京张高铁明年底全线通车 揭秘最难挖的隧道和埋深地下的高铁站

　　导语：备受关注的京张高铁、京沈高铁目前正在加紧建设，预计今年年底京沈高铁沈阳至承德段将建成通车，明年底京张高铁将全线通车。通车后，从北京到张家口将仅需1小时。

　　探秘京张高铁第一长隧：施工遭遇神秘水系 工人感叹10年来最难

京张高铁线路图

　　打开地图，总长220多公里的京张高铁在抵达张家口市下花园北站后一分为二，向西北直达张家口的是京张高铁主线，向东北通向崇礼的就是52公里长的崇礼支线。

　　崇礼境内80%被山地覆盖。绵延的高山加上低温天气，让这里成为知名滑雪胜地和2022年北京冬奥会主赛场，却让经历丰富的高铁建设者吃尽苦头。

　　在崇礼支线正盘台隧道，中铁隧道局集团建设者已苦战一年多。诞生于2亿年前的火山岩、藏在山里的神秘水系以及创纪录的28个月工期，共同考验着这家隧道工程“老字号”的实力，也刷新着人们对京张高铁建设难度的认知。

　　打隧道10年，这是最难的一座

　　正盘台隧道位于张家口宣化区和崇礼区交界处的大山里，全长12.974公里，是崇礼支线和京张高铁全线第一长隧。

正盘台隧道入口

　　2017年底，这座隧道在京张高铁施工一线突然“走红”。但是让它“走红”的并非工程长度，而是难度。“那里的情况非常恼火。”提及这座隧道，人们经常这样感叹。

　　到底有多恼火？记者日前走进隧道一探究竟。

正盘台隧道1号斜井

　　在张家口宣化区赵川镇正盘台村，一个小山坡被挖开一个6米多高的洞口，上面写着“正盘台隧道1#斜井”几个字，斜井旁的铁皮房里摆满了长筒雨靴。

隧道内部水流汹涌，犹如暗河

工人在安装拱架

　　换上雨靴走进斜井，好像走进一条地下暗河，河水翻着浪花奔涌而出。在暗河源头——斜井掌子面上，几股瀑布一般的大水从洞顶岩缝里直泻而下，现场犹如下着倾盆暴雨。在止水带遮挡下，4名穿着雨衣的工人正吃力地焊接钢拱架，焊花照亮了他们潮湿的脸庞。记者手脚并用爬上掌子面，却不得不放弃采访——水声太大根本无法对话。

　　在与1号斜井掌子面相隔仅几十米远的平导内，30岁的孔令华正在掌子面上钻孔打眼。这里水势稍小，采访得以勉强进行。

孔令华的工友在检查钻孔情况

　　孔令华大声说，自己来自云南昭通，这是打隧道10年来最难打的一座，“每天全身湿透，没有一点干的地方，一天进度只有一两米。”

　　半年掘进100多米，每天只睡三四个小时

　　“去年7月以来几乎天天这样涌水。”中铁隧道局集团京张高铁崇礼支线项目部进口分部党支部书记何志洪说，正盘台隧道日均涌水量为14万方，目前累计涌水量已达6000万方，相当于5个西湖的水量，“开工以来，1、2号斜井均发生过淹井。2017年10月12日，不到10个小时，895米长的2号斜井就被淹了700多米，一个月后才恢复施工。目前，隧道里共有45台大型抽水机，每月光电费就200多万元。”

技术人员查看地质情况

　　涌水并不是唯一难题。项目部副经理黄伟告诉记者，隧道穿越侏罗系地层，岩体破碎、岩层多样，导致工序不断变换：头一茬炮是花岗岩，岩性坚硬完整，使用三臂凿岩台车进行全断面开挖，一天能掘进八九米；下一茬炮可能就变成火山岩，这种岩石形成于2亿年前，稳定性差，一碰就碎，大多得靠人工分步开挖，一天只能挖一两米。

　　最恼火时，一个掌子面一个月内变换了12次工序，半年只掘进100多米。进度缓慢导致很多人“压力山大”，每天只睡三四个小时。

　　项目部工程部部长朱成远曾连续60个小时没合眼，“忙完后从下午6点一觉睡到第二天早上7点，那是我睡得最香的一次。”

　　2个月增加1000人，精兵强将云集正盘台

　　正盘台隧道开工时，项目部人员总数约为1500。如今，这个数字猛增到2600。

　　对于有着40年历史的中铁隧道局集团而言，最大难关不是涌水和岩体破碎，而是工期。为确保京张高铁在2022年北京冬奥会前开通，这座隧道须在2018年11月打通，总工期只有28个月，将创下近年来同类隧道工期新纪录。

