改良，通過添加膨潤土和穩(wěn)定劑提升其穩(wěn)定性，再調(diào)整比例試驗(yàn)混合漿液的性能，重點(diǎn)圍繞3項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，開展了3千多次試驗(yàn)，最終確定了最優(yōu)配合比。

漿液的配比問題剛解決，在哪里生產(chǎn)的問題又出現(xiàn)了。以往，洞內(nèi)注漿的漿液大多采用地面攪拌站拌制，再通過長距離運(yùn)輸?shù)蕉軜?gòu)機(jī)儲漿箱，不僅效率低，還導(dǎo)致能耗過高。為了克服難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多次邀請業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行技術(shù)研討，在一次咨詢會上，何劍光提出，“能否實(shí)現(xiàn)在盾構(gòu)隧道內(nèi)部拌和漿液？”對此，部分參會人員持懷疑態(tài)度。“能不能行，得試了才知道。”何劍光并不氣餒，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷進(jìn)行試驗(yàn)研究，完善施工方案，5個月后，通過充分運(yùn)用大直徑盾構(gòu)設(shè)備空間大的優(yōu)勢，何劍光團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地將地面拌合站改移至盾構(gòu)機(jī)臺車上，設(shè)計出“制漿-儲漿-注漿”一體化集成系統(tǒng)，既解決了雙液漿長距離運(yùn)輸?shù)碾y題，又能滿足北京核心城區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保要求。

為了實(shí)現(xiàn)同步雙液注漿工藝的智能化，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還研究設(shè)計出一套自動化控制系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)的尾部配置了8組內(nèi)置式注漿管，同時配置沖洗管路，在注漿結(jié)束后可實(shí)現(xiàn)對注漿管道的自動化沖洗，并在漿液混合器前端設(shè)置了自動閥門，通過編寫自動控制程序，預(yù)先設(shè)置流量、壓力值等，實(shí)現(xiàn)操作終端智能化控制。

如今，隨著“運(yùn)河號”盾構(gòu)機(jī)順利掘進(jìn)，超大直徑盾構(gòu)同步雙液注漿工藝技術(shù)優(yōu)勢日趨顯著，地層沉降控制在2毫米以內(nèi)，隧道上浮控制由30毫米逐步保持在10毫米以內(nèi)，成型隧道位移穩(wěn)定在15毫米以內(nèi)，滲漏水控制也達(dá)到“零滲漏”標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了大直徑盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域一項(xiàng)空白。