穿山 【京张高铁】穿山钻地勇往直前

编者按100多年前，中国人自己设计建造的第一条铁路——京张铁路开通运营；100多年后，2022年北京冬奥会的重要交通配套设施——京张高铁正在建设中。一条代表中国高铁建设水平的铁路正在崛起。

本刊今日出版《京张高铁(隧道)系列报道之一》，介绍京张高铁-新八达岭隧道和清华校园隧道的控制工程，展示这两个隧道建设中的重点和难点，并结合隧道专家的采访，让大家对我国高速铁路隧道的建设有更多的了解。

隧道两次穿越八达岭长城，位于隧道内的八达岭长城站是最大的难点

新八达岭隧道的深度和跨度

■本刊记者李晓彤本刊记者谢崇智陈超

新八达岭隧道明挖段施工现场。李晓雨的照片

新八达岭隧道2号斜井正洞面及仰拱施工现场。

六月的北京，阳光灿烂。古老的燕山山脉起伏不定，散发着全新的风格。

紧挨着100多年前由“中国铁路之父”詹天佑修建的京九铁路，京九高铁已经运营了15个月。这是一段深刻的历史对话。

在长城脚下，新的八达岭隧道注定会成为公众关注的焦点。

这是一种荣誉，也是一种责任。

长城下的古迹保护两次被提上日程

雄关自然灾害腹地开山修路不是一件容易的事。如何保护长城这一重要历史文物，无疑是京张高铁建设中的一个关键问题。

2016年3月，京张高铁开工建设。全长12.01公里的新八达岭隧道是京张高速铁路的重点工程和控制性工程。本项目由中铁五局集团京张高铁三标项目部承担。

6月17日，记者走进正在建设中的新八达岭隧道。项目部经理姜思告诉记者:“新八达岭隧道穿越八达岭长城世界文化遗产核心区。沿线有居庸关长城、水关长城、八达岭长城等国家级旅游景点。这里有很多民族文物。”

项目部采用预应力锚固技术，增强软弱岩层的稳定性，避免岩层分层或错位现象。他们还使用电子雷管来减少振动，并将爆破振动的振幅和分贝降至最低。施工队专门成立了一个监测小组，将爆破振动速度作为要求项目之一。一系列新技术措施的应用，减少了施工对山体的扰动，最大限度地保护了文物和设施。

一批创新重点隧道建设进展顺利

新八达岭隧道与水关平行穿越长城，两次穿越八达岭长城，一次穿越京张铁路青龙大桥站，一次穿越八达岭附近的石佛寺村。

周末和法定节假日，游览长城的游客很多，进入景区的道路严重拥堵。新八达岭隧道入口、1号斜井入口、2号斜井入口均位于长城景区内，施工车辆出入经常受阻，难以组织物流。

每个困难都摆在建设者面前。正在隧道内施工的八达岭长城站是我国埋深最大、提升高度最大的地下车站。车站隧道大跨度过渡段开挖断面大，最大跨度32.7米，开挖断面494.4平方米，施工工艺复杂；大断面开挖穿越断层破碎带和风化槽，施工难度大。

相反，一系列困难激发了项目部员工的创新和攻关热情。项目部总工程师罗告诉记者，项目部成立了科技攻关小组，多次召开专题会议，认真研究施工工艺和方法，制定了科学的施工方案。

在技术思路和措施上，项目部采用预应力锚杆、预应力锚索、网格网和多层成组喷射混凝土组成的主动支护体系，形成刚性和柔性多重保护的围岩自承重支护结构。对于大跨度过渡段，他们提出了“DFHZ法”，即“超前顶洞、分层开挖、预留核心、锁定关键点”的新开挖方法，分13步完成开挖，实现了超大断面隧道的安全快速施工。

在施工技术和组织上，项目部采用永久和临时相结合的立体多通道辅助隧道网络，采用基于人机定位系统的先进组织管理，实现全方位多通道安全快速运行；采用先进的精密微损伤控制爆破技术，消除工程建设对文物和环境的不利影响。

在新材料、新设备的应用中，项目部采用纳米喷射混凝土增强初期支护强度，采用高性能混凝土保证大跨度过渡段的浇筑质量；采用大断面变截面台车实现9段大跨度过渡段的施工，隧道内台车、预应力锚杆等新机采用拱架安装。

在信息技术方面，项目部采用BIM技术、人机定位系统、智通交通指挥系统等技术，实现多工作面隧道施工管理创新，为智能京张建设奠定基础。

2016年11月21日，新八达岭隧道1号斜井与正洞连接。2017年3月8日，大跨度过渡段“DFHZ法”第一步顺利完成，为后续12步开挖施工打下坚实基础；5月10日，2号斜井完成开挖，进入主孔；6月12日，2号斜井和8条辅助通道均与长城站连通。

目前，隧道进口端已开挖900多米，出口端已开挖700多米，1号斜井正洞已开挖600多米，2号斜井正洞已开挖800多米，正洞6个工作面已开挖3000多米。

许多树木组成一个森林工匠小组来支持这个大的国家项目

从新八达岭隧道入口到出口，从1号斜井到2号斜井，从8条辅助通道到大跨度过渡段，从地下隧道到381米明挖隧道，项目部很多工作面都在紧张推进施工。记者走到哪里，不仅能听到机器的轰鸣声，还能看到许多员工并肩作战、挥汗如雨的感人场景。

