揭秘京張高鐵三條極難隧道,條條都是硬骨頭!附隧道施工漫畫圖

了不起我的家 發佈 2020-01-05T03:44:39+00:00

摘要:京張高鐵正線全長174公里,支線崇禮鐵路全長53公里,在這兩條鐵路的建設中,曾有三條極難隧道擋在建設者的面前,今天,京張高鐵從隧道中飛馳而過,將曾經的難題遠遠拋在了身後。

摘要:京張高鐵正線全長174公里,支線崇禮鐵路全長53公里,在這兩條鐵路的建設中,曾有三條極難隧道擋在建設者的面前,今天,京張高鐵從隧道中飛馳而過,將曾經的難題遠遠拋在了身後。

110年前年,由詹天佑主持設計建成通車的京張鐵路,是中國人獨立自主修建的第一條鐵路,用「人」字形設計方案破解了巨大的施工難題。今天,新時代建設者踏著詹天佑的足跡,在京張高鐵的建設中,不斷刷新著新京張建設史上一個個不可能的紀錄。

京張高鐵正線全長174公里,支線崇禮鐵路全長53公里,在這兩條鐵路的建設中,曾有三條極難隧道擋在建設者的面前,今天,京張高鐵從隧道中飛馳而過,將曾經的難題遠遠拋在了身後。


清華園隧道

下穿城市核心區 腹中的微創手術


清華園隧道是京張高鐵的控制性工程,也是全線唯一採用盾構法施工的隧道,清華園隧道總長度6.02公里,沿老京張鐵路線掘進,從位於西直門的北京北站引出後,從學苑南路南側入地,依次穿越北三環、知春路、北四環、成府路、清華東路後,於五環內出地面。

隧道開挖難度極大,它與正在運營的地鐵13號線並行,施工中,它要以5.4米凈距下穿正在運營的地鐵10號線,最小凈距3.4米側穿地鐵13號線,最小凈距0.8米上跨地鐵15號線,更要穿越北三環等7條主要市政道路及88條重要市政管線。6公里的隧道如在北京城核心區的腹中做著精準的微創手術,它是目前北京市最大直徑的盾構隧道,也是目前國內少有的位於城市核心區,穿越地層複雜、重要建(構)築物眾多的高鐵單洞雙線大直徑高風險盾構隧道之一。

2017年11月6日,中鐵十四局承建的京張高鐵清華園隧道「天佑號」盾構機正式掘進。施工後每天以十幾米的掘進速度行進,施工中採用了全過程可視化監控平台,實現了盾構掘進過程中的數字化模擬、盾構施工引起的地層及鄰近建構築物實時預測預報技術、盾構隧道施工全過程的可視化動態管理技術。2018年11月20日清華園隧道在安全穿越北京市城市核心區後順利貫通。



新八達嶺隧道

三次穿越萬里長城 要求「零沉降」


八達嶺隧道全長12.01千米,為京張高鐵正線第一長隧。隧道地處不良地質帶,隧道圍岩條件差,存在湧水、突泥等風險,屬極高風險隧道。除了自人風險,建設中,隧道還要穿越世界文化遺產——八達嶺長城核心區域,一處並行水關長城,兩次下穿八達嶺長城。在下穿老京張鐵路百年老站青龍橋車站時,其與青龍橋火車站的最小埋深僅有4米。鑒於對文物的嚴格保護,要求施工地表「零沉降」。

面對這個幾乎不可能完成的任務,中鐵五局的建設者們在施工中運用各種新技術,攻堅克難。在大跨過渡段施工採用預應力錨杆、預應力錨索新施工,採用DFHZ開挖工法(即頂洞超前、分層下挖、核心預留、重點鎖定),還嘗試應用超大斷面變截面隧道二襯台車設計、複雜洞室群地下車站施工組織優化、通風,以及納米噴射混凝土等新技術,攻克了隧道淺埋、湧水、長大隧道通風等技術難關,三次安全順利穿過了長城。


