打造中国智能高铁示范站

——中铁建工集团京张高铁清河站建设纪实

梁秦

2018年09月15日19:40  来源:人民网
 

 1905,中国已有开平铁路、津浦铁路等16条铁路开通运营。但在国人心中,刚刚开工的京张铁路才是中国的“第一铁路”——这是中国人自己修的第一条铁路,筹资、设计、施工、运营都由中国人承担,开创了中国自主修建铁路的新纪元。

2016年,新的京张铁路——京张高铁开工时,中国高铁总里程已突破1.9万公里。与老京张铁路相似,京张高铁也在创造着属于中国人的“第一”,其中最令人自豪的,就是它是世界上第一条全线采用智能技术建造的高铁,开启了世界智能铁路建设的先河。京张城际铁路是京兰客运专线东段,建成后将成为世界上第一条设计时速350公里有砟轨道高速铁路,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,全线长约174千米,旅客乘火车从张家口到北京的时间将缩短到一小时。

车站是铁路的窗口,也是高铁建设的关键工程。清河站位于北京市海淀区清河镇,工程建筑面积13.47万平方米,地下两层、地上两层、局部地上三层结构。站房整体设计以“海纳百川”为理念,采用曲面式屋顶,抬梁式悬挑屋檐等中国古代建筑手法展现北京古都风貌。车站连接京张城际铁路、地铁13号线、昌平线南延及19号支线、G7 高速,建成后将实现高铁、城铁、公交车、出租车、私家车完美一站式零换乘,成为北京北部全新的客运交通枢纽。今年8月,在京张高铁第一大站清河站开始安装站房钢结构之际,笔者走进清河站工地,实地探访了“精品工程、智能京张”在这里如何实现。

老房子,新风景

京张铁路清河站始建于1905年。京张高铁开工后,它的命运受到很多铁路迷关注,人们担心它会从历史上消失。2017年9月5日,新清河站开工3个月多后的一天下午,随着一声哨响,102岁的老清河站开始缓缓滑动。这段84.5米的搬家旅程,足足走了3天。

“老站房是百年京张的历史见证。”中国中铁建工集团清河站项目部党工委书记韩方超说,在研究清河站建设方案时,铁路部门组织了多次评审,确定将老站房平移至工地旁边“暂住”,待工程完工后,再移至新站房旁作为博物馆永久保存。

为防止“搬家”时出现磕绊,项目部对搬迁方案做了反复调整。他们给墙体穿上“铁背心”,为地基装上钢支架,并在地面铺设轨道,让老站房坐着“轮椅”平稳滑到工地东北角,又用围挡将它保护起来。

如今,老站房已成为京张高铁的全新风景,引来许多人参观。看到站房安然无恙,人们频频给韩方超和他的同事点赞。

最难的一座,最好的一座

相比于老站,新清河站大了400多倍,面积达13.47万平方米。这因为它不单是高铁站——它将与3条地铁、一条高速公路连接,实现高铁、地铁、公交车、出租车、私家车完美零换乘,成为京北最大的交通枢纽。

13.47万平方米的规模,让清河站成为京张高铁第一大站,却给建设者留下难题,第一个难题就是施工空间太小。车站东邻居民楼、写字楼,西边紧挨地铁13号线,施工只能在长670米、宽146米的“狭缝”里展开。工地基坑距13号线最近只有5.7米,基坑变形、沉降,塔吊吊臂“越界”,都会危及地铁和居民楼安全。

当然,险情从未出现。项目部在基坑每隔50米处布设监测点,搭建了深基坑变形智能监测系统,任何一个位置变形超过预警值,都会被项目部调度中心的工作人员及时发现。高耸的塔吊和吊车上,安装了群塔防碰撞系统和风速传感器,不仅精确控制塔吊吊臂的旋转半径,还能防止吊车“超载”和司机无证上岗,从源头上保证群塔作业安全。