肩负隧道建设重任的年轻人大多是“80后”、“90后”。项目部经理姜思和党委书记贾幼文都是“70后”，年纪稍大，身后主要管理岗位的年轻人几乎都是。大家总是忙忙碌碌，精力充沛，在施工中脱颖而出。他们是岗位上的钉子和工匠，都是支柱，共同支撑着国家的大工程。

在新八达岭隧道的进口面，记者看到29岁的架子队队长高菲在三臂凿岩台车旁边观察掌子面围岩的变化。他说:“目前我每天都要上课，严格掌握流程循环时间，保证每个流程在规定时间内完成。”

在大跨度过渡段左首的凿岩台车前，记者与现场的项目部常务副经理段进行了交谈。段，33岁，去年4月来到项目部，负责整个项目部的建设和生产。每天开车到每个工作面解决问题，需要在每个工作点之间来回穿梭。他每天至少走10公里，在隧道里走了一年多的路加起来有5000多公里。

交谈中，仿佛电影《变形金刚》中的场景出现在隧道里，三臂凿岩台车从身体侧面慢慢伸出三条长长的机械臂，到达工作面的预定位置后，三个机械手完成了在坚硬岩壁上的钻孔作业。

出了一号斜井，夕阳照在洞口，光影辉煌。几个员工下班刚走出洞口。他们越来越近，身材越来越大。那些安全帽在夜晚的灯光下闪闪发光。

隧道穿过4条地铁、6条重要城市道路和73条重要市政管道

清华校园隧道的准确性和稳定性

■通讯员刘福昌马宇

工程技术人员在为清华校园隧道服务的盾构机“天佑”前合影。刘福昌

6月19日，北京还在高温中。在北京市海淀区京张高速铁路清华校区隧道现场，3号盾构机始发井施工已接近尾声，即将迎来“天佑”盾构机的现场组装和始发。

就在三天前，开挖直径12.64米的泥水平衡盾构机“天佑”在广州海瑞科隧道机械厂顺利下线，开始工厂验收。

清华校园隧道为全线控制工程，位于海淀区，全长6020米。是北京市核心区第一条由高速铁路大直径盾构机开挖的隧道。隧道穿越4条地铁、6条重要城市道路和73条重要地下市政管线。它是位于城市地区的国家铁路单孔双线大直径盾构高风险隧道，地层最复杂，建筑物最重要。

隧道施工对周围环境的影响如何控制？

中铁十四局集团京张高铁一项目部盾构机负责人赵斌说:“在长株潭城际铁路树木岭隧道的施工中，盾构机已经穿越京广铁路10次，地面沉降小于2 mm，我们要穿越城市地下的技术已经非常成熟。我们有信心盾构机能够“准确”“稳定”通过北京地区

盾构施工是一种完全机械化的施工方法。隧道开挖、开挖、衬砌组装等全过程自动化。开挖和管片组装同步进行。掘进速度快，安全高效。不影响地面运输、地下管线等设施。可以减少繁华城市地面建筑的拆除，具有很大的经济优势。

清华校园隧道是一条设计使用年限为100年的单洞双线隧道。隧道内径设计为11.1米，外径为12.2米，管片厚度为55厘米，环宽为2米。

清华校园隧道地质水文条件复杂，水压大，全断面卵石地层长达1800米，刀具磨损严重。

在盾构机制造过程中，项目部组织召开了盾构设计联络会，对盾构机进行设计和改造。特制的“天佑”盾构机耐压指数为8个大气压，具有岩石破碎机、常压换刀等先进功能。排浆管的吸入口加强了防冲刷防滞排，得到了专家的一致认可。操作更加安全方便，将设备损耗降到最低，大大节省工期。

“科学可行，绿色安全。”赵斌表示，清华校园隧道的建设标准和难度高于以往任何一次建设。在编制方案的过程中，他们集中了长江、黄河、城市盾构施工的成熟经验，认真分析判断，得到了权威专家的肯定。他们还建立了一套施工账户，以确保每项工作的严格执行。

如何“消化”市中心大断面长距离盾构隧道产生的大量渣土和废泥？按单机一天行驶20米计算，项目一天产生废渣2653立方米，废泥浆2000立方米。工地周围高校多，运渣土很难运出去。

一标项目部在原清华公园站建立了多个弃浆池，投资建设了两套泥水分离设备和4套压滤设备。隧道施工产生的渣土采用泥水分离，加工产生的泥饼外运，水过滤后回用，环保节能。他们还投资100多万元为泥水分离设备建造隔音室，以减少噪音污染。

“项目部计划为清华校园隧道争取高水平的奖项。要实现这个目标，每个细节都必须在施工中毫不妥协地实施。”项目负责人赵海涛介绍说，他们最近采购了一批数控钢筋加工设备，这样整个施工环节都是现代化设备。

