2019年6月12日,京张高铁清华园隧道进口最后一组500米长钢轨驶入接轨点精准落位,至此,京张高铁全线铺轨完成,向着年底全线开通的目标更近了一步。一样的起点,一样的终点,从“京张铁路”到“京张高铁”,两者一字之差,中国的铁路建设者们却为之战斗了110年。
百年前,中国铁路的开拓者们忍辱负重,在外国人的质疑与不屑中,用双手测绘,用双脚丈量,用爱国之心注入每一根枕木,越天险、克万难,终将“人”字形京张铁路交付于国人,呈现给世人,铸就了这条“争气路”。百年后,不管是“误差不超过一毫米”的清华园隧道盾构施工,世界上埋深最深、规模最大的暗挖地下高铁车站——八达岭站,还是为京张高铁全线建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务的“大脑”,无不证明着这条“争气路”早已蜕变成智能化、信息化引领的“王牌路”。从时速35公里到时速350公里,如今,这条全长174公里的铁路就像是一根全国铁路网上的一根主动脉,向世人展示着一代代铁路工作者和铺路人满怀初心的铿锵热血。
千山万水破险阻 造就中华“争气路”
长6020米,并行13号线,与北京地铁10号线、15号线、12号线相交而过,还要下穿7处重要城市道路以及近90条重要市政管线。隧道开挖直径达到12.64米的清华园隧道,成了京张高铁施工的一头“拦路虎”。而百年前,隧道施工一样困扰着想要书写中国铁路梦想的建设者们。
从北京到张家口,全程200多公里,地形复杂,崇山峻岭横亘其间。尤其是从南口往北,经过居庸关、青龙桥到八达岭这一段路,地势越来越高,尽是悬崖峭壁,坡度极陡。尤其是八达岭隧道,更是一项艰巨工程。当时,有的外国工程技术人员根本不相信中国能修成这条铁路,公开讥讽说:“修筑这条铁路的中国工程师,怕还没有出世了!”
1905年,从美国耶鲁大学留学归来的詹天佑被聘请担任总工程师,主持修建京张铁路。塞外的风沙大,常常狂风怒号、灰沙满天,吹得人睁不开眼,稍一不慎,就会跌入万丈深谷。詹天佑带领工程技术人员,先后踏勘了三条路线,为了寻找一条最好的路线,他来回奔走,白天测量、赶路,晚上在帐篷里就着灯火绘图,一遍又一遍地复勘定线。他常提醒助手们说:“诸位可曾想到,你们肩上的责任有多么重大啊!工程技术第一就是要求精密,不能有一点含糊。”在领军人的带动下,第一批“追梦人”同袍一心,背上曲线尺、计算尺、水平仪、标杆、经纬仪,骑着毛驴,翻山越岭,成天奔走在深山野地,将京张铁路一厘米一厘米地绘制了出来。
工程开始后,詹天佑下定了决心,一天不打通,就一天不回北京。为了能让火车顺利爬上陡峭山坡,詹天佑顺着山势设计出巧妙的“人”字形折返线,成为中国铁路史上的一个创举,同时大胆使用炸开岩石和凿竖井等开凿方法,攻克了一道道难关,打通了当时世界上少有的长隧道。新京张高铁总体设计师王洪雨表示,不管是“人”字形铁路的应用,还是用竖井法挖八达岭隧道,这些创新至今仍然是中国铁路建设的“王牌”工法。
王牌工艺配铁军
误差不超一毫米
“要从5.4米的地下穿越北京地铁10号线,实现这么大体量的盾构施工,误差还不超过‘1毫米’,就好像在人体的众多动脉之间做手术。”中铁十四局京张高铁清华园隧道项目盾构经理赵斌表示,京张高铁清华园隧道是目前北京市内最大直径的盾构隧道,是全线唯一采用盾构法施工的隧道,也是国内位于城区穿越地层复杂、重要建筑物众多的单洞双线大直径盾构隧道。