基坑挖好后,桩基施工成为重要工序。林立于基坑里的3931根基桩,将共同支撑起车站的庞大身躯,并帮助车站抵御8级地震。项目部采用超声波自动成孔检测仪为基桩做“全身CT”,保证了每根桩都是质量达标的优质桩。

在京张高铁车站里,清河站还以“新”著称。车站将应用大面积无柱空间结构,营造不亚于机场航站楼的乘车环境。为此,项目部要搭建近3万吨的钢结构,施工难度空前。关键时刻,BIM技术大显身手。项目部对钢结构材料进行BIM建模,快速精确地计算构件尺寸,实现了工厂精密加工、现场精准安装,保证了构件安装准确率达100%。

未来清河站投入使用后,依然可以利用BIM系统,对全站内部结构、安全风险等进行跟踪、排查和管理,真正实现BIM全生命周期化,实现BIM技术应用的最大化。这也是国内首次将BIM技术应用于工程全生命周期的建设与管理,将为今后大型工程BIM技术应用研究积累了丰富的实践经验。

BIM技术的深度应用,同时也带动着清河站智能信息服务管理平台的建设。庞大复杂的工程结构体系,如何让各参与方实现协同管理、实时管控、高效合作?项目部创新了以铁路工程管理平台为主要实施管理平台的先进管理模式。管理和技术人员可以通过对比方案虚拟进度和实际进度,找出差异,分析原因,实现对进度的合理控制与优化;还能通过信息化平台进行图纸会审,与建设单位、设计单位等进行可视化沟通,降低沟通难度,提高沟通效率。

经过一年多时间探索实践,项目部建成包涵五大管理功能49个独立模块的“三维铁路站房工程管理平台”,将“零散碎片化”信息进行遴选整合,将关键性数据信息通过三维平台实时共享给用户,满足管理层“最短时间内掌握最关键信息”的愿望。目前该系统已广泛应用于项目部人员管理、智能环境监测、智能安全帽、成本管理、质量追溯等模块,在工程设计、施工、安全、质量、进度、管理等方面。借助该平台,项目部已累计发现解决问题304条。“精品工程、智能京张”理念得到全面贯彻执行。

“清河站是中铁建工集团承建的313座站房中最难的一座。”项目经理曾科斌说,“但是因为全面应用智能建造技术,它将成为最好的一座。”

这样的高铁,我们也想要

修建京张铁路时,为避免拆毁居庸关一座村庄的民房,詹天佑让线路绕远了20多米。今天,新一代建设者传承天佑精神,让京张高铁不仅成为智能高铁,还是一条绿色高铁。

在清河站工地布置上,项目部坚持紧凑原则,使临时设施土地利用率达到90%以上,将对施工用地的占用降至最低。

清河站地处海淀上风上水之地,土方开挖量接近140万方,体积相当于景山公园。项目部配备环保除尘雾炮及降尘喷淋装置,与PM2.5建筑扬尘在线监测系统联动。一旦监测到PM2.5超标,雾炮与喷淋系统就会自动进行洒水喷淋,杜绝了扬尘产生。

为让车站如期建成,工地上昼夜施工。夜里,LED灯上的定向灯罩和焊机上的遮光板,减少了光源外泄,附近居民即使打开窗户,也不必担心光照影响睡眠。

开工以来,周边居民与这位“新邻居”相处融洽,项目部从未受到环保投诉。住房与城乡建设部、北京市政府也分别授予清河站绿色科技示范工程、北京市绿色安全样板工地等称号。今年上半年,项目部在信用评价中获得100分的成绩。

“智能”加“绿色”,使清河站成为“明星”。“我们亟需学习你们,让这样的高铁也出现在泰国。”泰国国家铁路局工作人员参观时感叹道。

这样的工地,请多来几个

早上6点,北京市安宁庄路上的清河站项目部幸福家园喧闹起来,建设者们开始陆陆续续赶往工地,日出而作,日落而息,路过的人们大都只能瞥见围栏广告牌上数张灿烂的笑脸。

“冬天有暖气,夏天有空调,24小时供应热水,还有电脑可以上网,我很满意。”来自河北承德的焊工黄英卓说,他之前在不少工地待过,这里是条件最好的一个。智能淋浴室、自动的洗衣房、温馨的图书室、党员活动室、电影放映室、VR体验室、劳动争议调解室一应俱全,这里是来自五湖四海农民工兄弟的幸福之家。

