八达岭长城下正在修京张高铁长城站，其最大难点是隧道的修建。首先，在这里修隧道需要开凿78个互相交错的隧洞“洞群”；其次，隧道必须最大限度减少对长城的扰动；另外，隧道壁要防止塌方，必须对付破碎而坚固的山体。这比一百年前詹天佑修建京张铁路要难得多。
上小学时，我们都学过中国人修建的第一条铁路——京张铁路的故事。从北京到张家口要穿过险峻的燕山山脉，铁路需要爬坡、过桥、穿过隧道，在当时来看修建难度很高。詹天佑创造性地采用“人”字形展线、轻便机车、竖井法开凿隧道等方式，成功地建成了京张铁路，让西方殖民者的“中国人废物论”不攻自破。
（詹天佑）
一百多年过去了，中国的铁路技术已发生翻天覆地的变化。2015年，新的京张铁路开始修建，而且还是一条高铁线。这条新的京张铁路在各项新技术上体现了中国高铁修建技术的高度，领先世界，建成后，它将成为世界上第一条设计时速350公里的有砟轨道高速铁路，同时也是世界上第一条设计时速350公里的高寒、大风沙高速铁路，届时，从张家口到北京的时间将缩短到1小时。
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京张铁路的轴心：八达岭隧道
一百年前，为了尽量少修隧道地穿过险峻且漫长的八达岭，老京张铁路在途经青龙桥时，在陡峭的山坡上做了一个巧妙的“人”字形迂回，让铁路翻越一部分山坡，将待挖的隧道长度从12公里缩减到了1100米。
当时，由于技术落后，缺乏专业的工程设备，修建八达岭隧道从两端开凿每天只能掘进两尺深。因此，詹天佑设计在隧道中部，从山顶垂直向下凿了两个井，这样，加上外面的两头就是六处一起施工，大大加快了工程进度。而凿出的竖井同时也可以作为天然的通风口。
（老八达岭隧道修建示意图）
尽管这一设计极其巧妙，是当时技术条件下能够拿出的最优方案。但“人”字形铁路线是在牺牲了火车运力、线路长度以及车速的基础上的不得已之举：
由于坡度陡，老京张铁路不得不采用轻型机车，运力不足；盘山铁路层层叠叠，多走了不少冤枉路；转弯半径小，火车的车速开不快。换言之，詹天佑的老铁路是被“逼上了八达岭”。
（在京张铁路上爬“之”字形弯道的火车）
我们新时代的高铁车速极快，当然不能采用这种老方案。所以，我们京张铁路的对策是：
大力出奇迹。没错，我们神圣的先进生产力，至高至大！
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凿穿整座山，不必被“逼上八达岭”
京张高铁动车组时速高达350公里，对线路的平整度、笔直度要求极高，是一种很“娇气”的铁路。
为了保护它的平稳运行，工程师们绝不会让它跋山涉水，而是遇山开山，遇水搭桥。12公里宽的八达岭怎么办？没错，直接贯穿！
如今，我们已经掌握了全世界最先进的隧道挖掘技术，有能力进行12公里隧道的全程开挖。在“人”字形铁路线下方约100米深的山体内，京张高铁新八达岭隧道及八达岭长城站正在日夜不停地向前推进，日前已经掘进至5000米。
（京张高铁新八达岭隧道工程出入口）
这条建设中的京张高铁新八达岭隧道要穿过断层破碎带，面临着崩塌、落石和泥石流等重重问题。隧道围岩条件差，存在涌水、突泥风险，被评为极高风险隧道，是京张高铁的三个重难点隧道之一。
在新八达岭隧道的施工中，共设置有78个大小洞室，简直就是一个“洞群”， 专业叫法是“地下多层多洞分离式群洞穹顶车站”。
所谓“多层”，意思是车站的地下结构主要分为两层。上面是站厅层，站厅层中部设大跨穹顶中央大厅，大厅的跨度约为45m，其两端则变为单洞隧道，跨度为10m和15m，就像烧烤串（两侧小隧道）上穿了个馒头（穹顶大厅）。下面是站台层，站台层由三个单洞隧道组成：中间是宽12.8m的正线隧道，两侧是宽11.8m的发线隧道。除此之外，还有联通站台和站厅的进出站通道的隧洞。隧洞复杂交错，在大山里形成一个复杂的集群。
其实单个隧道的开挖在工程界都是小case，公路铁路隧道常见的“双洞”模式中两个隧道相互平行，互相之间只用很小的洞相连，对彼此安全性的干扰也比较小。而新八达岭隧道这种“洞群”则意味着：我作为一个洞穴，本来自己能保持稳定的，你们在我头顶上开了洞，进一步削弱了我头顶的岩层稳定性；在我两侧又各开一个洞，让我的侧面的墙壁没那么坚实；我身上还打了几个和我垂直的通道，形成多个交叉点。在设计中，每一个交叉点都是危险源；在施工中，每一个相互影响，都要谨慎处理，如履薄冰。
在高科技的加持下，新八达岭隧道的修建复杂程度比老八达岭隧道高出了几个数量级，依靠BIM（建筑信息管理，Building Information Management）和综合交通指挥等智能信息技术来进行地下物流与交通的协调组织，所有施工人员与机械设备均安装GPS，监测360度无死角，施工指挥更精准。
（仅一条二号斜井的规模就超过了不少隧道）
隧道要穿过八达岭长城，盾构机和传统爆破技术都不能用
由于地理位置特殊，地质十分复杂，洞身需要穿越断层破碎带和风化槽，稍有不慎就会造成塌方。因此，隧道的施工不能使用常见的盾构机，而是使用钻爆技术。为了最大限度地减少对长城的扰动，项目部采用精准电子雷管减震技术，将震速控制在0.16厘米/秒。
传统爆破技术的震感强烈。在隧道施工位置爆破，对长城的扰动类似于汽车启动时的振动；而使用采用精准电子雷管减震技术，经过精密的计算与调节，每爆破一次只相当于在长城上跺一下脚。迄今为止，这样的爆破已经进行了接近五千次，长城及山体安然无恙。
为了对付破碎的山体，隧道还使用了预应力拉杆与锚索来固定隧道壁。所谓预应力锚索，是在软弱的岩层上钻孔，将锚杆锚固进里面比较坚硬的岩层中。再进行张拉，从而对隧道壁及周围的岩层进行锚固，相当于将隧道壁紧紧地固定在了坚固的山体上，防止塌方。
（预应力锚索示意图）
采用预应力锚索，不仅增加了隧道的安全性，而且省去了昂贵且麻烦的外置钢拱架。可以说是隧道修筑中的“最优选择”。
（隧道中的预应力锚索）
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世界最深高铁站：长城站
新八达岭隧道可不是一条单纯的隧道，它同时还是一个高铁站。
整个车站的建筑面积为3.6万平方米，相当于7个足球场大小，车站最大跨度达32.7米，横断面积近500平方米，最大埋深102米，是目前全世界埋深最大的高铁地下车站。为了避免破坏长城，它无法采用传统的明挖之后再回填的施工方式。
专家们经过研究，提出了“品字形”施工工法。所谓“品字形”施工法，顾名思义，就是将一个大隧道拆分成上、左、右三个小隧道分别开挖，在中间预留核心提供支撑；最后挖开核心，将三个小隧道合并成一个大“隧道”，也就是庞大的车站。其中，顶洞的开挖超前于其它两洞，可以预先探明地质条件，为后两洞的开挖提供对策。使用这种开挖方法，工法十分简洁，也便于施工机械充分发挥作用。
施工完成后，长城站的空间体系非常规整，将车站自下而上分成站台层、进站层和出站层，保证了进出站的旅客人流不会发生任何交汇，让客流更加顺畅。
（八达岭长城站）
长城站是完全深埋于八达岭地下100多米开挖的真·地下车站。这座车站就位于长城的正下方，主要是为游客游览长城准备的。将来通车后，游客从北京坐高铁到八达岭长城只需要20分钟。可是，这么深的高铁站，让乘客们怎么上长城呢？
事实上，乘客一步楼梯都不用爬。从地下百米的长城高铁站下车，只需乘坐两次电梯，就可直达长城，其中还包含一部先进的斜行电梯。
（斜行电梯示意图）
车站采用的斜行电梯及一次提升长大扶梯，都是运载能力超强、安全性能优秀的载人电梯。既能够保障人的安全，又可以将大量的旅客迅速运出站，同时避免了步行换乘的麻烦，体现了对旅客的人性关怀。
此外，考虑到埋深太深、发生突发状况时的协调不便，车站还采用了环形救援廊道设计，将施工中使用的管状廊道改造成站内任何位置都可以在50米之内到达的求生通道。
