編者按100多年前，中國人自己設(shè)計建造的第一條鐵路——京張鐵路開通運營；100多年后，2022年北京冬奧會的重要交通配套設(shè)施——京張高鐵正在建設(shè)中。一條代表中國高鐵建設(shè)水平的鐵路正在崛起。

本刊今日出版《京張高鐵(隧道)系列報道之一》，介紹京張高鐵-新八達(dá)嶺隧道和清華校園隧道的控制工程，展示這兩個隧道建設(shè)中的重點和難點，并結(jié)合隧道專家的采訪，讓大家對我國高速鐵路隧道的建設(shè)有更多的了解。

隧道兩次穿越八達(dá)嶺長城，位于隧道內(nèi)的八達(dá)嶺長城站是最大的難點

新八達(dá)嶺隧道的深度和跨度

■本刊記者李曉彤本刊記者謝崇智陳超

新八達(dá)嶺隧道明挖段施工現(xiàn)場。李曉雨的照片

新八達(dá)嶺隧道2號斜井正洞面及仰拱施工現(xiàn)場。

六月的北京，陽光燦爛。古老的燕山山脈起伏不定，散發(fā)著全新的風(fēng)格。

緊挨著100多年前由“中國鐵路之父”詹天佑修建的京九鐵路，京九高鐵已經(jīng)運營了15個月。這是一段深刻的歷史對話。

在長城腳下，新的八達(dá)嶺隧道注定會成為公眾關(guān)注的焦點。

這是一種榮譽，也是一種責(zé)任。

長城下的古跡保護(hù)兩次被提上日程

雄關(guān)自然災(zāi)害腹地開山修路不是一件容易的事。如何保護(hù)長城這一重要歷史文物，無疑是京張高鐵建設(shè)中的一個關(guān)鍵問題。

2016年3月，京張高鐵開工建設(shè)。全長12.01公里的新八達(dá)嶺隧道是京張高速鐵路的重點工程和控制性工程。本項目由中鐵五局集團(tuán)京張高鐵三標(biāo)項目部承擔(dān)。

6月17日，記者走進(jìn)正在建設(shè)中的新八達(dá)嶺隧道。項目部經(jīng)理姜思告訴記者:“新八達(dá)嶺隧道穿越八達(dá)嶺長城世界文化遺產(chǎn)核心區(qū)。沿線有居庸關(guān)長城、水關(guān)長城、八達(dá)嶺長城等國家級旅游景點。這里有很多民族文物。”

項目部采用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)，增強軟弱巖層的穩(wěn)定性，避免巖層分層或錯位現(xiàn)象。他們還使用電子雷管來減少振動，并將爆破振動的振幅和分貝降至最低。施工隊專門成立了一個監(jiān)測小組，將爆破振動速度作為要求項目之一。一系列新技術(shù)措施的應(yīng)用，減少了施工對山體的擾動，最大限度地保護(hù)了文物和設(shè)施。

一批創(chuàng)新重點隧道建設(shè)進(jìn)展順利

新八達(dá)嶺隧道與水關(guān)平行穿越長城，兩次穿越八達(dá)嶺長城，一次穿越京張鐵路青龍大橋站，一次穿越八達(dá)嶺附近的石佛寺村。

周末和法定節(jié)假日，游覽長城的游客很多，進(jìn)入景區(qū)的道路嚴(yán)重?fù)矶?。新八達(dá)嶺隧道入口、1號斜井入口、2號斜井入口均位于長城景區(qū)內(nèi)，施工車輛出入經(jīng)常受阻，難以組織物流。

每個困難都擺在建設(shè)者面前。正在隧道內(nèi)施工的八達(dá)嶺長城站是我國埋深最大、提升高度最大的地下車站。車站隧道大跨度過渡段開挖斷面大，最大跨度32.7米，開挖斷面494.4平方米，施工工藝復(fù)雜；大斷面開挖穿越斷層破碎帶和風(fēng)化槽，施工難度大。

