京張高鐵東花園隧道使用多項智能技術

自動控制降水與預警系統、“深孔測斜”監測項目防邊坡被水泡、新材料機器人噴涂防水……

這些新技術全部用在了這條智能高鐵隧道上。7月19日，2022年北京冬奧會重點配套工程、全國首條智能化高速鐵路——全長4.97公里、北京至張家口高鐵東花園隧道貫通。

東花園隧道緊鄰官廳水庫、康西草原、野鴨湖國家濕地公園，環境十分特殊，日最大涌水量達35.4萬立方米，設計必須以防滲水為主。

科技日報記者在現場看到，這條隧道縱斷面呈“V”字形設計，最大縱坡為25‰，最大覆土厚度8.1米、最大開挖深度22米，洞身位于常水位線以下3—5米。

強富水、深基坑、無維護和明挖。顯然，給隧道降水是最大難關。

施工方中鐵十八局與西安交通大學合作，研發“自動控制降水與預警”系統，把“眼睛”安在深水基坑中，實時監控降水情況。

而縱形坡度泡在水里，就會變形。建設者又同北京交通大學合作，實施“深孔測斜”監測項目，開發出邊坡穩定性安全監控軟件，變形與否一目了然。

隧道的墻面絕不能被水泡，必須噴涂防水材料。“人工噴涂，厚度不均，影響隧道面光潔。建設者研發出自動噴涂機器人，還首次采用速凝橡膠瀝青噴涂防水材料，既能做到無縫連接，不竄水，又不含揮發性有機化合物，無毒無味，無廢氣排放。”項目工程師周廣平說。

所謂速凝橡膠瀝青噴涂防水材料，是一種采用特殊工藝，先將超細、懸浮、微乳型的改性陰離子乳化瀝青，與合成高分子聚合物配制，再與特種固化劑混合、反應生成的材料。

隧道中抽出來的水去了哪里？“經三級沉淀，二層過濾，經環評嚴格檢測，完全符合官廳水庫標準后，沿自然地表沖溝流入官廳水庫。”周廣平說。

“東花園隧道采用的新技術，不僅凝練出一套施工工法，還貢獻出一道明挖隧道預留沉降值線性公式，為同類型隧道施工填補了空白。”項目常務副經理宋庚銀說。

配合京張智能高鐵建設，東花園隧道建設還采用了全機械隧道施工、原材料二維碼管理、鋼筋數控加工、混凝土信息化管理、沉降觀測控制等智能化管理手段，并配置揚塵監控儀嚴格進行環保施工。

京張高鐵是國家規劃實施的“八縱八橫”京蘭通道東段的重要組成部分，正線全長174公里，設計時速250公里，計劃2019年3月全線鋪軌完成，7月1日開始聯調聯試。