平谷线“钢铁巨龙”启用大规模智能盾构，开启第二轮“冲刺跑”

北京城市副中心报 | 记者 赵鹏 实习记者 池阳 通讯员 董浩程

立秋已过，平谷线“瓜熟蒂落”的日子指日可待。在左线隧道刚刚顺利贯通后，平谷线政务中心站至政务中心东站区间右线隧道已展开盾构组装施工，右线盾构即将于本月内始发，被誉为“地下蛟龙”的盾构机已经就位，准备开始第二轮“冲刺跑”。

记者今日从北京城建轨道公司获悉，作为连通京津冀的重要轨道交通线路，该项目将大规模采用智能化盾构，启用盾构远程监控平台、盾构自主掘进系统、盾构自动纠偏系统等智能技术。

绿色施工车站主体结构完工

沿台阶拾级而下，18米的地下深处数十名建设者正各司其职，忙碌地进行着“基石一号”盾构机调试前的准备工作。步入未来的政务中心站，向左看，规整的平台向远处伸展，随天井洒落的阳光中止于目力尽头；向右看，视线伴着一道微风金融直径8米的左线圆形隧道；再回头，刀头已开始顺时针旋转，“钢铁巨龙”正在小试牛刀。调试之后，“基石一号”盾构机再次沉卧在轨道上，静待正式出发的日子。

“我们负责的平谷线12标段，地铁线路沿兆善大街东西向延伸，包含政务中心站、政务中心东站、政务中心站至政务中心东站盾构区间三部分。”项目经理杨宇博介绍，政务中心站位于兆善大街与勤政路交叉路口，为明挖法地下二层岛式车站，车站设备区为双柱三跨结构形式，公共区标准段为单柱双跨结构形式，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。这座车站总长281.5米，基坑最深处达19.9米，基坑支护采用地下连续墙+内支撑形式。未来乘客将可通过4个出入口和2个无障碍出入口进出这座现代化大型车站。

政务中心东站则位于兆善大街与通济路交叉口西侧，沿兆善大街东西向敷设，未来将与规划中的102号线形成地下三层车站的L形换乘。目前，政务中心东站已预留了换乘条件。这座车站为明挖地下两层的岛式车站，车站设备区为双柱三跨结构形式，公共区标准段为单柱双跨结构形式，车站东端因与风道合建，预留换乘厅为三柱四跨结构形式。其地下一层为站厅层，地下二层为站台层。这座车站总长度311.2米，基坑最深处为19.8米，基坑支护采用地下连续墙+内支撑形式。目前，该站共设立3个出入口。

绿色是副中心的底色，北京城建轨道公司践行绿色施工，实现环境保护标准化。杨宇博介绍，施工现场设置洗轮机，所有车辆均需冲洗干净后方可离开，洒水车、地面清扫车、雾炮机和环场喷淋系统用于现场洒水清扫及降尘。“我们还在基坑开挖后安装了天幕减少扬尘，同时设置噪声检测仪实时监控，并在动火动焊作业配备电焊烟尘收集器防止污染。”杨宇博说。

自动纠偏助智能掘进显神威

地下一层的楼梯边，阶梯状的架子上整齐排列着一个个透明小盆，盆里是泥浆、石块、黏土，外贴着“74环”“10环”“161环”等字样。它们是左线隧道挖掘时获得的地质样本，也是右线隧道挖掘时的重要参考。根据不同地质条件，盾构机掘进时将作出适当调整。

据介绍，平谷线12标段盾构要先后下穿燃气管道、市政管廊等诸多风险源，最近时距隧道管线只有2.8米，还要克服含水细砂及中砂层等施工难题。不过在即将开启的右线盾构工程中，智能化掘进应用将大显神威。“这将大幅减少操作手的工作强度并提高效率，还能实现精细化管理施工参数从而指导施工，避免人为操作及判断失误，规避施工人为因素，进一步提高工程质量。”项目技术部长张继超信心满满地表示。

记者了解到，12标段采用的“基石一号”盾构机整机长度约为104米，推进系统最大推力达66809千牛，铰接系统最大推力为52685千牛，最大推进速度是80毫米/分钟，总重约达1050吨。

这次的右线盾构工程将进行自主控制、智能监测、远程操控等，实现盾构的智能化掘进。运用大数据、先进控制、人工智能等技术，启用盾构智能保压系统、刀具磨损与刀温实时检测系统、盾尾间隙实时检测系统等智能技术。

