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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刘松玉教授认为，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。
刘彦文说，为完成这个“一揽子”方案，铁五院整整设计研发了4年。
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。
“姑苏号”盾构机
“姑苏号”
“姑苏号”盾构机全长87米，由盾构主机和4节台车组成。刀盘开挖直径13.67米，重290余吨，刀盘采用辐条面板形式，开口率41%，刀盘有14个250千瓦电机驱动。推进系统由34组油缸组成，最大推力191313千牛，盾尾内有4道盾尾刷密封装置用于阻止外部水压。
盾构机相当于一台超级智能机器人，隧道开挖、衬砌一次成型，自动化程度高、施工效率高、对沉降控制标准高，安全、节能、环保。刀盘切削的土体经冲刷落入开挖仓底部，再经搅拌器以及泥水循环，泵送至地面泥水分离场进行沉淀或筛分处理。推进油缸每前进2米时，停止推进，进入拼装模式，依次循环，环环相扣，最终形成一条完整的隧道。
桐泾路北延工程
桐泾路北延工程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，是苏州市城市路网的主骨架，也是“十三五”期间计划重点打通的中心城区南北向断头路。工程项目起点位于西塘河南岸，采用隧道形式下穿清塘路、山塘河、沪宁城际铁路、京沪铁路、北环快速路，在西园路口与现有的桐泾北路顺接，线路里程约2.07公里。
项目采用双向六车道城市主干路标准建设，设计速度60公里/小时，项目概算投资约21.25亿元，工程于2019年5月12日正式开始施工，计划于2022年建成通车。
作为目前国内最大直径盾构穿越高速铁路项目，桐泾路北延工程建设条件复杂，控制要求高，实施难度大，具有“短、浅、险、严、高、大”六大特点。
“短”
短距离连续穿越高风险源
盾构隧道490m范围内连续穿越万顺楼、敕建报恩禅寺、山塘街（山塘河）、沪宁城际高铁、京沪铁路、北环快速路等高风险源地区。
“浅”
超浅覆土
盾构区间全程覆土厚度均不足一倍洞径，最浅处仅0.49倍洞径，最深处0.99倍洞径。
“险”
风险源集中
490m盾构区间风险源地段共计304m，占比62%。
“严”
高铁沉降控制严
根据上海铁路局来函要求，沪宁城际高铁沉降量控制在2mm以内。
“高”
市民关注度高
桐泾路被两条铁路切割南北交通，是苏州市历时10年未解决的断头路，市民高度关注，期盼着加快实施；苏州市委市政府高度重视。
“大”
目前国内最大
本工程盾构直径13.25米，是目前国内最大直径泥水盾构穿越现有运营高速铁路项目，也是苏州市目前最大直径盾构工程。
项目建成意义
项目建成后，通行车辆将不用再绕行北环快速路、虎丘路、广济路到达桐泾路，有效缩短行车里程2至5公里，缩短通行时间约15至20分钟。同时，充分缓解虎丘路、广济路的交通压力，对完善苏州市地区路网、提高南北向交通通行能力、促进沿线社会经济发展都具有十分重要的意义。
素材来源：科技日报、今日相城、公路科技成果转化
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