保驾凤凰展翅__树轨道交通...兴国际机场线总设计师姜传治_张威.pdf

A VIEW OF LABOUR UNIONSien风采 我在一线M大兴机场线是国内运行速度最快的地铁线路。为实现“中心城至大兴机场半小时通达”的目标，姜传治和他的团队在城市轨道交通领域率先引入国铁动车组平台，突破行业规范、攻克技术难关、探索制式创新，一边执着求索，一边编制标准，通过一系列的技术创新，设计诞生了国内运行速度最快的“1 6 0 公里/小时”地铁，将国内城市轨道交通带入高速时代。大兴机场线重新定义了城市轨道交通建设的理念和标准，成为新时代城市轨道交通的新标杆，与大兴国际机场相得益彰，共同成为新晋的“网红打卡”地。人们常说：数字是设计师的语言。在北京大兴国际机场线建设的 3 3 个月时间里，姜传治和他的设计团队用一组组平凡的数字见证了轨道交通大兴国际机场线的一个个不平凡的奇迹。160km/h，中国速度跨越式的突破大兴机场选址京冀交界处，尾落永定河，昂首望北京。为了能让大兴机场具备足够的吸引力，设定了大兴机场至天安门 3 0 分钟通达的目标。3 0 分钟？这意味着，大兴机场线的行车速度必须达到每小时 1 6 0公里才能实现这一目标。一方面是时间目标的确定，另一面是确实不可逾越的技术障碍。在既有线路最高时速每小 1 2 0 公里的基础上再提高每小时 4 0 公里，这意味着大兴机场线没有任何可以借鉴的工程案例，也没有稳定的技术标准可以遵循。每小时 1 6 0 公里速度下，车是什么样的，供电系统是什么样的，轨道是什本刊记者 张威保驾凤凰展翅 树轨道交通新标杆记北京市劳动模范、北京城建设计发展集团股份有限公司北京大兴国际机场线总设计师姜传治A VIEW OF LABOUR UNIONS36A VIEW OF LABOUR UNIONS么样的，通风怎么解决，配线如何设置，线路超高如何选取，缓和曲线长度如何选配以往驾轻就熟的各种技术参数在这这一刻仿佛都变得模糊不定，项目一度陷入了僵局。横亘在姜传治面前的第一座大山是车辆供电系统选型。大兴机场线的系统选型方法不仅是对传统城市轨道交通线路系统选型的一次创新，也是对传统地铁设计理念的一次革新。通过这次系统选型研究，改变了城市轨道交通设计体系的工作流程和专业间配合模式。姜传治直言，传统城市轨道交通系统选型工作长期以来都是车辆专业的工作，可以简单地定义为选取合适车辆，也就是从既有的 A型车、B型车、C型车中选取一种车型。起初，大兴机场线初期的选型也是这个思路，但是当速度提高到每小时 1 6 0 公里后，能达到这个速度的车，传统直流供电出现了能力不足的问题，需要同时比选交流系统的适用性，而交流和直流系统的区别不仅在于供电系统的区别，还要连带地影响到地下盾构区间的土建造价，可谓牵一发而动全身。为此，姜传治在车辆和供电选型之前增加了顶层时间目标维度的比选，在二者之后又增加了接触网选型维度、盾构内径维度、土建工程造价维度，以及系统运行能耗维度，从多维度进行全寿命投资比较。姜传治和他的设计团队对大兴机场线的车辆供电系统选型论证，是传统工程的 3 倍工作量，相当于完成了三种系统模式下的全寿命工程造价比较，最终形成了现在的推荐方案。横亘在姜传治面前的第二座大山是设计标准问题。速度提高到每小时 1 6 0 公里后，盾构尺寸多大，车站多高，曲线半径多大，缓和曲线多长等等技术参数都要重新确定。此时，中国地铁设计规范编制的最高速度仅仅为每小时 1 0 0 公里，速度提高到 1 6 0公里后，每个数值都需要重新进行确定。没有参照对象，姜传治想到了国铁这个“老大哥”。众所周知，城市轨道交通建设在城市中，为了提高覆盖能力，站与站之间的距离往往都很小，所以城市轨道交通跑得都不快，但是国铁却有着每小时 3 5 0 公里的运行经验。地铁设计规范虽然只写到每小时 1 0 0 公里，但是基本计算理论和国铁是一致的。他没有盲目地照搬国铁设计规范，而是开展了大范围的对标工作，最后把机场线的设计参数分成了两类。一类跟速度有关的，包括线路的曲线半径、缓和曲线长度、轨道的超高、道岔形式、信号系统等等；一类跟速度无关，但是跟服务有关的，包括行车组织、车站设施、风水电等。针对这两类指标的选取，跟速度有关的参数，姜传治和团队通过理论计算，以国铁取值进行对比，按照大兴机场线的运行特点进行了针对性的选取，为大兴机场线量身编制了 大兴机场线设计暂行规定 ，解决了高速条件下的技术参数选取，为工程建设扫清了缺少技术标准的障碍。2 0 1 5 年 8 月 1 9 日，这一时刻将载入史册。大兴机场线总体技术方案通过专家评审，标志大兴机场线诞生成为中国城市轨道交通领域第一速度。1 6 0 k m/h，姜传治创造了中国速度！9 年潜心研究，33 个月建成新时代城市轨道新标杆虽然大兴机场线建设仅仅用时 3 3 个月，但研究工作却早于 2 0 1 0 年便已经启动。