张继超介绍，盾构自主掘进系统通过智能化一键启动模块，可减少操作手对各项系统逐项启动的操作，避免因误操作导致的设备故障。这种一键掘进还能解决司机在掘进启动与停止间的繁琐操作，实现刀盘正反转自主决策、定速启动，模块化控制系统更是实现了即插即用。

盾构自动纠偏系统可以采集盾构机姿态与轴线状态，通过人工智能算法，自动控制各分区推进压力，实现自动纠偏功能，更精准指导参数的修正。目前，该系统的决策自适应更新已可以实时适应工况变化，客观预判性控制实现盾构运动状态稳定，高度实时性感知能保证纠偏并控制精度。

与此同时，盾构智能保压系统能够对比当前土压与期望土压，采用人工智能算法，自适应控制螺机实时转速，实现土压动态自平衡。“这可以有效预防地表沉降与隆起，也是安全平稳纠偏掘进的前提保障。”张继超说，目前所有这些系统均已安装搭载完成，都将在右线盾构工程中应用。

大工程锻出智能运输新工法

这项超级工程的建设，已经成为新技术与新工法的“试验田”，化身北京轨道交通首个盾构智能化掘进的示范工程。

已经贯通的左线隧道入口处，工人在高高的脚手架中上下穿行，铺设隧道外壁。进入隧道，两侧灯光向前延伸，照亮了墙壁上排布整齐的接缝，如同一支巨大的“万花筒”。

张继超介绍，未来在右线隧道施工时，不仅要对盾构智能化掘进展开应用及验证，北京城建轨道公司同时还要对盾构智能水平运输系统开展研究及应用，力争让更多新技术从副中心走向全国各地的重大工程中。

“目前我们通过隧道高精度建模、电瓶车智能控车技术，解决电瓶车在隧道内的智能自控、精准定位问题。这将有效规避电瓶车司机长时间疲劳驾驶，减少隧道内部信息调度人员数量，让运输效率提升15%至30%。”他表示，这有望成为国内电瓶车智能水平运输的先例。

在此之前，国内重大工程的盾构智能水平运输系统研究始终面临着几大关键问题，其中电瓶车改造及智能控车等问题都属“老大难”。例如电瓶车型号设备老旧，改造难度大；隧道内环境复杂，轨道平整度差；缺少无线信号传输；主动安全要求高、智能控车难度大、标准高等。

面对这一道道难关，北京城建轨道公司的技术骨干密集展开研究，对电瓶车进行自动电气化改造，通过隧道高精度建模实现智能控车。

眼下，水平运输感知模块、水平运输高精度地图构建模块、水平运输自主定位模块、水平运输障碍物检测模块、水平运输显示模块、水平运输智能控车模块、水平运输自组网通信模块等七大技术模块已通过软硬件协调，即将在右线隧道施工中大显身手。

未来建成后，平谷线将西起朝阳区东大桥站，经副中心连通三河市，东至平谷区平谷站，全长约81.2公里，设站21座。按照规划，其中包括换乘站12座，未来可与6号线、10号线等多条轨道交通线路实现换乘。届时，其将采用市域D型车，设计最高速度地上段可达160公里/小时、地下段为120公里/小时。伴随着北三县、平谷区首次接入北京城市轨道交通网，今后副中心与平谷区之间可实现最快32分钟通达。与此同时，副中心与北三县更将实现最快9分钟通达，助力实现京津冀交通一体化。

【深度】如何给城市燃气管道安装“防护网”？

界面新闻记者 | 翟瑞民

界面新闻编辑 | 刘海川

河北省三河市燕郊镇2024年3月13日发生爆燃事故，截至目前已造成7人死亡27人受伤。据新华社消息，事故调查专家组介绍，爆燃事故原因已初步判断为燃气管道泄漏。

此次事故再次敲响城市燃气管道安全警钟。近年来，我国城市燃气领域频发安全事故，无论是运输存储环节，还是终端使用环节，多种风险隐患共存。尤其是通常深埋于地下的城市燃气管道，经常因为第三方破坏等原因引发燃气泄漏进而发生爆燃事故，造成重大人员伤亡和财产损失。

专家认为，当前在城市化高速发展背景下，国内燃气管道运营和维护机制亟待加强各方监督，而管理层面也需要解决政府部门职责不统一和投入不足的困境。

第三方破坏成事故主因

据新华社消息，燕郊镇爆燃事故调查专家组组长刘福来介绍，此次爆燃事故引爆点的位置位于炸鸡店所在的整体建筑结构，但具体是哪家门店还需后续调查。燃气管道泄漏点距离地表有一定深度，正在精确检测泄漏点。