为了向前辈致敬,让中国铁路“再争一次气”,打造“王牌工程”,铁路工作者们喊口号、摇战旗,动用了国内最领先的技术工艺,拿出了热血斗志与看家本领。赵斌向记者介绍,不管是设计、施工还是工装,清华园隧道盾构段在稳扎稳打的基础上,展示了诸多创新成果。盾构机采用常压换刀技术,实现盾构易损刀具安全便捷更换,提高作业安全度和作业效率;引进和开发多套泥浆处理设备,全面解决粘土地层掘进中大量废浆处理的难题,实现了无污染、零排放的绿色、环保施工要求;首次实现了轨下结构及附属沟槽全预制拼装,将盾构掘进与轨下结构及附属沟槽同步施工,大幅度提高了施工效率、改善了作业环境、减少了施工污染。施工中采用全过程可视化监控平台,实现了盾构掘进过程中的数字化模拟、盾构施工引起的地层及邻近建构筑物实时预测预报技术、盾构隧道施工全过程的可视化动态管理技术。
“我们联合参建单位、科研院所和高校开展技术攻关,应用BIM技术、三维可视化监控、盾构云平台指挥、自动化监控量测等措施,实现了智能模拟、精准预测、提前预警、实时修正,克服了盾构超浅埋始发接收、超近穿越重要建构筑物等难题,确保了施工安全。”赵斌说。
百年前打通八达岭隧道,被列强欺辱蔑视的国人出了一口恶气;清华园隧道的顺利贯通,则让中国的铁路人扬眉吐气。这一次,中国的铁路施工技术走在了世界的前列。
天佑精神有传人
工人齐心造精品
2018年12月13日10时18分,在欢呼声中,历时2年7个月的京张高铁正线最长隧道工程——新八达岭隧道安全顺利贯通。
从地面到贯通现场,乘车要十几分钟。驱车行进过程中,光线越来越暗,隧道壁上的灯光由近到远排列,宛若指引通往地下世界的路标。现场,不管是中铁五局京张三标项目部领导、工程监理,还是普通的一线工人,身穿不同颜色工作服的他们都难掩心中同样的激动之情,摇旗呐喊,庆祝这一历史性的时刻。而在隧道深处,工作并未停止。爆破的轰鸣声、零件的敲打声、焊条熔化的“呲呲”声在隧道内回声阵阵,构成了一曲工地上的交响乐;一名职工拿着手电筒渐行渐远,投射出的光柱随行走晃动,像是照亮隧道深处的灯塔。
一名职工踩着脚手架,借着灯光在隧道顶端的管片上进行作业,灯光的一部分也照亮了他屏息凝神的脸。正在下面观望的一名职工表示,这是在为接下来铺设电缆做准备,他操着南方口音说:“这两年我们克服了无数困难,甚至已经有些习惯‘地下生活’,但我们知道这工程对国家来说意义重大。希望京张高铁正式通车的那一天,我也能坐在‘复兴号’里,和我的家人一起去看2022冬奥会。”
2019年8月23日11时28分,伴随着最后一罐混凝土的浇筑完成,京张高铁八达岭长城站主体结构正式封顶。八达岭长城站距离北京北站70公里,总建筑面积49500平方米,是全线10座车站中唯一一座地下车站,位于八达岭景区滚天沟停车场下方,毗邻八达岭长城。八达岭长城站位于地下102米、相当于30层楼高的深处,占地39800平方米,相当于6个足球场。这是世界上埋深最深、规模最大的暗挖地下高铁车站,是人类建设史上少有的挑战。选择这个点位,是服务冬奥和八达岭景区,保护长城和“人”字形线路等多种目的统筹协调的结果。
穿过雄伟长城,埋藏在地下深处的八达岭长城站,是名副其实的“大山之心”。它是京张铁路这根主动脉的重要节点,更是汇集了工程中的各类重难点。北京虽缺水,八达岭山区水量却很丰沛,一个隧道挖出来,可以排放上亿立方米的地下水,排水难度极大。
