建設中的北京城市副中心站不遠處,北京地區目前直徑最大的高鐵隧道盾構機“京通號”,正在地下以每天8環的速度掘進。目前,京唐城際鐵路僅剩4.4公里的北京隧道段已完成工程總量的50%,今年年底將實現主體結構完工,為2025年底具備開通條件奠定基礎。未來,這條線路將與城市副中心站連通,助力京津冀協同發展。
北京隧道段項目,麻雀雖小,五臟俱全,集大直徑盾構隧道、預制裝配路基U型槽、全焊接雙V型拱橋等創新元素為一體。市重大項目辦會同參建各方,加強科技創新,踐行新質生產力,力爭將其打造成城市副中心示范工程。
“智能盾構機”一次性掘進“不換刀”
京唐城際鐵路是北京至唐山的一條快速交通走廊。項目分兩段建設,首開段宋梁路至燕郊區間已于2022年12月30日通車投用,剩下的北京隧道段長4.4公里,是全線貫通的“最后一公里”。
而這其中,長約1.3公里的運潮減河隧道,既是全線的最后一條隧道,也是北京城市副中心地區首條高鐵大直徑盾構隧道。
“打到擺動模式,開始!”4月10日,記者來到位于地下31米處的盾構施工現場。只見黃色的“大塊頭”盾構機伸出“吸盤”,夾起一片三四噸的管片,緩慢移動、上升,到了與上一個管片的連接處,千斤頂發力,擰緊“螺母”,將兩個管片緊緊拼接在一起。
“管片每9片可圍成一環?,F在這條隧道已經完成了309環,完成了近一半的工作量,到今年10月,隧道內部結構施工將全部完成。”施工方中鐵十四局京唐鐵路八標項目盾構副經理魏哲介紹,盾構段全長1285米,項目引進了中國鐵建自主研發的盾構機“京通號”掘進施工,盾構機總長約138米、總重量約3200噸、刀盤直徑13.3米,是北京地區目前直徑最大的高鐵隧道盾構機。
“京通號”掘進的距離雖然不長,但難點不少。
盾構區間穿越高密實的中砂地層,砂層占比高達85%、石英含量達60%,加速了刀盤、刀具磨損。為了增強掘進能力,項目方為“京通號”量身打造了鋒利的“牙齒”——三層刀具,降低掘進中的磨損,優化刀盤開口率,最終可以實現一次性掘進到底“不換刀”。此外,“京通號”還配備了光纖連續式、液壓式磨損檢測裝置,能對刀具磨損情況進行實時檢測,及時調整盾構掘進參數,堪稱“智能盾構機”。
記者從現場了解到,盾構隧道軌下斷面的箱涵也采用了裝配式工藝,取消了原有的混凝土和模板工序,實現了下部結構工作面的同步跟進,簡化了工序,提升了工效,提高了綠色環保施工水平。
預制件搭建U型槽大大提速
盾構始發井東側300米左右的位置,便是封閉式路基U型槽,未來列車將從這里駛出地面。
相較于盾構始發井現場的火熱程度,U型槽現場稍顯“冷清”,這其中暗藏玄機。這段461米的路基中,有216米采用預制裝配U型槽結構,也就是工廠化集中預制,在現場像搭積木一樣,機械化拼裝作業,實現安全快速施工。采用預制件搭建U型槽,在全國鐵路工程中尚屬首例,填補了路基U型結構裝配建造的技術空白。
“我們剩余的400余米段采用的還是傳統的澆筑施工法。”魏哲解釋,預制裝配具有顯著優勢。在人員上,預制拼裝段一天僅需要15名左右的工人,而澆筑段的人數是預制段的4到5倍。在時間上,同樣是18米的U型槽,澆筑段需要15天,用預制件鋪設只需要5天,施工周期大大降低。另外,預制件施工鋼筋用量減少11%、混凝土用量減少約45%,噪聲小、污染輕,符合建筑綠色發展、資源節約利用的趨勢。
眼下,U型槽的工廠加工已完成40%,預計本月中旬進場拼裝施工,屆時,僅需2個月就能完成全段拼裝。
全焊接鋼箱拱橋與“京帆”交相呼應
繼續往東走,U型槽出地面向東80米處,建設者們正在同步建設一座拱橋。
從設計圖上看,這座全長79.75米的白色拱橋為雙V型吊桿結構,形狀好似手指,寓含“勝利”“歡迎”之意,整體造型又猶如兩對展翅飛翔的燕子,與不遠處的北京城市副中心站樞紐“京帆”相互呼應。今后,乘坐京唐城際鐵路出京的旅客自城市副中心站駛出后,看到的第一座建筑物就是這座拱橋。
記者了解到,拱橋上跨城市副中心主干道通濟路,緊鄰京哈鐵路、通燕高速,為了減少對現行交通的影響,市重大項目辦牽頭組織參建單位經多次論證,將滿堂支架現澆混凝土拱橋優化為全焊接鋼箱拱橋,未來將采用先橫移再縱推的方案進行施工,工廠加工、現場拼裝的工藝也將大大減少施工時間。
“拱橋采用了全新的輕量化設計,橋梁自重由4600噸降至700噸,單延米用鋼量僅11.2噸,能夠極大節約用鋼量。這也是國內鐵路建設中首次采用稀疏吊桿的桁架型鋼箱拱。”京唐公司工程部高級項目經理劉磊介紹,該座橋還將首次引入磁吸式無人視頻檢查設備,使鋼橋日常檢修維護更加安全、簡潔、輕便,減少自身維護工作量,提升運維的智能化水平。(記者任珊 潘之望)