设备技术有保障，质量有保障。在提高效率的同时，保证所有分项工程都是精品。

国际隧道协会副主席阎锦秀:

我为中国的铁路隧道技术感到骄傲

■本报记者唐

颜锦秀现任国际隧道协会副主席，中国铁路科学研究院副总经理，享受国务院政府特殊津贴的专家。她对国内外隧道工程技术的现状和发展方向、长大复杂山岭隧道的设计与施工技术、水下隧道的设计与施工技术进行了深入的研究。

我国铁路隧道技术处于国际先进水平

记者:您好，听说您刚从挪威考察归来。这次考察了哪些项目，出国有哪些任务，有什么收获？

颜锦秀:我去挪威参加2017年世界隧道大会和国际隧道协会第43届成员国大会。我不仅与来自世界各地的隧道专家进行了广泛的交流，还借此机会与挪威隧道专家就“挪威法”进行了更深入的探讨。挪威地质以坚硬岩石为主，挪威工程师充分发挥坚硬岩石的特点，利用锚喷支护作为永久衬砌，既节约了工程成本，又方便了隧道的运营和维护。

记者:除了挪威，世界上还有哪些国家的隧道施工技术比较先进，有哪些好的做法？

颜锦秀:挪威是世界上一个强大的隧道国家。虽然是个小国，但是隧道很多，尤其是水工隧道和公路隧道，形成了独特的“挪威法”。世界上最长的公路隧道是24.5公里长的拉达隧道，1995年3月建于挪威，2000年11月27日正式通车。这个记录一直保持到现在。此外，挪威还修建了大量海底隧道，其中最深的一条在海平面以下223米。

除挪威外，世界上隧道技术先进的国家有英国、法国、瑞士、奥地利、意大利、德国、日本等。

记者:除了国外，您长期致力于我国铁路隧道工程的科研和攻关，经历了我国铁路隧道施工技术的发展。能否谈谈我国铁路隧道工程领域的发展变化，我国铁路隧道建设在国际上处于什么水平？

颜锦秀:自从20世纪80年代恒光铁路大瑶山隧道建设以来，特别是21世纪以来，中国的铁路隧道技术进步很快，中国已经成为世界上铁路隧道数量最多的国家。我国在特长铁路隧道、各种复杂地质隧道和高速铁路隧道的科研、设计和施工方面积累了丰富的经验，得到了国际同行的认可。去年11月在新加坡举行的2016年国际隧道协会年度颁奖大会上，我国32公里长的新官角特长铁路隧道荣获2016年国际隧道协会重大隧道工程奖，这是国际隧道协会年度奖项中最重的奖项。我国铁路隧道施工技术总体上处于国际先进水平。

新八达岭隧道开创了国内外的先例

记者:目前，2022年北京冬奥会的配套工程——京张高铁正在建设中。这条线上还有许多隧道，尤其是新八达岭隧道和清华校园隧道。你参观过或者了解过吗？

颜锦秀:我参加了新八达岭隧道的技术会议，参观了施工现场，了解了一些情况。

记者:新八达岭隧道除了要穿越多个断裂带，还要穿越长城世界文化遗产核心区八达岭长城等国家级旅游景点，还有很多国宝。这样的隧道工程施工存在哪些技术问题，国内外有没有先例？

颜锦秀:新八达岭隧道最大的难点是位于隧道内的八达岭长城站，除了要经过几个断裂带等国家旅游景点。车站地下洞室数量多，洞室复杂，交叉节点密集。它是目前中国地下洞室最大、最复杂的车站，也是世界上最大的地下火车站。国内外都没有类似的先例。地下车站的主要技术问题包括大断面隧道的分步开挖、大断面隧道围岩的支护与稳定、隧道群的设计与施工等。中铁股份公司对此项目非常重视，已列了一个项目组织相关单位进行科研。

记者:通常铁路穿越山区只需要修建隧道，但清华校园隧道是在市区修建的。这种设计有什么优点，会带来什么技术问题？

阎锦秀:清华校园隧道位于市区。它必须穿过一系列重要的道路和建筑。难点在于控制施工对周围环境的影响。设计中采用大断面泥水盾构，有利于控制施工沉降或隆起。施工中加强监控量测，及时反馈信息，调整施工参数是确保施工安全的重要措施。

当火车穿过它建造的隧道时，感觉特别亲切。

记者:你平时出差都坐火车吗？火车通过隧道，特别是涉及科研或攻关时，你是什么感受？作为一个隧道专家，也是国内很多隧道工程建设的参与者，你有什么想对读者说的？

颜锦秀:我坐火车穿过我参加的隧道的时候，感觉很亲切，参加隧道调研的场景很生动。隧道工程很难，尤其是地质复杂的隧道，建设者们付出了很大的努力。现在中国的铁路建设取得了很大的进步，每个人都可以享受到优质便捷的铁路运输。我们真的应该感谢这些铁路建设者和隧道建设者的努力！

记者:感谢您的采访和分享您的个人感受。祝你工作愉快。

颜锦秀:不客气。这是我应该做的。我为中国铁路隧道技术的发展感到骄傲。