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一條讓京津更親近的鐵路 一項改變生活方式的工程
鐵路意味著什麼?京津城際軌道交通工程又意味著什麼?
鐵道部官員如是說——鐵路是國家重要的基礎設施,是國民經濟的大動脈和大眾化的交通工具,在全面建設小康社會中肩負著重要的責任。京津城際軌道交通工程,是我國中長期鐵路網規劃建設中的重要項目,是快速擴充鐵路運輸能力,快速提昇鐵路運輸裝備水平,加快鐵路現代化,適應我國經濟持續快速發展的戰略舉措。
確實,北京和天津是地處我國心髒部位的兩大直轄市。以京津為中心的環渤海地區是我國經濟發展最快、最具活力的地區之一。隨著我國全面建設小康社會目標的實施,京津兩地市民異地就業、異地居住已成為可能,未來京津之間人員往來將更加頻繁。目前京津間已有的鐵路通道京山線京津段利用率已超過90%,現有鐵路運輸能力已遠遠不能滿足運量增長的需要。因此迫切需要公交化、大容量、快速度的交通工具。
30分鍾路程對北京意味著什麼?在促進環渤海區域經濟發展的同時,京津城際軌道交通工程將為北京市率先基本實現現代化和舉辦高水平的2008年奧運會,實現新北京新奧運的戰略構想發揮重要作用。
30分鍾路程對天津意味著什麼?天津的制造業優勢、港口優勢和物流優勢將得到更好發揮,更有條件實現京津之間資源共享。充分利用毗鄰首都的優越性,加快自身的發展。
對於眾多參建單位來說,京津城際軌道交通工程具有設計標准高、技術含量高、環境保護好、抗災能力強、管理體制新等特點。建設京津城際軌道交通工程,責任重大,使命光榮,同時又是自身水平的一次展示和檢驗。
專家說,京津城際鐵路建成後,京津『半小時經濟圈』將會逐步形成。老百姓更看重實惠,當你到另一座城市的時間比你橫穿這座城市的時間還要短時,你的就業夢,你的異地居住夢,你的……都將變得觸手可及。
新技術確保『多拉快跑』一條直通兩地的鐵路,一段僅半小時的旅程,京津城際軌道工程把北京和天津拉得更近了。一座座特大橋已經出現在你我身邊,也許您可以准確地說出正線全長113.544公裡、橋梁總長100.171公裡,也許您能夠熟練報出北京南站、亦莊站、永樂站、楊村站、天津站等站名,但是這項龐大工程的技術含量究竟有多少?恐怕還沒有多少人知道。
現在,我們將帶您走進京津城際軌道工程,走出復雜難懂的設計圖紙,帶您領略高科技的力量如何與時間賽跑。
天橋達兩地暢通無阻京津城際列車幾乎是在『空中通道』上行駛,京津城際軌道宛如一道連接兩地的『彩虹』,乘客從登上『彩虹』的那一刻起,也就開始了與時間賽跑的旅程。30分鍾,不僅讓您在兩地間節約了不少時間,也讓您『高高在上』地觀看沿途風景。那種飛馳在天際的感覺,相信對很多旅客而言都是一種美妙的享受。
據了解,京津城際軌道工程中的高架橋長度佔全線路長的88.22%,5座特大橋分別是北京環線特大橋、涼水河特大橋、楊村特大橋、永定河(天津段)特大橋和新開河(天津段)特大橋。在這樣的環境下,高速行駛的城際列車得以實現暢通無阻,不僅保證了列車的速度,而且還避免了事故的發生,『全封閉、多高架』這一設計理念成為京津兩地30分鍾通達的重要前提。
