京沈客專望京隧道貫通，系全國最長城市高鐵盾構(gòu)隧道
2018-08-28
8月28日上午，隨著“望京號”盾構(gòu)機(jī)破洞而出，由中鐵十四局集團(tuán)等單位參建的北京至沈陽鐵路客運專線（簡稱京沈客專）望京隧道工程順利貫通，標(biāo)志著北京市第一條，也是目前全國最長的城市高鐵盾構(gòu)隧道完成主體工程，為全線按期建成通車奠定了堅實基矗
望京隧道自2016年12月28日率先由“望京號”盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)，全長8000米，為全線唯一的雙線單洞大直徑盾構(gòu)隧道。隧道管片外徑10.5米，內(nèi)徑9.5米，施工由國內(nèi)盾構(gòu)隧道的兩支王牌勁旅中鐵十四局和中鐵隧道局采用4臺開挖直徑10.9米的國產(chǎn)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，由兩端向中間掘進(jìn)施工。
京沈客專自北京鐵路樞紐星火站，止于沈陽鐵路樞紐沈陽站，線路正線全長698公里，設(shè)計時速350公里，總投資1245億元，建設(shè)總工期5年。計劃于2020年12月底竣工。屆時，北京至沈陽間列車運行時間將壓縮至2.5小時之內(nèi)，北京至哈爾濱4小時到達(dá)。
京沈客專望京隧道施工現(xiàn)場，工人對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行最后的檢查。本文圖片劉福昌、肖靜攝
安全穿越多處風(fēng)險源
據(jù)中鐵十四局項目負(fù)責(zé)人趙海濤介紹，望京隧道的工程難點主要集中在大斷面、長距離、富水地層施工中遇到的安全風(fēng)險。隧道在地下穿越首都機(jī)場高速、機(jī)場快軌、地鐵15號線、馬泉營地鐵站、紅磚藝術(shù)中心、污水處理廠、高壓塔架、多處居民區(qū)和高大建筑等重大風(fēng)險源，沉降控制標(biāo)準(zhǔn)高，施工及環(huán)境安全風(fēng)險較大。
隧道最深處43米，距離車站維護(hù)結(jié)構(gòu)僅0.6米，穿越距離長達(dá)120米，連續(xù)下穿車站密集道岔區(qū)，變形量控制要求正負(fù)1毫米以內(nèi)，還要保證每天近700余次地鐵列車運行安全。
施工地段探明有200多處、埋深100多米的熱力管道和大量水井，如措施不當(dāng)，容易導(dǎo)致盾構(gòu)施工中氣壓失衡，給施工和地面構(gòu)筑物帶來重大安全隱患。
部分路段隧道拱頂覆土僅10.5米，比盾構(gòu)機(jī)直徑還小，地層承載能力差，加大了施工難度。
“針對重大風(fēng)險源，我們工程技術(shù)人員加強(qiáng)科技攻關(guān)，通過分析沉降機(jī)理和原因，研發(fā)了五階段控制工法，優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)施工監(jiān)測，隧道成型后，第三方檢測結(jié)果顯示，馬泉營地鐵站最大點位沉降值為0.68毫米，不僅是全線控制最好的，而且創(chuàng)造了國內(nèi)長距離下穿運營地鐵車站的最高水平?！敝需F十四局項目部盾構(gòu)經(jīng)理王磊說。
項目施工現(xiàn)常望京隧道于8月28日上午正式貫通。
施工零污染使用壽命100年
隧道所處地層以黏土為主，每掘進(jìn)兩米成環(huán)，開挖土方185立方米，4臺盾構(gòu)機(jī)一天出渣量就達(dá)到7400立方米，整個隧道施工產(chǎn)生廢漿約300萬立方米，需要進(jìn)行無害化處理。
為達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，施工單位建設(shè)了4套泥水分離設(shè)施。為此，項目參建單位聯(lián)合國內(nèi)知名院校和科研機(jī)構(gòu)，對超細(xì)泥土顆粒分離的世界級難題進(jìn)行了科研攻關(guān)，研發(fā)了國家級發(fā)明專利技術(shù)，應(yīng)用新型材料和工藝，對棄漿進(jìn)行固化和壓濾處理，成功完成微細(xì)顆粒泥水分離，攻克行業(yè)難題，實現(xiàn)了零滲漏、零排放、零污染。
同時，中鐵十四局京沈客專項目負(fù)責(zé)人介紹，望京隧道設(shè)計使用壽命100年，抗震級別達(dá)到10級。為建造一流盾構(gòu)隧道管片，在中鐵十四局所屬房山橋梁廠建立了北京區(qū)域第一條自動化管片流水生產(chǎn)線，采用中央系統(tǒng)控制，從管片生產(chǎn)到養(yǎng)護(hù)每一個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了信息化、自動化控制，極大提高了管片生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量。6955環(huán)、62595塊管片拼裝渾然天成，無一滲漏。
望京隧道盾構(gòu)管片6955環(huán)、62595塊，渾然一體拼裝而成。
自主研發(fā)盾構(gòu)機(jī)穿越城市地下
最值得一提的是隧道施工所用的“望京號”盾構(gòu)機(jī)。這是由中鐵十四局和中國鐵建重工集團(tuán)聯(lián)合研制而成，是國家863計劃重點工程，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)首臺高鐵大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。
盾構(gòu)機(jī)長87米，總重量達(dá)1900噸，裝機(jī)功率達(dá)到5300千瓦，集隧道開挖、襯砌、出碴、導(dǎo)向等功能于一體，被譽(yù)為地下隧道掘進(jìn)智能機(jī)器人，可安全平穩(wěn)穿越復(fù)雜地層，中間換刀200余把，出色完成了隧道掘進(jìn)任務(wù)。
澎湃新聞記者了解到，項目采用的盾構(gòu)法，通過在地下挖掘隧道，有效克服了地下管線和管道相互干擾的難題，還可以有效規(guī)避傳統(tǒng)的地面工程對既有道路、管網(wǎng)、人行天橋、公交站臺等市政設(shè)施的改遷，減少建筑拆遷以及拆遷引發(fā)的經(jīng)濟(jì)糾紛、社會矛盾和擾民民擾，減少后期高鐵運營對周邊環(huán)境的噪音污染和對既有社區(qū)的空間分割，能夠最大限度地減少對市民、社區(qū)正常生活和社會秩序的干擾。
京沈客專是連接京津冀地區(qū)與東北地區(qū)老工業(yè)基地的重要線路，作為東北地區(qū)入關(guān)的第二條快速鐵路通道，將有效緩解現(xiàn)有入關(guān)通道的運載力問題和戰(zhàn)略壓力，在加速“京津冀協(xié)同發(fā)展”，提速“東北振興老工業(yè)基地戰(zhàn)略”中發(fā)揮重要作用。
據(jù)介紹，京沈客專是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱四橫”客運鐵路網(wǎng)的最后“一縱”——北京至哈爾濱（大連）客運專線的重要組成部分和收官工程。