三河市应急管理局局长纪宏图则介绍，燕郊镇较早地开通了管道燃气，地下管网比较复杂，老的管网已经使用20多年，埋藏最深的位于地下12米，事故调查难度较大，难以确定单点泄漏还是多点泄漏。

“此次事故爆炸威力相当大，调查组专家初步分析认为是输送中的燃气管道泄漏，但是，具体是什么原因引发燃气发生球形爆炸，燃气泄漏后怎么进入室内的，还有多个疑问有待事故调查组详细调查和进一步分析。”重庆科技大学安全工程学院教授、博士生导师王文和告诉界面新闻。

西南石油大学石油与天然气工程学院教授陈超对界面新闻介绍，当前我国燃气普及率比较高，一些燃气管道已经运行很多年，容易出现老化等现象，比如金属管道会被腐蚀导致穿孔泄漏，而燃气泄漏后遇到明火，甚至管壁摩擦、管土摩擦等原因都可能引发爆炸。

官方尚未确定此次管道泄漏是因何种原因导致。此前有媒体报道称，当地居民怀疑燃气泄漏可能与附近正在施工的地铁22号线有关，对此，据极目新闻报道，地铁22号线工程土建施工16合同段项目经理称，“（燃爆）和我们没有关系。”

公开资料显示，北京地铁22号线于2021年开工建设，线路长度超过80公里。规划线路将沿此次发生事故的迎宾路北上穿过燕郊镇，最后到达平谷新城。

界面新闻注意到，重庆科技大学安全工程学院李凤曾于2023年8月在《天然气与石油》杂志发表《中国城市地下燃气管道事故规律统计分析》论文，将中国城市地下燃气管道事故的主要直接致因归纳为第三方施工破坏、老化/腐蚀、安装/设备缺陷、地面沉降、管理缺陷、人为破坏及其他原因等。统计分析2014-2018年发生且被报道的中国城市地下燃气管道事故案例发现，第三方施工破坏是造成中国城市地下燃气管道事故的首要致因，占77%，平均每月就有2-3起事故因第三方施工破坏造成。

第三方施工破坏是指第三方单位在施工过程中造成管道破坏，主要原因既包括施工不规范( 如野蛮施工、违章施工等) ，还包括燃气单位管理缺失( 如标志防护缺失、技术资料缺失等) 。

2024年2月，中国城市燃气协会安全管理工作委员会发表在《煤气与热力》杂志的文章也介绍，2023年全年共收集到媒体报道的国内（不含港澳台）燃气事故612起，造成77人死亡，434人受伤。其中，发生管网事故211起，造成4人死亡5人受伤。在169起已核实事故原因的天然气管网事故分析样本中，第三方施工破坏引发的事故占比最高，达到85.2%。

燃气行业资深观察人士刘金平日前撰文指出，一旦城镇燃气运行管网（高压、次高压、中压）被第三方破坏（损毁）造成燃气运行管网断裂、穿孔、破损，导致燃气大量泄漏。燃气泄漏后，会迅速窜到相邻管沟或者密闭空间，积聚到一定程度达到爆炸极限，遇到明火或静电就会引发闪爆导致发生燃气事故。

“城市燃气管线本身在设计制造和安装施工时都会按照规范实施，包括埋深、输送压力、管件等附属设施都是有标准和要求的，但是在使用和服役过程中仍然会面临很多不确定性因素。管道埋在地下，面临的城市环境太复杂，工程施工、城市建设等都有可能对管道造成影响。”王文和表示。

“如何预防或者遏制城镇燃气地下运行管网被第三方施工破坏（损毁），维护城镇燃气地下运行管网安全运行，是摆在城市燃气企业面前的一道难题和很头痛的事情。”刘金平在文章中表示，政府主管部门应加大监管执法问责力度，从源头杜绝第三方施工单位破坏（损毁）城镇燃气运行管网行为，依法依规，提高建设单位（施工单位）违法成本。

陈超表示，对于第三方破坏，必须严格审批燃气管线附近的工程建设项目，要探明地下空间和管网设施的分布情况，同时，燃气管道运营方也有责任，需要和工程建设方对接协调好，提供翔实的管网数据资料，以规避工程建设破坏管道的风险。

上万家燃气公司参差不齐

近年来，我国城市燃气安全形势愈发严峻。清华大学公共安全研究院许欢、魏娜2022年1月在中国应急管理报发文称，城市燃气安全事故已成为我国继交通事故、工伤事故之后的第三大杀手，冲击着社会安全的底线。

