世界首次！研发4年，这个“一揽子”方案完成大盾构穿越运营高铁

地上，是苏州市4A景区山塘古街，有著名的万顺楼、报恩禅寺等古建，古街平行前方350米处，还有我国最繁忙的高铁线之一沪宁城际高铁，每隔3分钟就会迅速驶过一次；地下，是一台13.25米大断面泥水盾构，正在穿越苏州市桐泾路北延工程地下隧道。        

“如有一丝一毫偏差，后果都将不堪设想。”穿越工程从1月1日开始，期间，中国铁建铁五院（以下简称“铁五院”）桐泾路北延工程项目负责人刘彦文基本没怎么睡觉。    

       1    月    11    日   ，大直径盾构顺利穿越时速350公里的沪宁城际高铁，过程检测数据显示，累计沉降量未超过1毫米。    

见证11日成功穿越的东南大学未来地下空间研究院常务副院长教授认为，这是世界施工建设史上首次大直径盾构穿越运营高铁的成功案例，也是在解决城市发展需求过程中激发出的涵盖设计、施工、装备制造“一揽子”方案的经典案例。    

刘彦文告诉科技日报记者，为完成这个“一揽子”方案，铁五院整整设计研发了4年。    

苏州桐泾路北延工程位于苏州火车站西侧约2.1公里，线路全长2.49公里，隧道设计为双洞六车道，是苏州城市总体规划“七纵五横”中“七纵”主干路的重要组成部分。“地上的古建及运行中的沪宁城际高铁、京沪铁路、北环快速路等，均为地下穿越面临的最高风险等级难点。”刘彦文说，这条跨越城市的最长南北主干道，也因此成了苏州十年南北互通困难的“槽点”。    

要完成这样的穿越，是对中国基建从设计、到施工直至装备制造的一次综合技术实力考验。    

自2017年2月起，铁五院组成了项目总体组，并联合多家单位开展技术攻关。    

桐泾路北延工程下穿沪宁高铁桥梁，采用的是直径13.25米大断面泥水盾构。“此前国内下穿高铁桥梁，均采用的是直径约6米的盾构。”刘彦文说，盾构直径一下增加了两倍多。    

为保证设计质量，铁五院设计人员多次踏勘现场，结合不同下穿点，有针对性地采用了不同方案。    

山塘古街是国家AAAA级景区、中国历史文化名街。下穿该段时，设计人员特意选用钢花管作为隔离措施，进一步降低对古建筑的影响。经过十余次与铁路、规划、道路、环保、文物、电力、河道等管理单位对接，对多个方案进行优化比选，从多个角度反复考虑，采用浅埋盾构隧道方案开启短距离、深埋浅的“穿越之路”被成功敲定。    

下穿沪宁城际铁路桥梁，不但沉降控制要求不能超过2毫米，且梁下作业空间仅有4米。“要在4米净高埋入30米长的隔离桩来保障大盾构通过，穿越期间，如果发生超过一丝一毫的沉降，都会造成整个高铁国铁网非正常停车，损失无法估量，国内外均无类似工程成功案例。”铁五院“低净空全套管灌注桩机”设备研发负责人毛忠良说。    

针对这个技术难点，铁五院创新性的研制了可满足低净空施工条件的“低净空全套管灌注桩机”。“主要由机架、回转转盘动力系统、套管内土体旋挖系统、升降行走控制系统及电控系统等组成。”毛忠良解释说，通过这些系统实现套管逐节下沉、套管内分段取土至桩底设计高程，从而大大降低了设备高度及施工净空高度。    

项目同时还提出采用MJS桩工艺对软弱地层进行加固等新工艺，让大盾构穿越运营高铁成为“可能”，凿开了横亘在桐泾路上十年之久的技术壁垒。    

苏州桐泾路北延工程计划于2022年建成通车，届时将大力改善千年姑苏的区域交通条件。