八達(dá)嶺長(zhǎng)城下打隧道 世界上最深高鐵車站正緊張施工

制圖：沈亦伶

長(zhǎng)城下的高鐵軌道、全球最長(zhǎng)的沙漠高速公路、千年古城的地下管廊…… 一批建設(shè)中的“超級(jí)工程”充分展示“中國(guó)建造”的實(shí)力，也將深刻地改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

這些“超級(jí)工程”如何建起來？有哪些不為人知的細(xì)節(jié)？日前，本報(bào)記者走進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)，跟隨建設(shè)者的腳步，體驗(yàn)“中國(guó)建造”的不易與創(chuàng)新，告訴讀者一個(gè)個(gè)真實(shí)的“超級(jí)工程”。

——編 者

暑期來臨，八達(dá)嶺長(zhǎng)城上游人如織。恐怕很少有游客知道，就在八達(dá)嶺長(zhǎng)城世界文化遺產(chǎn)核心區(qū)的正下方，即將于2019年底通車的京張高鐵正線最長(zhǎng)隧道正在施工。這個(gè)隧道不是采用當(dāng)下流行的盾構(gòu)機(jī)施工，而是爆破法，甚至一天要“炸”十幾次！

嚯，這可真是“太歲頭上動(dòng)土”！7月的一天，記者戴上安全帽和防護(hù)口罩，走進(jìn)這個(gè)地下102米處的神秘工地，一探究竟。

建筑面積3.6萬平方米

這個(gè)巨大的地下迷宮，將是世界最深、亞洲最大的地下高鐵站，旅客將在地下百米換乘

一進(jìn)隧道洞口，柴油和硫磺混合的刺鼻味道撲面而來?；璋档臒艄庀?，京張高鐵新八達(dá)嶺隧道的工地猶如巨大的迷宮，道口交錯(cuò)，七扭八轉(zhuǎn)，不時(shí)有3米高的大挖掘機(jī)、2米高的鏟車，還有各式運(yùn)材料的皮卡擦身而過。若不是每個(gè)路口上方掛著小巧的管井標(biāo)號(hào)，恐怕真會(huì)迷路。

記者采訪過的隧道數(shù)量也有兩位數(shù)了，以往沒見哪個(gè)隧道里有這么多岔路口，為何新八達(dá)嶺隧道里洞室如此復(fù)雜？

“京張高鐵的新八達(dá)嶺隧道，不僅是全線最長(zhǎng)的隧道，隧道內(nèi)還設(shè)置了八達(dá)嶺長(zhǎng)城站，因此隧道內(nèi)不僅要修建三層地下結(jié)構(gòu)，還要修建出78個(gè)大小洞室，連斷面型式都高達(dá)88個(gè)，洞室交叉節(jié)點(diǎn)如此密集，使八達(dá)嶺長(zhǎng)城站成為國(guó)內(nèi)最復(fù)雜的暗挖洞群車站。”中鐵五局華北指揮部指揮長(zhǎng)陳彬說。

全長(zhǎng)12.01公里的新八達(dá)嶺隧道，位于北京市昌平區(qū)南口鎮(zhèn)至延慶區(qū)區(qū)段，是京張高鐵的重點(diǎn)工程和控制性工程。這條隧道與地面的距離，最淺處只有4米，最深處卻有432米。

隧道內(nèi)的八達(dá)嶺長(zhǎng)城站，建筑面積達(dá)3.6萬平方米，軌道距離地面102米，建成后將成為世界最深、亞洲最大的山嶺地下火車站。根據(jù)設(shè)計(jì)，車站分三層地下結(jié)構(gòu)，自下而上分別為站臺(tái)層、進(jìn)站層及出站層（設(shè)備層），保證了進(jìn)出站旅客互不見面，客流更順暢。

這么深的車站，旅客進(jìn)出是否便利？能否保證安全？

“盡管在地下百米換乘，但是旅客進(jìn)出站很方便，也很安全。”中鐵五局京張高鐵三標(biāo)項(xiàng)目部副經(jīng)理代龍震介紹，車站采用了諸多創(chuàng)新設(shè)計(jì)，首次采用疊層進(jìn)出站通道形式，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出站客流完全分離和進(jìn)出站口均衡布置。首次采用一次提升長(zhǎng)大扶梯及斜行電梯等先進(jìn)設(shè)備，旅客垂直提升高度達(dá)62米，將使八達(dá)嶺長(zhǎng)城站成為目前國(guó)內(nèi)旅客提升高度最大的高速鐵路地下車站。更重要的是，車站首次采用環(huán)形救援廊道設(shè)計(jì)，“變廢為寶”，將輔助施工、竣工棄用的斜井變?yōu)橛谰眯跃仍ǖ?，使這個(gè)大型地下車站具備了緊急情況下快速無死角救援的條件。