清河站项目部农民工宿舍共有200间,配有中央空调。考虑到夫妻双方都在工地打工,专门设置了30间夫妻宿舍和 10间探亲房,有需要的工友可以给项目部申请予以安排。

引进物业“托管”,是幸福家园的一大特色。从3个投标公司中,选择在智能化管理服务方面最具优势的单位。为做好物业,其投入了包括食堂后厨设备、网络、视频监控、智能洗衣机等诸多设备。

清河站项目部及时建立分包队伍管理台账,收集分包队伍资质等管理资料,对农民工进行进退场登记、合同签订、安全教育、生产技能培训、办理一卡通、分配住宿床铺全面管理。作为项目部外聘的管理人员,盖东方自称,是农民工服务站顶层制度设计的参与者。他每天他都要走遍幸福家园的每个角落,抽查部分宿舍和检查洗漱区,确保无任何安全隐患。

“农民工兄弟是双重建设者,回到老家,扛得了锄头,下得了地头,侍候得了庄稼;进了城市,下得了工地,绑得了钢筋,建得了铁路和高楼,我们要向劳动者致敬!”北京市总工会副主席韩世春对清河站的管理方法给予了高度评价。

新团队,老党员

清河站工程技术部有61名技术人员,这是一个年轻的队伍,90后占比高达69%。这个充满活力的年轻的团队敢于创新,勇于接受新挑战、新任务。

桩基是确保工程安全的重要基础。清河站有近4000根大桩径超长混凝土要进行灌注桩施工,其中最大桩径1米,最长桩长53.5米。技术团队经过反复试验论证,摒弃传统的电弧焊方式,首创了“双螺套”的新型连接法。这种连接技术在清河站工程桩施工中得到广泛应用,每根钢筋笼对接时间由原来的4小时,缩短至0.5小时,不仅加快了施工进度,更是极大的提高了工程质量。京张铁路建设公司精品工程督导组在检查中对该项技术提出表扬,并且计划在京张全线推广使用。这个新团队非常注重对行业内部新技术的应用,仅2017年建筑业发布的10项新技术,就推广运用了地下基础和地下空间工程技术、钢结构技术等9大项28小项,给项目建设提供了新的动力。

尤兆军是一名有着20多年党龄的退伍的老党员,如今再清河站项目部从事安全员的工作。他每日要爬主站房几十米高的钢结构四、五遍,进行安全盯空。因为他的存在,避免了许多危险事故的发生。

在一天晚间的最后一次安全排查时,老尤发现钢结构架子已经完成了吊装,但是配套的水平兜网并没有挂。“当时已经到下班时间了,我想着我明天一早就来装,不耽误事儿的。”负责吊装施工的人员事后回忆。负责安全工作的尤兆军还是意识到了风险性。为防止钢结构架子上有人或物体坠落造成事故,他立即去找负责生产经理,要求把水平兜网挂上去。可是此时,工人都已下班。但是出于安全的考虑,老尤在探照灯的照射下,爬上高架,把水平兜网挂了上去。那一夜,老尤睡了一个安稳觉。第二天,意想不到的事情发生了。一名工人上工比较早,无意间从钢结构高架边缘处掉了下去。万幸的是,尤工前一天晚上排除了这一安全隐患,才避免了坠亡事故的发生。

老党员的认真负责、新团队的勇于创新,给项目安全、高效建设加上了保险和助力。我们相信,在新团队、老党员们的共同努力下,一个体现“五大发展理念”的绿色奥运工程将呈现在世人面前。

目前清河站进入紧张施工阶段,预计9月底将完成全部混凝土施工,并实现钢结构封顶。(作者系中铁建工集团党委工作部副部长)

(责编:梁嫚(实习)、夏晓伦)