　　日历翻到2017年11月，工期仅剩1年时，隧道进度只有2254米。压力层层传导到中铁隧道局集团公司领导。他们来现场考察后决定举全局之力，不惜代价按期打通正盘台隧道。

　　经过领导研究和专家会诊，加强资源配置、增加掘进作业面成为共识。很快，他们在已有4个斜井的基础上增设平导和支洞，支洞里还开挖了泄水洞，使掘进面由14增加至38个。“洞内有洞”的格局，让正盘台隧道施工平面图看起来像一张蜘蛛网。

隧道内的泄水洞

　　为实现38个掘进面同步施工，今年3月起，中铁隧道局集团大举增兵正盘台隧道。“公司从事过铁路建设的精兵强将都来了。”被调来担任项目经理的中铁隧道局集团二处有限公司副总经理戴润军说。

三臂凿岩台车正在快速开挖

　　与此同时，公司投资3亿多元配备9条机械化作业生产线，实现全机械化配套施工。液压沟槽衬砌台车、自动智能蒸养台车、全液压三臂凿岩台车、超前地质钻机……除盾构机外，世界一流的隧道施工装备这里几乎都有。

　　大块头有大智慧，智能技术打造中国名片

　　京张高铁是世界上首次全线采用智能技术建造的高速铁路。“智能建造”是什么样子？到正盘台隧道走一趟，你就会知道。

技术人员在操作超前地质钻机

　　在隧道深处，超前地质钻机像一位专业地质预报员，长长的“鼻子”穿透岩壁，精准探明前方十几米处围岩和含水情况；自动智能蒸养台车不仅对混凝土进行蒸汽养护，还自动生成温度曲线、报表，自动控制温度、湿度，提升混凝土强度；还有智能衬砌模板台车、智能防水板台车……个个都是“大块头有大智慧”。

隧道施工可视化信息系统

　　在整个项目部，从监控量测系统到三维激光扫描系统，BIM、互联网+、大数据等技术广泛应用，隧道施工实现了形象化、多元化、信息化管控，精细管理从纸上走向现实。

　　“京张高铁是奥运工程和国家名片，工程质量必须经得起全世界目光的检验。”开工以来，项目部员工胸怀政治责任感，严格落实中国铁路总公司“精品工程、智能京张”理念和《京张高铁精品工程指导意见》，推行班组长责任制，并执行中铁隧道局集团《铁路隧道衬砌工装工艺十条卡控红线》，用比“国标”更严的标准一寸一寸卡控施工质量。

　　精兵强将+全机械化+智能建造，显著提升隧道施工效率。截至5月20日，正盘台隧道累计掘进6327米，正以日均40米的速度延伸。在与复杂地质的较量中，人类再次占据上风。项目部上下斗志昂扬，有信心按期打通隧道。

　　按照计划，京张高铁将在2019年全线开通，3年后，冬奥会将盛大开幕。

　　“那时，来自全球的旅客坐高铁只需3分钟就能通过这座隧道，也许很少有人知道我们在这里苦战了28个月，但是想到能为奥运工程做贡献，我们觉得一切都是值得的。”戴润军说。

正盘台隧道沙盘模型

　　新闻档案

　　京张高铁崇礼支线位于河北省张家口市，南起京张高铁下花园北站，途经下花园区、宣化区、赤城县、北迄崇礼县太子城奥运村，大致呈南北走向，北端预留向崇礼县延伸条件。

　　正盘台隧道全长12.974公里，属单洞双线隧道，是京张高铁及崇礼支线全线最长隧道，风险等级为一级，是全线重点控制性工程。

　　正盘台隧道四大难点

　　一是地质条件复杂。隧道穿越侏罗系上统张家口组多期喷发火山碎屑岩，岩层在各期有间断，造成正常岩体中分布有透镜状软弱夹层，地层相变大，岩性均匀性差，其软弱夹层分布具有不确定性。

　　二是涌水量大。隧道处于富水区，断面大、节理裂隙发育，存在突泥涌水、塌方、岩爆等安全风险。

　　三是隧道下穿古长城，爆破允许振速0.1厘米/秒，须采用爆破监测仪控制爆破振速以有效保护古长城结构安全。

　　四是隧道内存在两处井泉，须防止水土流失，环水保要求高，生态环境脆弱。

　　崇礼支线为2022年北京冬奥会崇礼赛场配套工程，项目施工过程严格执行机械化、信息化、专业化、工厂化要求，全力建设精品工程、打造智能京张。

　　八达岭长城地下102米有一座世界最深的高铁站

　　在世界文化遗产八达岭长城核心区和老京张铁路下方，一处震撼世界的工程正在悄然推进。地下102米处，正在崛起的京张高铁长城站连接北京与张家口，不仅是2022年北京冬奥会的重要交通设施之一，也是京包兰快速客运通道的重要组成部分，连接西北和华北。

