“零沉降”下穿10号线京张高铁清华园隧道开始冲刺
挖掘断面比四层楼还高 隧道内两列列车可交错行驶 盾构机226把重型刀具攻克砂卵石层
“零沉降”下穿10号线
京张高铁清华园隧道开始冲刺
去年11月20日，京张铁路全线唯一采用盾构法施工的隧道——清华园隧道贯通。 本报记者 程功摄
隧道内施工人员加紧施工，为下月铺轨做准备。
四道口、五道口、六道口……摊开地图，在北京城的西北部，一连串的地名都与老京张铁路有着密切的关系。随着京张高铁的开工建设，原本的铁路道口逐一被拆除。现如今，在老京张铁路原址处，一条长达6公里的清华园隧道穿越繁华城区，开通后高铁列车从北五环附近进入隧道，约5分钟就可以到达北京北站。根据京张高铁铺轨计划，全线铺轨从怀来开始进行，下个月将铺至清华园隧道，双向12公里的轨道，3天就可以铺设完成。
“宽体”隧道
两台盾构机同时从北向南开挖
京张高铁清华园隧道起自北京北站北侧，下穿学院南路、北三环、知春路、北四环、成府路、双清路等，并在双清路北侧逐渐钻出地面，隧道全长6.02公里，其中盾构隧道长4.45公里。经过一年多的盾构施工，2018年11月20日，京张高铁清华园隧道在安全穿越北京市城市核心区后胜利贯通。未来京张高铁开通后，两列高铁列车可以在洞内交错行驶。
想要把两条轨道装进一个隧道里，就需要有足够宽的隧道。参与清华园隧道建设的盾构机，起名叫做“天佑号”。这座京津冀地区最大直径盾构机，总长达到142米，整机重量3000多吨，最大工作压力8个大气压力，相当于水下80米的压力。施工中，两台盾构机同时从北向南开挖，一台从五道口北侧出发，到达原清华园站，另一台则从原清华园站出发，到达四道口南侧。开挖直径12.64米，断面相当于常见地铁隧道的4倍，比四层楼还高。
盾构掘进
换上自主研发刀具每天掘进16米
北京的地质大部分是河流冲击而成的粉质黏土层，厚度有十几米深，再往深层是卵石层，地质结构适宜盾构施工。
“不过黏土层泥浆量比较大，渣土比较多。”中铁十四局京张项目副经理高始军介绍，盾构机掘进时会产生渣土和泥浆，为此施工单位引进和开发多套泥浆处理设备，解决了黏土地层掘进中大量废浆处理的难题，实现了无污染、零排放的绿色、环保施工要求。
与黏土层相比，给盾构施工带来困难的则是全断面的卵石层。由于卵石层比较质密，颗粒比较大，对刀具的磨损非常严重。为此，盾构机配备重型刀具226把的同时，采用常压换刀技术，其中常压可更换刀具80把，可攻克砂卵石地层对刀具的磨损难题。
去年2月初，数据中心发现，第二台盾构机掘进参数异常，推力过大、油压过高、有结泥饼现象，掘进放缓，24小时掘进一环，只有2米的进度，他们立即通知现场停机抽刀检查。
“结果发现有8把边缘刀磨损严重，磨坏的地方达到了10厘米深。我们换上自主研发的新式刀具，平均每天掘进到16米。”高始军说。
技高一筹
下穿10号线沉降仅0.7毫米
盾构隧道穿越周边多座敏感建筑物；与地铁10号、12号、13号、15号线长距离并行下穿或交叉穿越；还穿越北三环、北四环等7条主要城市道路、88条重要市政管线，穿越特级风险源3处、一级风险源80处，是目前国内城市核心区穿越地层最复杂、重要建筑物众多的高铁单洞双线大直径高风险盾构隧道。
#p#分页标题#e#施工中最大的风险源是穿越正在运营的地铁10号线。“地面上有知春路下沉穿越13号线，旁边还有10号线及13号线车站，要以5.4米净距下穿10号线隧道，所以这段隧道也是整个隧道里最深的地方，距离地面有足足30米。”高始军说。
在下穿10号线的过程中，施工单位在10号线的轨道上安装了全自动监测点，实现每5分钟检测一次，监测精度可以达到0.3毫米。第三方检测结果显示，清华园隧道下穿地铁10号线后，实际沉降仅0.7毫米，不到一根头发丝的大小，几乎“零沉降”。
京张大事
■京张高铁建成后将直接为2022年北京冬奥会服务，采用了国内高铁里最高水准进行建设。
■目前，清华园隧道正在进行无砟轨道道床板浇筑，计划4月20日全部完成。
■京张高铁2016年4月开工，预计2019年年底竣工，全长174公里，起点为北京北站，终到张家口站（原张家口南站）。此外，京张高铁还同步改建延庆支线9公里。线路共设北京北站、清河站、昌平站、八达岭长城站、延庆站、东花园北站、怀来站、下花园北站、宣化北站、张家口站（原张家口南站）10座车站。
■同时，京张高铁也是京兰通道的重要组成部分，西接张呼高铁。京兰通道建成后，将形成西北连通京津冀地区的重要高铁通道。
精益求精
轨道精调误差控制在0.5毫米内
清华园隧道内设计行车速度120公里，采用无砟轨道整体道床。每块道床长度达到了100米，需要在隧道内进行现场浇筑。
负责轨道精调的中铁十四局铁正检测公司工程师沈燕涛介绍，轨道精调要求误差控制在0.5毫米以内，相当于一个指甲盖的厚度。为实现这一目标，每公里线路需要采集分析数据近3万个，包括粗调、精调、数据复核和复测等多道工序。
在进行浇筑前，工作人员使用专用精调小车在临时钢轨的每根轨枕上采集一组数据，精调达标后才能浇筑混凝土，混凝土初凝后进行复测，等正式铺轨后，还要对钢轨进行精调，这样就能保证今后高铁跑起来更平稳舒适。
安全疏散
轨道下方两米高箱涵通往逃生井
列车行驶在隧道中，遇到特殊情况该如何疏散？“打通后的隧道是圆形的，需要在隧道的下半部分安装全预制箱涵。而在这个位于轨道下方的箱涵内部，就是未来隧道的疏散通道。”高始军介绍，如果有特殊情况发生，旅客可以直接从车门处下车，从两条轨道中间预留的楼梯口下到箱涵底部。箱涵有两米高，旅客沿着通道走到逃生井，就可以通过楼梯上到地面。
京张高铁通车后，飞驰而过的列车会不会对周边产生干扰？高始军告诉记者，在经过清华大学东门后，线路逐渐抬升，为了不影响周边环境，线路在隧道出口处设计了全封闭声屏障，今后列车运行到这里时，就如同进入隧道里面一样，可以起到降噪的作用。
本报记者 李博 制图 王金辉
照片除署名外均为中铁十四局及北京铁路局供图
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