陈超表示，我国城市化发展速度太快，城市建设过程中一些工程规划和设计考虑得并不充分和周全，使得燃气管道间距等方面本来当初是符合建设标准，最后逐渐变得不合规了，“地下管道太多，监管部门又监管不过来，导致很多隐患难以排除。”此外，在用户层面，公众安全使用燃气的意识也比较淡薄，对风险隐患重视不足，一部分事故就是由于违规操作引发。

2023年6月，宁夏银川富洋烧烤店发生燃气爆炸事故。8月份，国务院安全生产委员会印发《全国城镇燃气安全专项整治工作方案》，要求各地深刻汲取近年来城镇燃气安全重特大事故教训，全面加强城镇燃气安全风险隐患排查治理。

2024年1月，全国城镇燃气安全专项整治工作专班办公室组织召开工作调度视频会议表示，4个多月的集中攻坚有效整治了城镇燃气安全全链条存在的突出风险隐患，但由于各地工作基础和区域发展不平衡等因素影响，部分地区燃气安全隐患排查与全覆盖、无死角要求还有差距，部分排查出的燃气安全隐患整治需要持续跟进，部分地区在夯实燃气安全管理基础方面还需加大工作力度。

此次会议结束刚刚两个月，燕郊镇再次发生重大人员伤亡事故。据中国青年报报道，近年来燕郊镇频发爆燃事故，根据公开报道，3年来已经发生3起爆燃或爆炸事故，均有人员伤亡。实际上，就在2024年2月21日，三河市组织召开全市安全生产集中整治月行动工作会议，三河市安委办相关负责人还曾对全市燃气行业领域安全生产工作进行重点强调。

陈超说，城市燃气管道不同于长输管道，长输管道通常在野外空旷的地方，用无人机巡线、远程智能监控等技术手段都可及时发现泄漏风险点，但是在城市里，这些技术手段通常很难起到很好作用，只能依靠人力巡查，在重要点位安装监测装置等方法排查风险，力有不逮。

他还指出，一个深层次问题是，目前我国各地设立了上万家燃气公司，大小企业参差不齐，有的公司可能由于配套不到位，缺少燃气安全相关专业素质人才、技术储备和监管制度，而且，政府监管起来也比较难。“建议政府方面参照之前关停小煤窑的经验，责令缺乏资质、不能安全规范运营的燃气公司严格整改，依然不合格的要退出市场，这也有助于减少事故的发生。”陈超说。

对于燃气风险管控，上述国务院安委会发布的专项整治工作方案提出，到2025年底前建立严进、严管、重罚的燃气安全管理机制，完善相关法规标准体系，提升本质安全水平，夯实燃气安全管理基础，基本建立燃气安全管理长效机制。

目前，国家正在推进城市更新行动。3月9日，住建部部长倪虹在十四届全国人大二次会议记者会上表示，今年将继续加大城市燃气等老旧管网的改造力度，再改造10万公里以上。“地下管网，既是城市建设的‘里子’工程，更是‘良心’工程。我们希望，各地用心用力去做，保证高质量。”倪虹说。

不过，专家指出，城市燃气管网改造，一方面存在地方政府重视程度不足的问题，尤其是财政压力加大背景下，不愿意把钱花在看不见的地下管道；另一方面，有的地方政府虽然积极性很好，但是往往不考虑实际需要、财政承受能力和组织实施能力等，存在乱铺摊子、盲目举债建设的问题。

王文和认为，降低第三方破坏事故风险，保障城市燃气管道安全最终还是需要在管理层面想办法，政府部门之间要加强协调，形成一张“网”统管起来，形成透明管道或智慧管网。当前，燃气管道管理职责分散在多个政府部门，应急、住建、城管等都有一定管理职责，虽然侧重不同但是会有交叉，最后反而容易导致职责不明。

“燃气作为危险源，泄漏具有很强的隐蔽性，应在安全风险感知方面增加投入，开发出即便宜又有效果的智能检测和监测预警设备。政府在政策层面也要引导社会各方，共同建立一套燃气安全保障机制，因为从现实操作层面看，单靠燃气公司负责管道安全维护，它根本管理不过来。综合来看，就是要在体制机制方面想办法，最后形成政府部门互相协调、社会各方面共同参与、先进技术充分投入和运用的‘组合拳’来降低燃气事故发生率，保障城镇燃气安全高质量发展。”王文和表示。

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