与车站类似,八达岭隧道一样地处不良地质带,隧道围岩条件差,存在涌水、突泥等风险,在掘进过程中,遇到了文物保护要求高、景区施工难度大、围岩变更频繁等诸多困难。为此,中铁五局等单位的全体施工人员喊出了“秉承天佑精神,再展京张风采”的响亮口号,在隧道施工过程中,采用精准微损伤控制爆破技术以及BIM技术、人车定位系统和智能交通指挥系统等信息技术,有效避免工程建设对沿线文物和环境的不利影响,减小施工爆破对相邻洞室围岩及支护结构的损害,使隧道三次安全顺利穿过了长城。
智能铁路亮点多
开放服务全世界
作为铁路网规划“八纵八横”京兰通道的重要组成部分,京张高铁是京津冀协同发展的重要基础工程,是2022年北京冬奥会的重要交通保障设施。京张高铁全线通车后,北京至张家口之间的旅途时间将从现在的3.5小时缩短至1小时之内。
“京张高铁全线除了清河站到昌平站之间外,全部通行时速350公里的高铁列车。”京张高铁智能化工程项目总体设计师李红侠表示,京张高铁将在世界上首次实现时速350公里,还拥有智能车站和智能线路,建成后将成为世界上第一条智能化高速铁路。“中国智慧”和“中国速度”,便是京张高铁的灵魂。
“开天辟地”的京张铁路,展现的是国人智慧;展现“中国速度”的京张高铁,展示的是新时代中国人的“智能”。未来,京张高铁10个车站将有同一个“大脑”,工作人员在控制室就可以实现客站灯光、温度、湿度等设备管理、应急指挥;支持电子客票、刷脸进站,简化乘车流程,站内导航与站外导航融合,乘客从家出发输入车次即可导航至检票口或候车厅;京张高铁智能列车内饰还专门设计了滑雪板存放处、轮椅固定装置和移动新闻中心,旅客坐在列车上就能随时看奥运直播。沿线高铁站内将配备各种智能机器人,既能帮助运行李,还能自助导航。
詹天佑纪念馆馆长付建中说:“詹天佑在设计京张铁路时,对标了当时国际先进水平。他采用国际通用的1435毫米标准轨距,进口英国等国家的钢轨,引进美国生产的马莱型蒸汽机车,引入了当时世界上最先进的火车连接方式——自动车钩。在沿线各站的指示标牌上,还用英文作了标注,目的就是服务世界人民。”
今天,这条代表着世界领先水平的中国智能高速铁路,将以更多自主创新的形式,展现中国特色,更好地服务冬奥,再一次向世界人民交出一张满意答卷。
中国工人有力量
百年梦圆新京张
中铁设计党委副书记、工会主席吴俊诚表示,京张高铁是中国铁路建设具有里程碑意义的项目,一条铁路囊括了目前中国客运铁路所有的速度标准。京张高铁的一条线(174公里全线),一座桥(官厅水库大桥),三隧道(清华园、八达岭、正盘台隧道),三个站(清河火车站、八达岭站、崇礼站),是这条铁路设计者、建设者的心血结晶。他说:“京张高铁打造了内实、外美的精品工程,配置了快捷、温馨的智能列车,是继青藏铁路、京沪高速铁路之后又一条让国人自豪的线路,是中国智能高铁的1.0版,中国高铁的2.0版。”
京张高铁设计团队,涉及30多个专业,工程师300余人。前期工作搞了7年,设计材料堆起来有1层楼那么高,相当于其他相同长度铁路设计量的4倍。
吴俊诚向记者介绍,为了让本单位设计人员能够全身心地投入到设计工作中,中铁设计集团致力于为职工打造积极向上的政治环境、团结友爱的人际环境、任人唯贤的育才环境、文明安全的生产环境、勇于开拓的创新环境、崇尚高雅的文化环境,将支部建设融入到设计施工中,完善职工服务机制,维护职工合法权益,助推企业高质量发展和职工工作与身心健康全面发展。
“工会每年都会举办职工美食文化节等丰富多彩的活动,让职工在工作之余能够‘吹拉弹唱,打球照相’,以最好的状态,去设计代表国家尊严、国家骄傲、国家形象的一条高铁。”吴俊诚说。
“人文京张,绿色京张,智能京张”,百年京张铁路书写了智能高铁的新篇章。
□本报记者 赵思远 周美玉/文 彭程/摄