《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２1）第二部分—隧道工程篇《京张高铁八达岭长城地下车站综合修建技术》

本期项目简介

完成单位：中铁工程设计咨询集团有限公司、中铁五局集团有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司、北京交通大学、西南交通大学、清华大学、北京工业大学、中国铁路经济规划研究院有限公司

主要完成人：赵勇、陈彬、吕刚、张民庆、岳岭、田四明、夏真荣、刘建友、肖承倚、刘方、房倩、李鹏飞、安哲立、祝文君、李享涛、蒋思、郭晓晗、罗都颢、孙行、赵琳、彭仁军、胡晶、李汶京、曹永刚、谭冬梅

项目简介

　　新建京张高铁是北京冬奥会交通保障线，是京津冀一体化重要经济服务线，是百年京张铁路文化传承线，是世界上首条智能高铁工程示范线。八达岭长城地下站是京张高铁控制性工程，是我国第一座深埋暗挖站隧一体高速铁路车站,具有埋深大、跨度大、洞室密集、环保要求严格等特点，是目前世界上“建设规模最大、埋深最大、开挖跨度和断面面积最大、洞室结构最复杂”的地下暗挖高铁车站工程，代表了高速铁路地下站隧工程建造技术的新高度。

　　本项目依托京张高铁新八达岭隧道及八达岭长城站，综合多种研究手段，经8年多研究工作，提出了大型暗挖群洞地下车站建筑设计理念和环境营造技术，创建了大型深埋地下车站防灾救援技术体系，提出了长寿命地下岩体工程构建技术，构建了地下大空间自稳定结构设计施工成套技术，解决了地下火车站防灾救援、环境控制、耐久性设计、超大跨隧道和洞室群隧道建造技术等关键技术难题，形成了深埋地下车站设计施工成套修建技术。

　　课题成果使我国掌握了Ⅴ级软弱围岩单拱跨度30m以上超大跨隧道的修建技术；掌握了最小净距2.27m的密集洞室群的修剪技术；掌握了深埋达到100m以上的地下高铁车站的防灾救援疏散技术和深埋车站候车舒适环境营造技术。

　　研究成果已成功应用于京张高铁八达岭长城站，还在川藏铁路、成达万铁路等工程中推广应用，取得了显著的环境、经济和社会效益。通过本项目研究，建立了我国超大跨隧道和洞室群隧道建造理论和技术体系，取得了系列发明专利、国家级工法、标准规范等成果，研究成果经院士专家组评审鉴定达到了国际领先水平，对今后超大跨隧道和洞室群隧道建设具有重要价值，获得2021年度中国交通运输协会科学技术特等奖。

项目创新点

　　（1）创建了多层密集洞群地下车站新模式及洞群修建技术。提出了三层三纵群洞地下车站布置模式，提出了应力流守恒原理及洞室群隧道布置方法，研发了小净距密集洞室群微震微损伤精准爆破技术，制定了洞室群隧道结构爆破振动控制标准。

　　（2）研发了30m级超大跨隧道修建技术。构建了超大跨隧道一喷双锚的主动支护体系，提出了超大跨隧道构件化设计方法，创建了超大跨隧道“品”字形开挖工法，提出了超大跨隧道变形分步控制理论及控制标准，构建了围岩为承载主体的长寿命结构体系。

　　（3）提出了深埋地下车站环境营造及防灾救援技术。探明了地下车站声、光、风、温等环境特点，提出了地下车站舒适环境的构建技术；探明了深埋车站客流特征，首次提出了流线三分离的流线设计方案；揭示了地下车站烟气扩散、通风、烟气温度和能见度分布的规律，提出了地下车站安全快速防灾救援疏散模式，建立了三维可视化防灾救援疏散智能指挥系统。

　　（4）建立了下穿长城古建筑微震爆破技术和下穿风景名胜区环境保护技术。提出了风景名胜区地下车站出入口的消隐设计方法，研发了下穿风景名胜区隧道清污分离的防排水技术，提出了风景名胜区隧道施工污水和粉尘处理技术。

应用案例

　　本课题的研究成果已成功应用于京张高铁八达岭长城站的建设中。该车站采用深埋下穿的方式大幅度减少了施工和运营对长城历史文物和景区自然环境的影响；设计了三层三纵的群洞方案，利用群洞之间的岩墙岩板隔离高速列车过站的噪声和气动效应，并防止火灾工况烟气蔓延，为乘客提供了安全、舒适的候车环境；采用了蜂窝状群洞结构，利用群洞之间岩墙岩板的承载作用，大幅度提高了结构的稳定性，降低了隧道支护成本和工程造价；采用围岩自承载的结构设计理念和方法，将围岩作为结构承载主体，充分利用岩石的超长耐久性特点，并研制了长寿命混凝土，提高了地下车站工程设计使用年限；利用深埋岩体恒温恒湿的特点和隧道内列车的活塞风，取消了车站的空调系统，减少了机械通风量，大幅度降低了运营期能耗。研究成果解决了八达岭长城站面临的埋深及提升高度大、疏散救援困难、环保要求严格、两端隧道跨度大，地质条件复杂、群洞布局断面和工作面多以及运输困难等诸多关键技术难题，仅用3年的时间就完成了长度12km的隧道和面积3.6万m2的地下车站的施工，保障了京张高铁按期顺利开通，取得了显著的经济效益和社会效益。

　　本课题研究成果目前正在川藏铁路、成达万铁路等铁路工程地下火车站中推广应用，我国西南山区地面土地资源稀缺，地下火车站具有广阔的应用前景。

地下车站透视图

社会效益与经济效益

　　研究成果攻克了高铁软弱围岩超大跨、深埋密集洞群等地下站隧修建关键技术，开启了高铁智能建造新篇章；解决了在世界文化遗产核心区建造超大体量地下工程文环保技术难题，贯彻了绿水青山发展理念；构建了安全便捷舒适的地下站隧环境，显著提升了八达岭景区游客交通体验，有力有效保障了冬奥会运输服务，践行了“以人民为中心”的宗旨；传承了百年京张民族自强文化，取得了显著的技术经济、社会文化、生态环境效益。