相反，一系列困難激發(fā)了項目部員工的創(chuàng)新和攻關(guān)熱情。項目部總工程師羅告訴記者，項目部成立了科技攻關(guān)小組，多次召開專題會議，認(rèn)真研究施工工藝和方法，制定了科學(xué)的施工方案。

在技術(shù)思路和措施上，項目部采用預(yù)應(yīng)力錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、網(wǎng)格網(wǎng)和多層成組噴射混凝土組成的主動支護(hù)體系，形成剛性和柔性多重保護(hù)的圍巖自承重支護(hù)結(jié)構(gòu)。對于大跨度過渡段，他們提出了“DFHZ法”，即“超前頂洞、分層開挖、預(yù)留核心、鎖定關(guān)鍵點”的新開挖方法，分13步完成開挖，實現(xiàn)了超大斷面隧道的安全快速施工。

在施工技術(shù)和組織上，項目部采用永久和臨時相結(jié)合的立體多通道輔助隧道網(wǎng)絡(luò)，采用基于人機定位系統(tǒng)的先進(jìn)組織管理，實現(xiàn)全方位多通道安全快速運行；采用先進(jìn)的精密微損傷控制爆破技術(shù)，消除工程建設(shè)對文物和環(huán)境的不利影響。

在新材料、新設(shè)備的應(yīng)用中，項目部采用納米噴射混凝土增強初期支護(hù)強度，采用高性能混凝土保證大跨度過渡段的澆筑質(zhì)量；采用大斷面變截面臺車實現(xiàn)9段大跨度過渡段的施工，隧道內(nèi)臺車、預(yù)應(yīng)力錨桿等新機采用拱架安裝。

在信息技術(shù)方面，項目部采用BIM技術(shù)、人機定位系統(tǒng)、智通交通指揮系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)多工作面隧道施工管理創(chuàng)新，為智能京張建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

2016年11月21日，新八達(dá)嶺隧道1號斜井與正洞連接。2017年3月8日，大跨度過渡段“DFHZ法”第一步順利完成，為后續(xù)12步開挖施工打下堅實基礎(chǔ)；5月10日，2號斜井完成開挖，進(jìn)入主孔；6月12日，2號斜井和8條輔助通道均與長城站連通。

目前，隧道進(jìn)口端已開挖900多米，出口端已開挖700多米，1號斜井正洞已開挖600多米，2號斜井正洞已開挖800多米，正洞6個工作面已開挖3000多米。

許多樹木組成一個森林工匠小組來支持這個大的國家項目

從新八達(dá)嶺隧道入口到出口，從1號斜井到2號斜井，從8條輔助通道到大跨度過渡段，從地下隧道到381米明挖隧道，項目部很多工作面都在緊張推進(jìn)施工。記者走到哪里，不僅能聽到機器的轟鳴聲，還能看到許多員工并肩作戰(zhàn)、揮汗如雨的感人場景。

肩負(fù)隧道建設(shè)重任的年輕人大多是“80后”、“90后”。項目部經(jīng)理姜思和黨委書記賈幼文都是“70后”，年紀(jì)稍大，身后主要管理崗位的年輕人幾乎都是。大家總是忙忙碌碌，精力充沛，在施工中脫穎而出。他們是崗位上的釘子和工匠，都是支柱，共同支撐著國家的大工程。

在新八達(dá)嶺隧道的進(jìn)口面，記者看到29歲的架子隊隊長高菲在三臂鑿巖臺車旁邊觀察掌子面圍巖的變化。他說:“目前我每天都要上課，嚴(yán)格掌握流程循環(huán)時間，保證每個流程在規(guī)定時間內(nèi)完成?！?/p>

在大跨度過渡段左首的鑿巖臺車前，記者與現(xiàn)場的項目部常務(wù)副經(jīng)理段進(jìn)行了交談。段，33歲，去年4月來到項目部，負(fù)責(zé)整個項目部的建設(shè)和生產(chǎn)。每天開車到每個工作面解決問題，需要在每個工作點之間來回穿梭。他每天至少走10公里，在隧道里走了一年多的路加起來有5000多公里。

