01版：要闻
印有“瑞兔”图案的刀盘被立起，正向着盾构始发井的方向移动。记者 常鸣/摄
本报记者 张群琛
日前，“京通号”直径13.3米的刀盘被缓缓放入盾构井，这标志着京唐城际铁路北京地下段盾构机最重要零部件就位。作为北京地区目前直径最大的高铁隧道盾构机，“京通号”顺利掘进后，预计将用5个月的时间前进1285米，并最终与正在建设的北京城市副中心站连通，进一步助力京津冀协同发展。
平安“瑞兔”配置322把刀具
正式下线50余天后，“京通号”盾构机的刀盘终于迎来下井的时候。上午11时，位于通州区召里大街北侧的京唐城际铁路八标段项目现场，印有“瑞兔”图案的刀盘已被履带吊车立起。伴随着现场指挥的下令，履带吊车将刀盘向着盾构始发井的方向移动。
履带吊车、刀盘再加上配重片，总重量接近900吨，为了保证项目地面的安全，履带吊车的前进方向要铺装厚钢板。履带吊车拽着刀盘缓缓向前行驶，一辆叉车穿梭在吊车两边，将钢板精准铺设在它前进的方向。最辛苦的是站在刀盘两边的工人，现场刮着风，他们双手紧紧握着缆绳，保持刀盘的稳定。12时30分许，刀盘正式进入始发井，并放在了盾构机的最前面。“下一步就是将刀盘与盾构机连在一起，上面总共有200多个接口，一个都不能错。”现场一位负责人说。
“京通号”盾构机的刀盘正面以红、白、黄三种颜色为主色，正面图案则是一只活泼可爱的兔子。据了解，图案选取中国传统文化中的“瑞兔”形象，象征着盾构施工顺遂平安的祈愿，也期望着盾构机能像一只矫捷的兔子，在首都大地奋跃而上。
中铁十四局八标项目盾构经理魏哲介绍，“京通号”刀盘开挖直径13.3米，是目前北京地区直径最大的高铁盾构隧道。盾构机将在覆土厚度8.84米的超浅埋地层始发，独头掘进1285米，计划明年6月盾构贯通，进一步推动“轨道上的京津冀”便捷通达。
据悉，“京通号”盾构机刀盘采用复合式软土刀盘，共配置322把刀具，总重约240吨。为确保盾构机刀具一次性完成高密实中砂地层掘进，京唐铁路八标项目联合国内盾构专家，根据各种参数设计并配置了刀盘磨损检测、刀具液压式及连续式磨损检测功能，“量身”打造了该盾构机“锋利的牙齿”。而在刀盘焊接过程中，12名焊工24小时不间断施工，仅用12天就完成了本次刀盘焊接工作，经超声波全面探伤试验检测，所有焊缝一次性合格。
掘进过程穿越“一河一路一文物”
接替刚刚完成任务的“京华号”，“京通号”的掘进距离虽然较短，但仍存在诸多施工难点。魏哲介绍，“京通号”盾构机向西独头掘进1285米，先后依次穿越“一河一路一文物”（运潮减河、通胡路与路县故城遗址）等风险源。
“为了让盾构机在规定时间内顺利完成本次掘进任务，前期我们在盾构机及配套设备选型上下了很大的功夫。盾构区间地层主要以中砂层为主，不仅承载力弱，而且对于刀具的磨损也尤为严重。针对刀具长寿命设计，我们将原设计刀具形式及配置进行优化，并增配了磨损检测装置，确保盾构掘进施工过程中的安全与效率。”魏哲说。
在盾构施工筹划阶段，参建各方联合设计先后攻克了超敏感环境下大直径铁路盾构隧道穿越文物遗址区沉降控制及运营减震关键技术、邻近繁忙铁路营业线深基坑系统设计关键技术，对我国城市复杂环境隧道建设起到了很大的推动作用。
其中，路县故城遗址是盾构机掘进过程中的重要风险点位。中国铁设京唐铁路隧道专业负责人贾辉介绍，工程前期项目部确定了“少穿”和“深埋”两种方法。“经过文物保护区时，盾构机在地下18米的位置并从该区域的角落经过，总长度为245米。看着不长也占了全线的六分之一了。”施工过程中，也会严格控制盾构机的盾构姿态，避免机器在地下晃动得过于频繁，同时控制地层损失。到了运营阶段，隧道内会铺设减震道床，减少来往列车对于地表的震动。
而在地面上，“京通号”盾构机掘进线路北侧为既有京哈铁路线，项目全线邻近既有线，最近水平距离处仅为11.7米。如何在保证施工的前提下，不影响既有线的通行也成了难题。魏哲介绍，项目临近的京哈铁路线是中国铁路网“八横八纵”高速铁路网的重要组成部分，是一条客货混行线路，据现场统计，平均每5—15分钟就有一辆列车经过。“施工过程中，我们严格控制现场施工吊车的工作半径与站位问题，确保工程设备稳定，不对既有线路的接触网产生影响；而在地下，我们精准规划了盾构机的前进路线，尤其是京哈铁路在运潮减河上的故城桥，我们的盾构机需要近距离侧穿桥梁桩基，要避免施工对桩基的影响，这个误差是毫米级的。”
全国首次用预制件搭建U型槽
盾构始发井东侧300米左右顺接461米封闭式路堑U型槽，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程度，U型槽现场比较“冷清”，几名工人正在预制U型槽结构拼装工作，以及调整预制拼装雨棚的柱子垂直度，为后续架设预制雨棚双T板做准备。项目部工区经理彭玮介绍，这段U型槽采用工厂预制，就像搭积木一样，在现场直接拼接。
彭玮说，京唐隧道段U型槽施工期间正赶上冬季，传统的现浇法整体施工周期较长，极易成为整个铁路工程的制约因素。“通过优化受力体系，结构轻量化、模块化创新。构件在工厂制作，在施工现场拼装连接，像拼积木一样建铁路，保证铁路建设进展及运营质量安全的同时提升了铁路工程工业化建造的整体水平。”
相比于U型槽传统的现浇技术，通过预制件搭建U型槽在施工时间、人力等方面具有很大的优势。彭玮说：“首先就是人员，预制拼装段一天仅需要15名左右的工人，而在现浇段的人数是预制段的4—5倍。其次在时间上，同样是18米的U型槽，用预制件铺设只需要5天，而现浇段则需要15天。另外，预制件施工噪音小、污染轻，对于周边环境十分友好。”
彭玮介绍，京唐城际铁路U型槽是国内铁路首次采用全预制装配式拼装法施工，将填补路基U型结构装配建造的技术空白。同时也对铁路盾构进入大城市提供了很好的解决方案。