　　记者近日走进施工现场，揭秘这座特别的地下高铁站。

　　八达岭长城地下102米，发生着你不知道的巨变！

(图：长城下高铁站模拟图)

　　站在中铁五局八达岭隧道二号斜井工地的位置，可以清晰地看到对面山头八达岭长城的烽火台。工地门外，老京张铁路的一个小站静静地卧在山坡上，偶尔一列只有很少几节车厢的列车驶过，拉慢了时光。

(图：建设中的京张高铁八达岭长城站)

　　这片静谧之下，要建成总长470米，地下建筑面积3.6万平米，轨面位于地下102米的一座高铁站。

　　【为什么要建这么深？】

　　中铁设计咨询集团京张高铁八达岭长城站总设计师吕刚：车站选址是综合考虑了服务延庆、服务冬奥、服务八达岭景区和保护青龙桥车站、八达岭长城等多方面需要，埋深之所以大，是为了保护我国近代工业的象征——青龙桥车站人字形线路的需要。

　　【高铁站分为上下三层】从下至上第一层是站台层，第二层是进站通道，第三层是出站通道及设备层。

　　【乘客如何乘车？】从地面站房通过电梯下降62米到达站台层。

(图：乘客换乘通道)

　　绿色亮灯的部分便是乘客进站、出站的通道。可以看出，这个高铁站中进出站通道是分离的。

(图：红色管道为求生通道)

　　【能否保证安全？】上图中通体红色的管状廊道，现在是施工通道，未来将形成立体环形求生通道，乘客在车站的任何位置都可以在50米之内到达求生通道。

(图：4根竖直管道为通风井)

　　【地下如何换气？】上图可以看出，车站第三层中央有4个通风井，新鲜空气可以从这里进去。

　　【抗震性能如何？】中铁五局京张项目部八达岭隧道二号斜井技术主管许琪告诉记者，整个隧道按照高标准抗震设防要求设计，抵抗烈度为8度的地震是没问题的。

　　特别的地下高铁站背后有多少挑战！

　　【掌子面比篮球场大】从二号斜井一路下行，有一处宽阔的掌子面。这是一段暗挖隧道，跨度32.7米，高度19.5米，整个面积比一个标准篮球场还大。施工跨度大再加上隧道穿越军都山，地形起伏较大，无法采用盾构掘进机，只能采取爆破工法。

(图：多洞穴施工现场)

　　【施工现场像迷宫】高铁八达岭长城站地下建筑面积36143平方米，车站内各类洞室共78个，断面型式多达88种，交叉节点密集，结构异常复杂，施工难度非常大。

(图：花岗岩山体)

　　【地质条件复杂，步步惊心】同时，长城站需要通过花岗杂岩地层，岩性种类多，成分变化大，风化差异明显，地质条件也非常复杂。

　　【地下交通调度也是挑战】施工高峰期13个工作面在逼仄的地下同时作业。仅2号斜井，就设置8条分通道，地下物流、交通等组织也是个挑战。

　　【爆破难度大】地上有世界文化遗产、还有老京张铁路，施工中需要严格控制爆破对山体的影响。此外，地下洞室密集，爆破还不能造成相邻洞室围岩松动、支护变形等，难度非常大。

　　【每天排水相当于10个泳池】地下施工最怕碰到暗河或地下水，不仅会淹没机器设备，还可能影响人身安全。八达岭隧道施工区域每天正常涌水量近1.9万立方米，相当于一天要抽干10个标准8道游泳池的蓄水量。

　　“没有金刚钻不揽瓷器活”，中国技术再升级！

(图：品字施工法)

　　【创新“品”字工法】京张项目总工程师罗都颢说，长城站隧道采用大跨度设计，如果用传统的“挪威法”，步骤比较多，施工时间也较长。专家们经过钻研，提出“品字形”施工工法，既可以安全快速施工，也方便大型机械展开。

　　【电子雷管爆破】使用电子雷管精细化分段，逐孔起爆，能将振速控制在安全范围内，保护文物也确保施工质量。2016年3月开工以来，这里已经爆破了4500多次。

(图：智能交通系统)

　　【信息技术提高效率】三年内建成一座地下102米的大型高铁车站，工期紧、任务重。施工单位运用BIM技术、人车定位系统、智通交通指挥系统等，提高了作业和管理效率。

(图：施工现场)

　　目前，京沈高铁河北段已经完成铺轨，承德南站至平泉北站间轨道线路及其相关配套设备设施、站房工程进入轨道精调、安装调试等关键工程冲刺阶段。京沈高铁预计2018年9月1日开始联调联试，今年年底前从沈阳至承德间开通运营。以此为标志，河北承德将正式进入高铁时代。

（据新华视点、中国铁道网、燕赵晚报综合）