交談中，仿佛電影《變形金剛》中的場景出現(xiàn)在隧道里，三臂鑿巖臺車從身體側(cè)面慢慢伸出三條長長的機械臂，到達(dá)工作面的預(yù)定位置后，三個機械手完成了在堅硬巖壁上的鉆孔作業(yè)。

出了一號斜井，夕陽照在洞口，光影輝煌。幾個員工下班剛走出洞口。他們越來越近，身材越來越大。那些安全帽在夜晚的燈光下閃閃發(fā)光。

隧道穿過4條地鐵、6條重要城市道路和73條重要市政管道

清華校園隧道的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性

■通訊員劉福昌馬宇

工程技術(shù)人員在為清華校園隧道服務(wù)的盾構(gòu)機“天佑”前合影。劉福昌

6月19日，北京還在高溫中。在北京市海淀區(qū)京張高速鐵路清華校區(qū)隧道現(xiàn)場，3號盾構(gòu)機始發(fā)井施工已接近尾聲，即將迎來“天佑”盾構(gòu)機的現(xiàn)場組裝和始發(fā)。

就在三天前，開挖直徑12.64米的泥水平衡盾構(gòu)機“天佑”在廣州海瑞科隧道機械廠順利下線，開始工廠驗收。

清華校園隧道為全線控制工程，位于海淀區(qū)，全長6020米。是北京市核心區(qū)第一條由高速鐵路大直徑盾構(gòu)機開挖的隧道。隧道穿越4條地鐵、6條重要城市道路和73條重要地下市政管線。它是位于城市地區(qū)的國家鐵路單孔雙線大直徑盾構(gòu)高風(fēng)險隧道，地層最復(fù)雜，建筑物最重要。

隧道施工對周圍環(huán)境的影響如何控制？

中鐵十四局集團(tuán)京張高鐵一項目部盾構(gòu)機負(fù)責(zé)人趙斌說:“在長株潭城際鐵路樹木嶺隧道的施工中，盾構(gòu)機已經(jīng)穿越京廣鐵路10次，地面沉降小于2 mm，我們要穿越城市地下的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。我們有信心盾構(gòu)機能夠“準(zhǔn)確”“穩(wěn)定”通過北京地區(qū)

盾構(gòu)施工是一種完全機械化的施工方法。隧道開挖、開挖、襯砌組裝等全過程自動化。開挖和管片組裝同步進(jìn)行。掘進(jìn)速度快，安全高效。不影響地面運輸、地下管線等設(shè)施?？梢詼p少繁華城市地面建筑的拆除，具有很大的經(jīng)濟優(yōu)勢。

清華校園隧道是一條設(shè)計使用年限為100年的單洞雙線隧道。隧道內(nèi)徑設(shè)計為11.1米，外徑為12.2米，管片厚度為55厘米，環(huán)寬為2米。

清華校園隧道地質(zhì)水文條件復(fù)雜，水壓大，全斷面卵石地層長達(dá)1800米，刀具磨損嚴(yán)重。

在盾構(gòu)機制造過程中，項目部組織召開了盾構(gòu)設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，對盾構(gòu)機進(jìn)行設(shè)計和改造。特制的“天佑”盾構(gòu)機耐壓指數(shù)為8個大氣壓，具有巖石破碎機、常壓換刀等先進(jìn)功能。排漿管的吸入口加強了防沖刷防滯排，得到了專家的一致認(rèn)可。操作更加安全方便，將設(shè)備損耗降到最低，大大節(jié)省工期。