崇禮正盤台隧道

通往冬奧鐵路線上的咽喉工程


正盤台隧道全長12.974公里,是崇禮鐵路上最長的隧道,是絕對的咽喉工程。隧道位於張家口市宣化區和崇禮區交界處的群山里,形成於2億年前的火山岩,在漫長的地質構造中被反覆擠壓、風化、侵蝕、水溶,變得極其破碎,岩性均勻性差。而且隧道還處於30‰的連續長大坡道內,且隧道下穿古長城,施工難度極大。

開挖後,正盤台隧道日均湧水量達到14萬立方米,累計湧水量達到6000萬立方米,相當於5個西湖的水量,隧道里45台大型抽水機不同的往外抽水,形成於2億年前的岩石,一碰就碎,大多得靠人工分步開挖,一天只能挖一兩米。正盤台隧道開工後,中國中鐵隧道局集團項目部人員總數約為1500人後來增加到了3000餘人,大舉增兵正盤台隧道後,配備了9條機械化作業生產線,實現全機械化配套施工,除盾構機外,世界一流的隧道施工裝備,這裡幾乎都有。超前地質鑽機可以精準探明前方十幾米處圍岩和含水情況;自動智能蒸養台車能自動生成溫度曲線、報表;自動控制溫度、濕度,提升混凝土強度;還有智能襯砌模板台車等。

2018年11月11日,崇禮鐵路正盤台隧道順利貫通。2022年北京冬奧會開幕時,旅客乘坐列車只需3分鐘便可穿越近13公里的正盤台隧道。

開挖施工

開挖施工主要介紹全電腦三臂鑿岩台車,用於隧道施工的超前預報鑽探、洞內管棚、開挖鑽孔、錨杆施工、輔助裝藥、斷面掃描以及數據傳送,是隧道開挖的排頭兵!


台車完成定位鑽孔及輔助裝炸藥等工序後

將進行爆破作業

爆破施工

爆破後,由挖掘機自卸汽車迅速清理現場。

拱架安裝

爆破後的圍岩極不穩定,必須安裝拱架來支撐隧道頂部的壓力。這事兒,全靠拱架安裝台車啦!

拱架安裝台車主要用於鋼架、網片、連接筋安裝;輔助檢查排險、欠挖處理、炸藥安裝及錨杆安裝。台車安全性高,人工強度低,作業時間短。

噴射混凝土

拱架安裝後,混凝土濕噴機械手就該出場了。它主要負責初期支護混凝土的初噴與復噴,即保證了施工安全,又為後續施工做好準備。

濕噴機械手噴砼效率是傳統濕噴機的6倍。同時,工作範圍大,無施工盲區,操作簡單、安全。

仰拱施工

自行式液壓仰拱棧橋,不僅可以保證大型機械和車量在洞內的正常行駛,同時可以進行隧道底部的仰拱開挖、支護、砼澆築及縱向止水帶定位等施工。

防水板、鋼筋施工

隧道施工中,暗河涌動,水流不斷。項目特製的防水板和鋼筋網片就變成了隧道頂部的保護膜。

防水板鋼筋台車用於土工布、防水板掛設、鋼筋定位及安裝。

二襯施工

光滑的隧道表面是成套技術襯砌台車的功勞。二襯作為隧道的表層,不僅外觀要好看,質量更要過關,用來承受二次壓力。

成套技術襯砌台車:配備分離式鋼端模,確保中埋式止水帶居中安設;預留接觸網槽道定位,保證槽道準確定位;實現拱頂帶模注漿、分層逐窗澆築,防止襯砌背後脫空,保證了混凝土澆築質量。

二襯養護

二襯養護是隧道主體施工施工的最後一個環節。養護台車確保了混凝土的濕度、溫度等重要指標。

養護台車採用輪胎式驅動行走系統,自帶水箱,對澆築完成的混凝土進行洒水養護,還可輔助混凝土無損檢測、敲擊檢查,具有一機多用、一機多能的功效。

隧道施工全景


關鍵字: