92.4公里，濃縮千年智與夢！
京雄城際鐵路北京段，以多項“世界之最”為世界高鐵建設提供中國方案
京雄城鐵的數(shù)個“第一”
■京雄城際鐵路創(chuàng)造的世界、中國第一
■世界第一條時速350公里列車下穿航站 樓的高鐵
■世界第一個擁有全生命周期BIM三維檔案的車站——雄安站
■國內(nèi)首條高鐵與機場無縫換乘的線路
■國內(nèi)首條全過程運用鐵路BIM標準設計的智能高鐵
■國內(nèi)首批5G信號全覆蓋的高鐵站——大興機場站、雄安站
■國內(nèi)首個人臉、身份證、護照、港澳通行證 都可“刷”進站的高鐵站——大興機場站
■雄安站占地面積相當于30個足球場，用 鋼量幾乎等同于4艘遼寧艦
■雄安站鋼結(jié)構(gòu)焊絲能繞地球100圈
■雄安站執(zhí)行國家綠色建筑最高三星標準
天安門向南46公里，北京大興國際機場像一只金鳳凰，展翅欲飛。作為鸞翼的重要血脈，92.4公里的京雄城際鐵路從這里延展開來，要在首都北京這座千年古城和河北雄安這座未來的“千年之城”之間，架起一座高速流動的橋梁。
71項智能化設計、首個5G高鐵站、10萬平方米光伏屋頂、全生命周期三維數(shù)字檔案、自然簡潔的裝飾風格、鳳棲梧桐的文化元素……9月20日，京雄城際北京段開通前接受媒體探訪，線路全貌初顯，令人震撼。92.4公里，濃縮了千年時光，凝聚著中國智慧。它是世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位之下的智能高鐵新標桿，也將成為復興路上中國鐵路高質(zhì)量發(fā)展的新樣板！
71項
從“肌體”到“骨骼”充滿智能元素
“鳳非梧桐不棲”。步入京雄城際鐵路大興機場站候車廳，地板上的特殊花紋映入眼簾。設計師為這個由四只鳳羽角對角拼接而成圖案取名“鳳棲梧桐”，結(jié)合站廳內(nèi)以鳳尾為主題的文化墻，盼望京津冀地區(qū)能“栽下梧桐樹，引得鳳凰來”。
車站主吊頂采用穿孔鋁板和整體式發(fā)光天棚，天棚設有4檔調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)運營需求分時段調(diào)整光照，節(jié)能降耗；穿孔吊頂則能提升車站空間感并吸收噪音，營造舒適的乘車環(huán)境。
從進站通道走過，墻面采用了背漆玻璃，與紅色色帶和弧形墻面一起營造出復興號動車組的外觀，乘客行在其間猶如走在復興號車廂里。“車廂”上裝飾的LED窗戶，還可以播放車次信息和視頻。
基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、BIM等前沿科技，京雄城際鐵路的智能化進一步升級，智能化設計多達71項。
刷臉進站更酷了——人臉、身份證、護照、港澳通行證，都可作為電子票“刷”進站?！拔业能嚻蔽易鲋鳌?！乘客可以在自助終端打印報銷憑證，自己補辦身份證件，自己辦理退票、改簽、變更等業(yè)務。找不到換乘口怎么辦？來掃一掃吧！多功能智能終端設備可以幫助乘客在站內(nèi)導航，并回答基本的求助問題。
這是國內(nèi)首次，高鐵與機場無縫換乘。“從城際鐵路出站后，100米之內(nèi)就能換登機牌。”中國鐵路設計集團有限公司京雄城際項目站場專業(yè)負責人朱紅鋒說，未來，城際鐵路公交化，高鐵換乘會像坐公交一樣方便。
為了營造舒適的出行環(huán)境，建設者們首次在車站2臺6線最中間的2條軌道建設了隔墻，相當于在站內(nèi)形成一個隧道?！傲熊噺闹虚g軌道高速通過不停車，隔墻能將噪音降低?！敝袊F路設計集團有限公司京雄城際項目環(huán)保專業(yè)負責人牟忠霞說。
京雄城際鐵路從大興機場站穿行而出，為了最大限度減少對現(xiàn)有城市的切割，鐵路在全程高架中奔向雄安站。這里將在2020年初完成站房主體結(jié)構(gòu)施工，當年年底前可投入使用。
這是一座5G信號全覆蓋的高鐵站。一部10G視頻，4G下載需15分鐘，5G僅需9秒；4K、8K直播、VR、AR游戲可以在這里照進現(xiàn)實了。未來，5G可能完全顛覆現(xiàn)在的乘車體驗。
這是一座被10萬平方米光伏屋頂覆蓋的車站。巨大的橢圓形屋頂就是能量收集場，利用太陽能將電力源源不斷輸送出去。屋頂中間被一條寬15米的縫隙分成兩半，在車站內(nèi)形成一道“光谷”。
“光谷將京雄、京港臺臺場與津雄臺場的站臺自然分割開來，還能夠解決橋下候車廳的采光問題。光谷下方，我們設計了室外景觀庭院，將自然光線和崇尚綠色的理念引入站內(nèi)?！敝袊F設建筑院總工程師陶然說。
寬120米、深300米的地面候車廳，大膽嘗試了整體清水混凝土裝飾。裸露的混凝土結(jié)構(gòu)在自然光中呈現(xiàn)出獨特的空間美學，令車站內(nèi)部寬敞通透，讓人直觀感受到建構(gòu)一體的理念。
這是一座擁有全生命周期三維數(shù)字檔案的建筑?！斑^去建鐵路站點要給國家交二維圖紙，雄安站我們采用了BIM‘陪伴式’設計，工程完工后，將移交全生命周期的三維數(shù)字檔案?！碧杖徽f。
“這意味著整個建筑的每個細節(jié)都可追溯?！敝袊F設京雄城際項目四電專業(yè)負責人任超說，比如一個螺釘壞了，維修人員可以查詢到這個釘是哪個廠家生產(chǎn)、如何安裝的，確保正確維護。一些重要設備和節(jié)點，安裝了感應設備，可以就健康狀況自己發(fā)出“警報”。
京雄城際鐵路的智能基因不僅存在于“肌體”，更深入“骨骼”。基于BIM和GIS等技術(shù)，在沒有開工之前，設計人員已經(jīng)用數(shù)字模擬出了整條鐵路，每個點都能與現(xiàn)實吻合。
勘測階段，設計師們大規(guī)模運用激光雷達測繪技術(shù)和遙感技術(shù)，通過三維協(xié)同等技術(shù)提升了工作效率，減輕了技術(shù)人員的現(xiàn)場工作強度。
在大興機場站施工過程中，關(guān)鍵工序每天可達上百人施工，如何讓每個工人知道自己該干什么、怎么干？中鐵北京工程局北京公司利用BIM技術(shù)，對工人進行可視化交底，讓他們直觀看到重點部位甚至細節(jié)部位的施工安排和管線排布情況。
BIM技術(shù)還幫助建設者加快了施工進度。無砟軌道施工工期緊，作業(yè)空間小，物資運輸難，施工計劃以“小時”為單位。為了幫助工人準確理解施工方案，項目部利用BIM技術(shù)進行4D施工進度模擬，計算出每個工序相隔不超過2個小時，一個循環(huán)不超過16小時的最佳施工方案。正常6個月的施工工期，以平均1天完成3天工作量的速度進行，工期整整縮短了3個月。
在鋪軌階段，基于北斗衛(wèi)星和GIS技術(shù)，一張定位“大網(wǎng)”為鋪軌作業(yè)提供全流程智能化服務。鋪軌機身前后方安裝攝像頭，實時傳輸線路上機車運行畫面和行駛速度。
BIM技術(shù)還被用于實現(xiàn)安全管理。進入中鐵建工集團雄安站施工場地，智能門禁系統(tǒng)把住第一道安全關(guān)。任何人通過這個門禁系統(tǒng)，都要實名驗證、軌跡追蹤。通過監(jiān)測系統(tǒng)，工地還實現(xiàn)了對塔吊、深基坑等施工設備、環(huán)境的安全監(jiān)測。
為了確保安全培訓不再是“紙上談兵”，中鐵北京工程局北京公司項目部建立了全集團首家VR安全體驗館。通過模擬現(xiàn)場施工環(huán)境，在容易出現(xiàn)安全問題的地方以動畫和游戲的形式進行現(xiàn)實演示，寓教于樂，形象生動地展示了現(xiàn)場易出現(xiàn)的安全問題。
一種信念
攻堅克難，在一次次涅槃中重生
作為支撐北京新兩翼展翅高飛的“動脈線”，實施千年大計的“起跑線”，京雄城際在追求高品質(zhì)中遭遇了多種難題。
這是世界首次，列車要以350公里的時速下穿機場航站樓，如何在高速震動中保證航站樓的安全？
“我們的挑戰(zhàn)是無先例可循。”中國鐵設京雄城際隧道專業(yè)負責人葉少敏說。為了最大限度減少震動，建設者不僅在列車軌道和軌道之間放置了減震墊，還將航站樓變成一個奇幻世界：在相當于地下6層樓的地方，9664根鋼筋混凝土灌注樁配合1232個減震墊，讓整個建筑成為世界最大的單體隔震建筑。
高鐵穿越航站樓，走的是一條約12公里的隧道，這條隧道需要下穿永興河?！罢９て谝?0多天，但我們必須在40天內(nèi)完工！否則一旦遇到汛期強降雨，河水可能通過隧道倒灌入機場，后果不堪設想?！被叵肫甬敃r的情景，中鐵北京工程局北京公司京雄項目二標副總工程師劉立新仍然感到后怕。
項目總工程師余茂東堅持通過優(yōu)化施工方案爭取時間。比如，在拱頂涂膜防水施工前一個月，多次召集廠家、技術(shù)員等召開研討會，通過大量試驗改進施工方法，最終整個工期縮短了34.5小時。經(jīng)過現(xiàn)場800余名工作人員晝夜不間斷努力，隧道完工時距離7月主汛期僅剩5天。
隧道建成，設計師們最擔心的是出現(xiàn)“變化”。隧道所處地段處于京津冀沉降漏斗區(qū)，沉降情況每年變化，且漏斗區(qū)外圈沉降小，中間沉降大，這對建設百年工程提出巨大挑戰(zhàn)。
“我們搜集了過去30年這個地區(qū)的區(qū)域沉降情況，模擬計算出百年內(nèi)差異沉降對隧道結(jié)構(gòu)的影響?！比~少敏說，一般的高鐵山嶺隧道幾公里才建一條沉降縫，但這里大約五六十米就需要建一條。為了持續(xù)監(jiān)測隧道安全，建設者在隧道內(nèi)埋設了800個光纖感測元件，35萬米的數(shù)據(jù)傳輸光纖，作為隧道的“神經(jīng)網(wǎng)絡”，通過技術(shù)手段構(gòu)建了一條上萬個節(jié)點組成的數(shù)字隧道，“沉降錯位1毫米就能感知并實現(xiàn)報警”。
在雄安站，20000多名建設者同樣不眠不休，要為雄安新區(qū)打造一座經(jīng)得起歷史檢驗的綜合交通樞紐。京雄、京港臺、津雄鐵路等多條軌道交通和地面公交、出租車等將在這里實現(xiàn)立體換乘。
“雄安站站場總規(guī)模為11臺19線，占地面積相當于30個足球場。用鋼量達27萬噸，幾乎等同于4個遼寧艦?！敝袊F設雄安站總負責人鐘京說。
鋼結(jié)構(gòu)施工，焊接是重要工序。中鐵建工集團雄安站項目部黨支部書記王星運介紹，雄安站鋼結(jié)構(gòu)焊縫共計32萬條，總長度約800千米，需焊絲7700噸，僅焊絲連起來就能繞地球100圈。
“焊接施工要求很高，每條焊縫都要來回焊接100多次才能完成?！蓖跣沁\說，鋼板厚度最大80毫米，鋼結(jié)構(gòu)分段重量最大達36噸，給運輸、安裝等也帶來了難題。
為解決這些難題，建設者分段運輸、分段安裝，還在距離項目施工現(xiàn)場1公里的地方建了一座占地19480平方米的智能化數(shù)控鋼筋加工廠。總工程師王巖帶領BIM技術(shù)團隊，通過三維可視化模擬，對主要施工階段的交通組織、大型設備配置、材料堆場、臨建設施使用等進行科學規(guī)劃，確保施工有序進行。
建設的另一個難點是清水混凝土施工。這種工法并不鮮見，但要在寬120米、深300米的候車廳內(nèi)整體使用，每道工序都要精益求精。
“要確保鋼筋原材無任何銹蝕及污漬，每道模板接縫要精雕細刻，不能漏一點水泥漿，這樣才能保證清水混凝土的整體觀感效果?！敝需F建工集團雄安站項目部技術(shù)人員楊月新說。
簡單的空間帶來美的享受，但大量電纜、電線卻無處可藏了。據(jù)介紹，雄安站布設的電纜長度超過100萬米，如何布線給設計人員提出了挑戰(zhàn)。
“十幾個專業(yè)的管線要在逼仄的空間里找地方，經(jīng)常打架。而且電纜很粗，轉(zhuǎn)彎半徑很小，如果用二維圖進行設計，施工單位在實際操作中可能發(fā)現(xiàn)實施不了，需要返工?！碧杖徽f，BIM的三維設計優(yōu)勢幫助我們解決了整個難題。雖然增加了設計工作量，但提高了設計精度，節(jié)約了建設時間和成本。
京雄城際設計、建設階段可謂步步有艱險、時時遇難題。但有一件事情，讓參建各單位都覺得難。
大興機場站開工后，余茂東前后花費近3個月時間優(yōu)化車站地下結(jié)構(gòu)、混凝土配合比、水泥人造石等10余項施工方案，每次優(yōu)化方案都需要大量匯報、解釋工作。
這個挑戰(zhàn)設計師們也感受頗深。雄安站是站城一體的設計，需要統(tǒng)籌鐵路、軌道、公交、人防和地方業(yè)主的多種需求。設計方案10個月內(nèi)已經(jīng)溝通了幾十次，現(xiàn)在仍在協(xié)調(diào)。陶然說，站城一體的綜合交通樞紐我國還剛剛起步，需要摸著石頭過河。比如，投資怎么劃分？管理怎么劃分？更深層的問題是，鐵路站房和城市融合，需要打破現(xiàn)有建設模式，實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計、統(tǒng)一建設。
“我們的方案都是在反反復復中找到了最佳路徑。”余茂東說，京雄城際鐵路引入的鳳凰文化讓我想到了涅槃重生，這是不怕流血、向死而生的豪情。鐵路人也要有這種勁頭，經(jīng)歷涅槃、突破自我，拿出經(jīng)得起歷史檢驗的作品。
30分鐘
以中國速度成就雄安質(zhì)量、樣板工程
今天，從北京城區(qū)到白洋淀要87分鐘；未來，高速列車只需30多分鐘就能將乘客從北京城區(qū)帶到雄安新區(qū)。中國速度壓縮了京雄之間的時空距離，也成就了連接千年古城與“千年大計”的京雄城際。
專家們認為，京雄城際作為我國智能高鐵的新標桿、鐵路高質(zhì)量發(fā)展的新樣本，不能用單一經(jīng)濟維度來衡量，還要兼顧生態(tài)效益、社會效益和文化價值。這些觀點化為綠色京雄、人文京雄、精品京雄的追求，體現(xiàn)在京雄鐵路建設過程的點點滴滴。
——綠色是前提?！靶郯舱臼且蛔G色建筑?！辩娋┱f，光伏屋頂收集的能源，能夠滿足車站用電的20%；雄安站執(zhí)行了國家綠色建筑最高的三星標準，新材料、新技術(shù)的應用幫助站房在展現(xiàn)現(xiàn)代感的同時更加綠色、環(huán)保。
車站中央的“光谷”不僅能為建筑提供采光，節(jié)約電能，還增加了空間通風?！霸谶@里，乘客的感覺和其他高鐵站是極為不同的?！碧杖徽f，整個建筑更加開放，雨棚沒有吊頂，清水混凝土裝飾能讓人看到外露的建筑肌理，創(chuàng)造了人和建筑對話的空間。
綠色理念也體現(xiàn)在施工中。雄安站的施工現(xiàn)場，熱火朝天又井然有序。來來回回的灑水車不斷將路面浸濕，避免揚塵。圍繞著施工場地，自動噴淋裝置不停地噴出水霧——智能環(huán)保動態(tài)監(jiān)測、揚塵監(jiān)測及自動噴淋，為綠色施工提供了保障。從雄安站項目部到施工現(xiàn)場，“暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟藝術(shù)、智能便捷”的標語隨處可見。
在大興機場站建設中，項目部每天灑水5次，重點部位、裸露土方幾乎100%苫蓋。施工結(jié)束后，項目部用23個小時將5個廠家70個集裝箱、85個板房清理干凈，配合了機場的建設進度。
——人文是核心。人文的核心是重視人，尊重人，關(guān)心人，愛護人。在京雄城際鐵路的設計中，設計師們特別提出了鳳凰文化。“鳳凰其色五彩，身具五德?！薄笆区B也，飲食自然，自歌自舞，見則天下安寧?！痹O計者們希望這種祥瑞之鳥，能夠賦予京雄城際獨特的能量，給京津冀約21萬平方公里、1.1億人口的土地，持續(xù)注入人流、物流、信息流。
“屆時，雄安新區(qū)能夠與北京、天津形成半小時交通圈，便利沿線群眾出行，也提高了雄安新區(qū)對周邊的輻射能力，有助于京津冀地區(qū)打造世界級城市群?！敝袊F設運輸規(guī)劃院副總工程師陳波說。
“高質(zhì)量發(fā)展是關(guān)于人的事情?！敝袊鞘幸?guī)劃設計研究院總規(guī)劃師朱子瑜指出，營造出高品質(zhì)的空間，才能吸引人、留住人、留住心。
雄安新區(qū)正在尋求以不偏不倚的中國傳統(tǒng)智慧留住人們的心，京雄城際鐵路放大了源于其中的科技元素。
從高空俯瞰，毗鄰白洋淀的雄安站狀似荷葉上的一滴露珠。“我們按照水文化，把站房的整體造型做成橢圓形，用藍色漸變的形式呼應水文化，寓意為清泉源頭，風吹漣漪?！碧杖徽f。
按照雄安城市規(guī)劃的要求，京雄城際鐵路在雄安建設了全國第一個全地下的牽引變電所?！半y題是設備、高壓電網(wǎng)需要通風散熱，且地下空間逼仄不利于大型設備安裝?！比纬f，我們專門設計了一個吊裝通道，讓設備坐“電梯”抵達地下站房。為了減輕后期維護人員壓力，建設者在這個變電所的各項設備上安裝了感應器材，讓它成為一個智能化、無人值守的變電站。
——精品是目標。在京雄城際鐵路建設全過程，鐵路人不斷追求精益求精。
京雄城際是我國第一條全過程運用鐵路BIM標準設計的智能高鐵?！熬┬鄢请H的智能化是全方位的，是建設初期至開通運營全過程的系統(tǒng)建設，各項智能化技術(shù)在與京雄城際鐵路深度碰撞融合過程中，也為中國鐵路智能化的發(fā)展拓展了思路。”任超說，通過京雄城際智能化建設，推進我國高鐵智能化技術(shù)標準進一步完善，能夠確保智能化技術(shù)落地應用更加穩(wěn)定。
“攀登永無止境。我們必須在柱子里多埋幾根管線，多預留接線通道，給未來留下接入空間?！比纬f，人們已經(jīng)在考慮由機器人施工、機械手臂維護機房了。未來，鐵路可能會變成技術(shù)密集、技術(shù)領先的行業(yè)。
雄安站是世界第一條擁有全生命周期BIM三維檔案的車站。后期維護時，工作人員只需調(diào)閱資料，便可根據(jù)檔案找到最佳方案。
施工工藝大量創(chuàng)新。大興機場站地面采用了水泥人造石，它的工藝比傳統(tǒng)水磨石增加十幾道工序，且流程嚴苛。水泥、骨料、石粉等原材料的選用標準高、偏差控制嚴，一個環(huán)節(jié)不到位都可能造成水泥人造石開裂、收縮、空鼓。余茂東組織技術(shù)人員反復進行試驗，經(jīng)過30天的數(shù)據(jù)采集、計算分析，終于找到一套最佳工藝，實現(xiàn)了技術(shù)突破。
項目結(jié)束前，中鐵北京工程局北京公司京雄城際項目部申請專利發(fā)明14項，形成全標段綜合施工總結(jié)一冊，為我國鐵路創(chuàng)新發(fā)展做出了積極貢獻。
“京雄城際設計團隊近300人，為了這個工程傾盡全力。但這不是我們創(chuàng)造的奇跡，是偉大的時代、祖國的發(fā)展，造就了這個奇跡?！敝袊F設京雄城際項目總體設計師肖銳說。
“快、快、快！近30年，中國鐵路發(fā)展讓世人驚訝?！?5歲的陶然出生在鐵路邊，成長為鐵路人，他最深的感慨是目睹鐵路巨變——從0公里到近3萬公里，高鐵營業(yè)里程居世界之首。從引進國外機車到自主研發(fā)復興號，技術(shù)進步已領跑世界。每小時350公里，是目前世界上高鐵運營的最高速度。剛剛過去的暑運，全國鐵路旅客發(fā)送量超7億人次，相當于全中國一半的人乘火車出行……
下一步，中國鐵路將在智能化的快車道上繼續(xù)奔跑。中國國家鐵路集團有限公司董事長陸東福說，中國鐵路將在智能建造、智能裝備、智能運營、智能養(yǎng)護維修、智能服務等方面大力推進技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，全面提升中國高鐵智能化水平，讓人民群眾有更多獲得感，為世界高鐵建設發(fā)展提供中國方案。