北京城建设计发展集团股份有限公司先后投入数百名工程师，前仆后继，十年磨一剑，完成了大兴机场线功能定位及总体设计方案。经过长达 7 年的方案研究，项目终于于 2 0 1 7 年元月正式启动。启动即是决战，从 2 0 1 7 年 1 月至建成通车目标仅剩下 3 3 个月的工期。为了缩短工期，姜传治秉承设计引领建设的设计理念，带领参建设计单位进行了大量的方案优化，从优化设计方案上抢工期。大兴机场线一期工程的隧道长度约 2 0 公里，其中A VIEW OF LABOUR UNIONS 37A VIEW OF LABOUR UNIONS约 1 8 公里为内径 7.9 m的单线盾构隧道。隧道内接触网的架设方案不仅需要考虑系统本身的功能性因素，还需要兼顾工期、造价、施工难度和后期运维等一系列问题，接触网系统的选用难题摆在了姜传治面前。如果采用类似高铁的接触网系统，系统建造的技术成熟度完全没问题，但是每间隔 1.2 公里就需要在隧道里面设置一个类似“猫耳洞”的下锚洞来安装接触网的张力补偿坠砣，以保证接触网高度和弹性的均匀性，列车才能实现连续可靠取流。但在盾构隧道内掏一个这样的“猫耳洞”却不是一件简单的事，首先需要破开已经安装到位的隧道管片，这会直接面临一个重大的工程难题，那就是防止地下水在管片破口时渗入隧道的问题。为解决这个问题，一般会采用冻结法施工，这一工法是在含水土层内钻孔打入钢管，导入循环的液氮，使周边的地层冻结，形成坚硬的冻土壳，以保证地层稳定和能起隔水作用，然后才能进行“猫耳洞”扩挖。这样一处的下锚洞需要耗时将近 2个月，耗费约 4 6 0 万，全线共有 7 2 处这样的下锚洞，不管是时间还是投资额都是姜传治不能接受的。为了缩短工期，大兴机场线地下段采用了刚性接触网，但高速、高密度运营状态下刚性接触网方案，在世界范围没有成功经验。为了攻克这一难题，姜传治和团队远赴欧洲、北上天山，深夜在奥地利斯滕伯格隧道观察在线运行状况，经过细致调研和多次论证，成功设计出刚性接触网，缩短工期约 6 个月，节约工程投资 3.3 亿元。2 0 1 7 年 1 2 月，距离通车还有 2 1 个月，但是距离 2 0 1 8 年 1 0 月接收第一辆车到达样板段开始动调却仅剩 1 0 个月的时间。作为国内首条每小时 1 6 0 公里时速的线路，大兴机场线试运行的状态到底是什么样，姜传治有憧憬但更多的是担心。如果第一辆车不能按时接入，动调无法开始，那么 2 0 1 9 年 9 月通车的目标将化为泡影。而此时大兴机场线磁各庄车辆段受拆迁影响，场地依然没有交付。所有项目人员的心都提到了嗓子眼。作为总体设计单位，通车目标就是军令。姜传治带领团队将全线能够实现区间接轨的条件全部梳理了一遍，同时考虑到征地拆迁手续问题，与施工单位详细排查了在手临时用地条件，最终选择了航站楼北侧大兴机场线与机场高速公路之间的一块施工场地，巧妙地采用区间辅助线接轨的方案，设置了临时停车场。位置选好后，他连夜带领具体设计单位深化总图布置会，力争将周边环境的干扰降到最低。2 0 1 7 年 1 2 月 3 1 日一早，当姜传治拿出临时停车场方案时，建设单位领导说：“这个元旦我们能踏实的过了。”临时停车场方案，很快得到市政府相关主管部门的一致认可。元月 1 4 号启动建设，2 0 1 8 年 1 0月按时投入使用，为大兴机场线动车调试创造了先决条件，扫清了大兴机场线按时通车的最后障碍。5 万多张图纸，辛苦付出创造了新历史大兴机场线的建设需要多少张图纸才能建成？姜传治和团队一共出了 8 7 9 册总计 5 3 0 0 0 余张图纸。在这背后是 1 2 6 名工程师的辛苦付出。她们有的是孩子妈妈，将孩子放在电脑边，加班至黎明；他们有的身体患病，没时间及时去医院，而是跑到工地解决施工问题；他们有的多少次加班至深夜刚回到家中，突然又想起一个新的灵感，又折回办公室，再次调整第二天的研究思路。姜传治和团队拥有“来之能战，战之能胜”的铁军精神。在大兴机场线设计中，姜传治发现有了速度并不代表这条线路一定有竞争力，一条线路能否获得乘客的认可与它的服务水平息息相关。他们率先提出“轨道交通对标航空服务”的建设理念，将对标工作细分成 7 个大项、1 7 个研究专题、7 7 种落实方案，从车站环境、站内设施、车厢环境等方面，全面提升大兴国际机场线服务水平。在车站上，姜传治首先实现地下空间地面化，在草桥站结合上盖开发条件，引入大量天井和下沉广场，将自然光引入车站，设置便于携带行李乘客使用的大运量垂直电梯，将楼扶梯作为备用设施；车站空间设计中，加高加宽了乘客使用空间，为旅客提供开阔的空间体验感。大兴机场线在姜传治和团队的匠心雕琢下，车站环境和空间焕然一新。一切付出终有回报，大兴机场线设计工作连续获得北京市优秀工程咨询成果一等奖、全国优秀工程咨询成果一等奖，成为名副其实的“网红打卡地”。A VIEW OF LABOUR UNIONS38