“科學(xué)可行，綠色安全?！壁w斌表示，清華校園隧道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和難度高于以往任何一次建設(shè)。在編制方案的過程中，他們集中了長江、黃河、城市盾構(gòu)施工的成熟經(jīng)驗，認(rèn)真分析判斷，得到了權(quán)威專家的肯定。他們還建立了一套施工賬戶，以確保每項工作的嚴(yán)格執(zhí)行。

如何“消化”市中心大斷面長距離盾構(gòu)隧道產(chǎn)生的大量渣土和廢泥？按單機一天行駛20米計算，項目一天產(chǎn)生廢渣2653立方米，廢泥漿2000立方米。工地周圍高校多，運渣土很難運出去。

一標(biāo)項目部在原清華公園站建立了多個棄漿池，投資建設(shè)了兩套泥水分離設(shè)備和4套壓濾設(shè)備。隧道施工產(chǎn)生的渣土采用泥水分離，加工產(chǎn)生的泥餅外運，水過濾后回用，環(huán)保節(jié)能。他們還投資100多萬元為泥水分離設(shè)備建造隔音室，以減少噪音污染。

“項目部計劃為清華校園隧道爭取高水平的獎項。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，每個細(xì)節(jié)都必須在施工中毫不妥協(xié)地實施?！表椖控?fù)責(zé)人趙海濤介紹說，他們最近采購了一批數(shù)控鋼筋加工設(shè)備，這樣整個施工環(huán)節(jié)都是現(xiàn)代化設(shè)備。

設(shè)備技術(shù)有保障，質(zhì)量有保障。在提高效率的同時，保證所有分項工程都是精品。

國際隧道協(xié)會副主席閻錦秀:

我為中國的鐵路隧道技術(shù)感到驕傲

■本報記者唐

顏錦秀現(xiàn)任國際隧道協(xié)會副主席，中國鐵路科學(xué)研究院副總經(jīng)理，享受國務(wù)院政府特殊津貼的專家。她對國內(nèi)外隧道工程技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向、長大復(fù)雜山嶺隧道的設(shè)計與施工技術(shù)、水下隧道的設(shè)計與施工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。

我國鐵路隧道技術(shù)處于國際先進(jìn)水平

記者:您好，聽說您剛從挪威考察歸來。這次考察了哪些項目，出國有哪些任務(wù)，有什么收獲？

顏錦秀:我去挪威參加2017年世界隧道大會和國際隧道協(xié)會第43屆成員國大會。我不僅與來自世界各地的隧道專家進(jìn)行了廣泛的交流，還借此機會與挪威隧道專家就“挪威法”進(jìn)行了更深入的探討。挪威地質(zhì)以堅硬巖石為主，挪威工程師充分發(fā)揮堅硬巖石的特點，利用錨噴支護(hù)作為永久襯砌，既節(jié)約了工程成本，又方便了隧道的運營和維護(hù)。

記者:除了挪威，世界上還有哪些國家的隧道施工技術(shù)比較先進(jìn)，有哪些好的做法？

顏錦秀:挪威是世界上一個強大的隧道國家。雖然是個小國，但是隧道很多，尤其是水工隧道和公路隧道，形成了獨特的“挪威法”。世界上最長的公路隧道是24.5公里長的拉達(dá)隧道，1995年3月建于挪威，2000年11月27日正式通車。這個記錄一直保持到現(xiàn)在。此外，挪威還修建了大量海底隧道，其中最深的一條在海平面以下223米。

除挪威外，世界上隧道技術(shù)先進(jìn)的國家有英國、法國、瑞士、奧地利、意大利、德國、日本等。

記者:除了國外，您長期致力于我國鐵路隧道工程的科研和攻關(guān)，經(jīng)歷了我國鐵路隧道施工技術(shù)的發(fā)展。能否談?wù)勎覈F路隧道工程領(lǐng)域的發(fā)展變化，我國鐵路隧道建設(shè)在國際上處于什么水平？