一天最多掘進(jìn)2米

每天至少抽干10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)8道游泳池的蓄水量

走在隧道里，不時(shí)看到有工人用電齒輪打磨挖掘機(jī)的車鏟，火花四濺。干了20年隧道施工的楊家川，指著一排圓滑的鏟尖，無奈地自嘲：“挖了這么多年隧道，這地方真是最難啃的‘硬骨頭’！看看這鏟齒，挖一般圍巖一個(gè)月才需要磨它一次，現(xiàn)在7到10天就得磨！”

打隧道，就是與巖石“斗智斗勇”，而八達(dá)嶺隧道可是把“硬骨頭”。

2016年4月15日施工首日，挖掘機(jī)一鏟子下去，項(xiàng)目部就發(fā)現(xiàn)“中獎(jiǎng)了”。“挖掘機(jī)一挖，我們就知道施工難度至少翻倍。”中鐵五局京張高鐵三標(biāo)項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理蔣思介紹，根據(jù)勘測(cè)設(shè)計(jì)圖顯示，八達(dá)嶺隧道主攻二、三級(jí)圍巖，那么一天至少可以推進(jìn)6米至8米，可是一打洞就發(fā)現(xiàn)，這里圍巖至少是四、五級(jí)。“每一次爆破后都要立鋼架、掛鋼筋網(wǎng)、噴混凝土，工序復(fù)雜，作業(yè)時(shí)間也要翻倍，一天最多掘進(jìn)2米。”

實(shí)際上，京張高鐵八達(dá)嶺隧道的施工確實(shí)面臨“三座大山”。

地質(zhì)復(fù)雜容易塌。八達(dá)嶺隧道所處區(qū)域，地質(zhì)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，洞身穿越兩條斷層，存在巖爆、濕陷性黃土、軟巖大變形等高風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)，屬于極高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的施工項(xiàng)目，稍有不慎，就會(huì)引起坍塌。

地形起伏相當(dāng)大。由于隧道穿越軍都山，兩邊高中間低，地形起伏較大。這一方面導(dǎo)致進(jìn)入隧道施工主戰(zhàn)場(chǎng)的斜井橫斷面太小，7.5米的寬度和6.5米的高度，無法容納大直徑盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)；另一方面，斜井必須依從山體坡度走勢(shì)，經(jīng)歷大轉(zhuǎn)彎，才能進(jìn)入隧道施工面。

“一號(hào)斜井轉(zhuǎn)彎超過80度，二號(hào)斜井轉(zhuǎn)彎超過135度，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)這種動(dòng)輒百米，甚至上千米的龐然大物，無法在這么小的區(qū)域內(nèi)完成如此大角度的轉(zhuǎn)身。所以，這個(gè)隧道就只能采用爆破法。”代龍震說。

地下涌水頻頻發(fā)。地下施工最怕碰到暗河或地下水。風(fēng)槍打孔中突然涌水，不僅會(huì)淹沒機(jī)器設(shè)備，影響人身安全，高水壓還有可能導(dǎo)致塌方?？砂诉_(dá)嶺隧道施工區(qū)域的地下水深恰恰根據(jù)地形起伏以及季節(jié)不同變化幅度較大，不知打到哪里就會(huì)冒出個(gè)“大噴泉”，每天正常涌水量近1.9萬立方米，相當(dāng)于一天要抽干10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)8道游泳池的蓄水量，更何況最大日涌水量高達(dá)5.6萬立方米。

“正是因?yàn)槭┕きh(huán)境非常復(fù)雜，在這里打隧道，不僅要膽大心細(xì)，更要借助技術(shù)創(chuàng)新。”據(jù)代龍震介紹，項(xiàng)目部設(shè)計(jì)采用了納米噴射混凝土增強(qiáng)初期支護(hù)強(qiáng)度，特別是在大跨度過渡段，創(chuàng)造了頂洞超前、分層下挖、預(yù)留核心、重點(diǎn)鎖定、高性能混凝土一次澆筑成型的“品”字型分部挖掘法，為今后大跨度隧道采用爆破法施工提供了新智慧。

