在东六环西侧，一条地下高速公路未来将穿越城市副中心。随着超大直径盾构机“京华号”和“运河号”今年1月下井，京剧脸谱特色的刀盘已经做好掘进前的准备。4月27日，东六环改造工程揭秘超大直径盾构机如何助力“东六环改造”这项超级工程实施。

东六环改造工程南起京哈高速立交，北至潞苑北大街，全长约16.3公里，分为直接加宽段和入地改造段。

直接加宽段将把现状六环加宽到三车道，入地改造段为京津公路南侧至潞苑二街北侧，布置于现状六环西侧绿化带下方，隧道长度9.2公里。隧道采用明挖与盾构结合工法，盾构掘进长度7.4公里。

项目建成后，将通过入地改造措施，弱化六环路过境通道功能，将过境货运交通疏导至外围高速公路系统。同时城市副中心12条规划道路、5条现状道路将实现东西向贯通，有效“缝合”城市，为市民提供便利出行条件。

东六环改造工程完工后，原六环将改造为慢行交通及高线绿化公园，美化城市空间，成为周边居民散步骑行的好去处。

盾构法施工常用于地铁、管廊、水下隧道等建设，东六环改造工程是北京市首次采用盾构法施工的高速公路，也是国内首次应用国产16米级超大直径盾构机。

首发建设公司东六环项目管理处工程部部长介绍，东六环改造工程隧道段约7.4公里，采用分离式双洞布置，西线、东线分别由“京华号”“运河号”超大直径盾构机掘进。未来，两台盾构机将间隔200米，一前一后打通两条隧道。

在施工现场，下行至深约30米的始发井内。“这里的深度相当于10层楼的高度，不过井下都有手机信号和无线WiFi，一旦发生紧急情况，可以随时掌握救援定位信息。”工作人员说，东六环改造工程是北京市首次采用盾构法施工的高速公路，国内首次应用国产16米级超大直径盾构机，工程集合了“长、大、深、多、高”等特点。

“深”即中间盾构工作井基坑开挖深度、维护结构深度、盾构隧道最大埋深均为全北京最深。其中最深的中间井达到地下55米深。“长”是指隧道段全长9.16公里，其中盾构段长7.34公里，是国内超大直径盾构单次掘进长度最长的隧道之一。“大”是指盾构机开挖直径达16.07米，是目前国内最大直径盾构隧道。

“多”是指隧道段下穿道路、轨道、河道、重要专业管线，控制因素众多。“高”指项目紧邻副中心核心区，串联张家湾小镇、行政办公区、城市绿心、宋庄艺术区等多个功能区，运营安全和服务标准高。

这项“超级工程”已于2019年11月30日正式开工，项目总工期48个月，将于2023年年底完成。

去年12月，挖掘隧道的核心装备——盾构机的刀盘、盾体等重型件经过水陆联运，千里迢迢到达北京，完成组装。今年1月，两台盾构机“京华号”和“运河号”已全部下井。在始发井内，“京华号”已经整装待发，等待掘进任务的号角吹响。

如此庞然大物难观其全貌，工作人员站在1:30比例的缩小版“京华号”模型一旁，讲解了盾构机的工作流程和原理。“京华号”名为超大直径复合泥水平衡盾构机，它的最大开挖直径16.07米，整机长150米，总重量4300吨。就像一列火车一样，盾构机最重要的是前头的“盾体”部分，后头长长的“车厢”被称为台车，布置主要系统和构件。

“京华号的刀盘采用红色的脸谱造型，其中分布的黑点是刀头。300把刀头中，有104把是可以常压换刀的。”他解释称，由于泥水平衡盾构机前面的泥浆循环体系是中空的，以往工作人员常规使用带压换刀的方式，像“潜水员”一样在压力环境下操作。换刀具需要经过繁琐的加压、减压等过程，有一定危险性。

“京华号”盾构机盾体上有两个人舱，用于带压作业，此外盾构机还可采用近年来更安全的常压换刀新技术，工作人员可以钻到呈箱体状的刀盘中，把刀头抽回箱体内更换，更加安全高效。

“以往盾构机转不动了，工作人员判断可能是刀头磨损，再进行检查。这次‘京华号’刀头采用了钨镀合金，可以减少磨损，使换刀的次数将大大减少。”据介绍，“京华号”重要部位刀头前方都有探测仪，探测刀头磨损情况，使换刀做到有的放矢，无需人工经常检查。

“京华号”盾构机正式投用后，预计每天可以掘进6-12米。针对通州地区的软土地层，隧道还采用了同步双液注浆系统，凝固时间从8小时降低到1小时以内，隧道可以实现快速稳定施工，避免造成地表沉降。刀盘切削的土体经冲刷落入开挖仓底部，再经过搅拌器由泥水循环泵送至地面泥水分离厂。

东六环隧道是国内首次引入专业救援通道的公路隧道。隧道分为三层，上层为排烟通道，中间层为行车通道，下层为疏散救援通道。今后隧道中每100米将设置一处逃生口，遇到危险情况时，司机和乘客可从逃生通道下楼梯进入救援通道内。此外，救援通道还具备行车条件，救援车辆也可以借助救援通道到达指定位置，方便救援。

在施工现场，整齐码放的管片上都贴着二维码。据介绍，盾构机的推进系统是56个推进油缸，油缸顶在已经拼好的管片上，推进盾构机前进。

王岳松称，7.4公里长的隧道一共有3万多片管片，每个管片为6-16吨不等。拼装机将管片拼装在隧道制定位置，无需人工对位。扫描管片上的二维码，就能追溯管片的浇筑记录等信息。在后期养护运营中，一旦有管片出现问题，也可以通过二维码了解其生产过程、原材料配比等信息，方便日后修复。