建设中的北京城市副中心站不远处,北京地区目前直径最大的高铁隧道盾构机“京通号”,正在地下以每天8环的速度掘进。目前,京唐城际铁路仅剩4.4公里的北京隧道段已完成工程总量的50%,今年年底将实现主体结构完工,为2025年底具备开通条件奠定基础。
北京隧道段项目,麻雀虽小,五脏俱全,集大直径盾构隧道、预制装配路基U形槽、全焊接双V形拱桥等创新元素为一体。市重大项目办会同参建各方,加强科技创新,践行新质生产力,力争将其打造成城市副中心示范工程。
“智能盾构机”掘进“不换刀”
京唐城际铁路是北京至唐山的一条快速交通走廊。项目分两段建设,首开段宋梁路至燕郊区间已于2022年12月30日通车投用,剩下的北京隧道段长4.4公里。而这其中,长约1.3公里的运潮减河隧道,既是全线的最后一条隧道,也是北京城市副中心地区首条高铁大直径盾构隧道。
“打到摆动模式,开始!”昨天,记者来到位于地下31米处的盾构施工现场。只见黄色的“大块头”盾构机伸出“吸盘”,夹起一片三四吨重的管片,缓慢移动、上升,到了与上一个管片的连接处,千斤顶发力,拧紧“螺母”,将两个管片紧紧拼接在一起。
“管片每9片可围成一环。现在这条隧道已经完成了309环,完成了近一半的工作量,到今年10月,隧道内部结构施工将全部完成。”施工方中铁十四局京唐铁路八标项目盾构副经理魏哲介绍,项目引进了中国铁建自主研发的盾构机“京通号”掘进施工,盾构机总长约138米、总重量约3200吨、刀盘直径13.3米,是北京地区目前直径最大的高铁隧道盾构机。
盾构区间穿越高密实的中砂地层,砂层占比高达85%、石英含量达60%,加速了刀盘、刀具磨损。为了增强掘进能力,项目方为“京通号”量身打造了锋利的“牙齿”——三层刀具,降低掘进中的磨损,优化刀盘开口率,最终可以实现一次性掘进到底“不换刀”。此外,“京通号”还配备了光纤连续式、液压式磨损检测装置,能对刀具磨损情况进行实时检测,及时调整盾构掘进参数,堪称“智能盾构机”。
预制件搭建U形槽大大提速
盾构始发井东侧300米左右的位置,是封闭式路基U形槽,未来列车将从这里驶出地面。
相较于盾构始发井现场的火热场面,U形槽现场稍显“冷清”,这其中暗藏玄机。这段461米的路基中,有216米采用预制装配U形槽结构,也就是工厂化集中预制,在现场像搭积木一样,机械化拼装作业,实现安全快速施工。采用预制件搭建U形槽,在全国铁路工程中尚属首例,填补了路基U形结构装配建造的技术空白。
魏哲解释,预制装配具有显著优势。在人员上,预制拼装段一天仅需要15名左右的工人,而浇筑段的人数是预制段的4到5倍。在时间上,同样是18米的U形槽,浇筑段需要15天,用预制件铺设只需要5天,施工周期大大压缩。另外,预制件施工钢筋用量减少11%、混凝土用量减少约45%,噪声小、污染轻,符合建筑绿色发展、资源节约利用的趋势。
全焊接钢箱拱桥与“京帆”呼应
继续往东走,U形槽出地面向东80米处,建设者们正在同步建设一座拱桥。
从设计图上看,这座全长79.75米的白色拱桥为双V形吊杆结构,形状好似手指,寓含“胜利”“欢迎”之意,整体造型又犹如两对展翅飞翔的燕子,与不远处的北京城市副中心站枢纽“京帆”相互呼应。
记者了解到,拱桥上跨城市副中心主干道通济路,紧邻京哈铁路、通燕高速,为了减少对现行交通的影响,市重大项目办牵头组织参建单位经多次论证,将满堂支架现浇混凝土拱桥优化为全焊接钢箱拱桥,未来将采用先横移再纵推的方案进行施工,工厂加工、现场拼装的工艺也将大大减少施工时间。
“拱桥采用了全新的轻量化设计,桥梁自重由4600吨降至700吨,单延米用钢量仅11.2吨,能够极大节约用钢量。这也是国内铁路建设中首次采用稀疏吊杆的桁架型钢箱拱。”京唐公司工程部高级项目经理刘磊介绍,该座桥还将首次引入磁吸式无人视频检查设备,使钢桥日常检修维护更加安全、简洁、轻便,减少自身维护工作量,提升运维的智能化水平。