已爆破4500多次

“長(zhǎng)城腳下爆破”，采用精準(zhǔn)微爆破新技術(shù)，每爆破一次只相當(dāng)于在長(zhǎng)城上跺一下腳

“一會(huì)兒有次‘小爆’，你注意聽從指揮，到隧道拐角掩體處等待。”代龍震話音未落，百米外一條隧洞內(nèi)就傳出了刺耳的長(zhǎng)哨聲。

原來，爆破隊(duì)伍已經(jīng)埋好了雷管，并開始離場(chǎng)，只留爆破員張學(xué)華斷后。張學(xué)華一邊慢慢放長(zhǎng)手中導(dǎo)火線往掩體處走，一邊吹哨；一旁的高個(gè)兒壯漢一邊揮舞著手電，一邊喊著，“注意腳下，迅速撤離！”

14時(shí)38分，現(xiàn)場(chǎng)施工人員都集合到了爆破點(diǎn)200米外的掩體處，原本風(fēng)槍聲、車輪聲、機(jī)器打磨聲一片嘈雜的隧道內(nèi)，鴉雀無聲。

“5、4、3、2、1……”“嘭”的一聲巨響在耳邊炸開，沖擊波將身體狠狠一壓，心臟仿佛要跳出胸腔。半晌后，一片揚(yáng)塵從洞里飄散出來。

“這才是68公斤火藥的小爆破，我們還有200多公斤的大爆破，那個(gè)沖擊更震撼！”張學(xué)華安慰記者，“不過你別擔(dān)心，藥量都是嚴(yán)格控制的，咱們要注意工友的安全，也得護(hù)住老祖宗留下的寶貝不是？”

張學(xué)華口中的寶貝就是長(zhǎng)城。京張高鐵八達(dá)嶺隧道一次并行水關(guān)長(zhǎng)城、兩次穿越八達(dá)嶺長(zhǎng)城，距離頭頂?shù)陌倌昃堣F路青龍橋車站不過4米。這么多“國(guó)寶”聚集本就給施工帶來挑戰(zhàn)，更何況工期緊、任務(wù)重，11個(gè)工作面同時(shí)工作，一天放炮至少十三四次，每一次都要組織人員設(shè)備退避，如何才能既避免爆破集中導(dǎo)致共振、擾動(dòng)周邊文物，又避免爆破間隔太大、影響施工進(jìn)度？

精準(zhǔn)微爆破減輕震動(dòng)。據(jù)介紹，傳統(tǒng)爆破技術(shù)震速高，震感比較強(qiáng)裂，在地下百米作業(yè)，對(duì)長(zhǎng)城的擾動(dòng)類似于汽車怠速時(shí)玻璃窗的震動(dòng)，而精準(zhǔn)的電子雷管減震爆破施工技術(shù)，能使爆破震動(dòng)的幅度和分貝降到最低，當(dāng)震速控制在0.16厘米/秒左右時(shí)，每爆破一次只相當(dāng)于在長(zhǎng)城上跺一下腳。

靜態(tài)微爆破減少擾動(dòng)。在埋深只有4米的青龍橋車站下方，約40米的隧道施工是在風(fēng)槍打眼處放入一種特殊的膨脹劑，使巖石慢慢被撐裂，再人工開鑿，機(jī)械推進(jìn)，最大限度地保護(hù)百年京張鐵路不受地下施工的擾動(dòng)。

即便周邊沒有文物，八達(dá)嶺隧道的爆破也挑戰(zhàn)多多。洞室群多導(dǎo)致小間距爆破多，洞室間最窄的地方只有2米厚，一旦爆破失敗，就意味著隧道塌方。項(xiàng)目部一方面采用預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)，增強(qiáng)較弱巖層的穩(wěn)定性，避免巖層錯(cuò)動(dòng)；另一方面，在使用電子雷管減震的同時(shí)，也專門成立監(jiān)控小組，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆破震速，減少了施工對(duì)山體的擾動(dòng)。

“從今年春節(jié)后開工到7月27日，隧道內(nèi)已經(jīng)爆破4500多次，數(shù)據(jù)一切正常。我自己去八達(dá)嶺長(zhǎng)城上體驗(yàn)過，真沒感覺地下正炸著呢。我現(xiàn)在就盼著高鐵穿長(zhǎng)城的一景呢！”張學(xué)華說。