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“零沉降”下穿10号线 京张高铁清华园隧道开始冲刺

2019-04-17 13:42 北京晚报 TF011

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。

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。 记者 程功摄

“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。

隧道内施工人员加紧施工,为下月铺轨做准备。

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。

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”。

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。

隧道开通后两列高铁列车可以在洞内交错行驶。

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。

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。

 

 

来源:北京晚报 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

流程编辑:tf011

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