顏錦秀:自從20世紀(jì)80年代恒光鐵路大瑤山隧道建設(shè)以來，特別是21世紀(jì)以來，中國的鐵路隧道技術(shù)進(jìn)步很快，中國已經(jīng)成為世界上鐵路隧道數(shù)量最多的國家。我國在特長鐵路隧道、各種復(fù)雜地質(zhì)隧道和高速鐵路隧道的科研、設(shè)計和施工方面積累了豐富的經(jīng)驗，得到了國際同行的認(rèn)可。去年11月在新加坡舉行的2016年國際隧道協(xié)會年度頒獎大會上，我國32公里長的新官角特長鐵路隧道榮獲2016年國際隧道協(xié)會重大隧道工程獎，這是國際隧道協(xié)會年度獎項中最重的獎項。我國鐵路隧道施工技術(shù)總體上處于國際先進(jìn)水平。

新八達(dá)嶺隧道開創(chuàng)了國內(nèi)外的先例

記者:目前，2022年北京冬奧會的配套工程——京張高鐵正在建設(shè)中。這條線上還有許多隧道，尤其是新八達(dá)嶺隧道和清華校園隧道。你參觀過或者了解過嗎？

顏錦秀:我參加了新八達(dá)嶺隧道的技術(shù)會議，參觀了施工現(xiàn)場，了解了一些情況。

記者:新八達(dá)嶺隧道除了要穿越多個斷裂帶，還要穿越長城世界文化遺產(chǎn)核心區(qū)八達(dá)嶺長城等國家級旅游景點，還有很多國寶。這樣的隧道工程施工存在哪些技術(shù)問題，國內(nèi)外有沒有先例？

顏錦秀:新八達(dá)嶺隧道最大的難點是位于隧道內(nèi)的八達(dá)嶺長城站，除了要經(jīng)過幾個斷裂帶等國家旅游景點。車站地下洞室數(shù)量多，洞室復(fù)雜，交叉節(jié)點密集。它是目前中國地下洞室最大、最復(fù)雜的車站，也是世界上最大的地下火車站。國內(nèi)外都沒有類似的先例。地下車站的主要技術(shù)問題包括大斷面隧道的分步開挖、大斷面隧道圍巖的支護(hù)與穩(wěn)定、隧道群的設(shè)計與施工等。中鐵股份公司對此項目非常重視，已列了一個項目組織相關(guān)單位進(jìn)行科研。

記者:通常鐵路穿越山區(qū)只需要修建隧道，但清華校園隧道是在市區(qū)修建的。這種設(shè)計有什么優(yōu)點，會帶來什么技術(shù)問題？

閻錦秀:清華校園隧道位于市區(qū)。它必須穿過一系列重要的道路和建筑。難點在于控制施工對周圍環(huán)境的影響。設(shè)計中采用大斷面泥水盾構(gòu)，有利于控制施工沉降或隆起。施工中加強監(jiān)控量測，及時反饋信息，調(diào)整施工參數(shù)是確保施工安全的重要措施。

當(dāng)火車穿過它建造的隧道時，感覺特別親切。

記者:你平時出差都坐火車嗎？火車通過隧道，特別是涉及科研或攻關(guān)時，你是什么感受？作為一個隧道專家，也是國內(nèi)很多隧道工程建設(shè)的參與者，你有什么想對讀者說的？

顏錦秀:我坐火車穿過我參加的隧道的時候，感覺很親切，參加隧道調(diào)研的場景很生動。隧道工程很難，尤其是地質(zhì)復(fù)雜的隧道，建設(shè)者們付出了很大的努力?，F(xiàn)在中國的鐵路建設(shè)取得了很大的進(jìn)步，每個人都可以享受到優(yōu)質(zhì)便捷的鐵路運輸。我們真的應(yīng)該感謝這些鐵路建設(shè)者和隧道建設(shè)者的努力！

記者:感謝您的采訪和分享您的個人感受。祝你工作愉快。

顏錦秀:不客氣。這是我應(yīng)該做的。我為中國鐵路隧道技術(shù)的發(fā)展感到驕傲。