對於這樣的設計,鐵三院的專家表示,汽車、行人搶過道口給火車行駛帶來很多隱患,給高速的城際列車構成的威脅顯然更大,一旦發生交通事故,極易造成重大傷亡。京津城際列車在高架橋上行駛,就杜絕了危險的發生。而且,高架橋和橋墩處一律封閉,列車在專用軌道上行駛不受任何乾擾,橋墩處還設置了保護設施,避免車輛撞擊橋墩,對城際軌道造成影響。
鋪設無砟軌快馬加鞭京津城際軌道交通工程引用德國博格公司Ⅱ型板式無砟軌道,是我國第一條鋪設無砟軌道的客運專線。所謂『砟』是指小塊石頭,常規鐵路都是在『砟』的基礎上鋪設枕木,這種軌道稱為有砟軌道,有砟軌道會使火車在行駛時產生強大的震動,很大程度地制約了火車的行駛速度。
無砟軌道是當今世界先進的軌道技術,可以減少維護、降低粉塵、美化環境。由於城際鐵路全線采用跨區間無縫線路和無砟軌道技術,不僅提高列車速度,保證旅客舒適,而且實現了京津城際軌道『少維修、免維修』的設計目標。
據介紹,德國博格公司Ⅱ型板式無砟軌道的鋪設對基礎測量的要求非常高,為了保證軌道的平順,以往傳統的測量技術滿足不了工程的需要,鐵三院特別在工程現場布設了精密工程控制測量網,並通過了鐵道部鑒定中心組織的可行性研究評審和初步設計評審,為工程提供最全面最准確的測量數據。目前,施工隊伍已在試驗段鋪設無砟軌道,預計9月份將正式開始鋪設。
建立新系統變相提速如果說,高架橋、無砟軌道、高速動車組是京津城際列車快速安全通達的硬件保證,那麼工程中使用的一系列系統肯定會讓您感到眼花繚亂,這些系統不僅是您快速便捷乘車的保障,也是列車安全順暢通行的保障。
先說說京津城際軌道工程采用的四電集成系統,所謂『四電集成系統』是指,通信、信號、牽引供電、電力供電系統集成。不僅可以在城際列車出現超速情況時發出減速指令,而且還會保障列車信號通暢和電力充足。
京津城際列車還安裝了防災報警系統,可以在遇到自然災害時實施自動防護。假如列車在高速行駛時遇到強風天氣,系統可以立即下達減速指令,並根據天氣情況控制行駛速度。同時,鐵路沿線和站段還布設地震儀、震感櫃和風速儀,由防災安全監控系統進行實時監控。這些系統都為城際列車安全行駛保駕護航。
另外,乘客在乘坐京津城際列車時還能享受到自動檢售票系統、自動客運管理系統、列車調度系統等高科技服務,乘客從走進車站那一刻起就能按照系統提示選擇車次和車站,並根據系統提示一步一步地進站上車、到站下車。如果乘客有什麼不明白的問題,還可以與系統進行『對話』,得到系統最准確的回答。
高速動車組一起使勁要實現半小時走京津的目標,僅有直通兩地的『空中通道』還是遠遠不夠的,城際列車的表現無疑成為這項工程的又一亮點。據了解,京津城際軌道工程的設計時速在300公裡以上,列車能夠如此高速行駛的奧秘就在於車廂內安裝了動力設施,這樣的列車也就是所謂的『高速動車組』。
原來,普通列車一般有十幾節車廂,全靠車頭發力帶動所有車廂前進,而京津城際列車一般只有八節車廂,其中一些車廂內安裝了動力設施,也就是說,城際列車開動時,車頭和車廂處於一起使勁的狀態,不僅車頭發力行駛,車廂也在配合發力前進。在如此強大的力量驅動下,列車的速度自然會得到大幅度的提高,就像是一輛四驅車和一輛二驅車比賽拉貨物,比賽結果顯而易見沒有懸念。
按照京津城際軌道工程的設計方案,城際列車的運輸組織模式是『高密度、大容量、小編組、公交化』,最小發車間隔為3分鍾,這些設計無不把高速動車組的優勢體現得淋漓盡致,往來於京津兩地的旅客肯定會感覺到,乘坐城際列車比公交車要快得多、方便得多。反過來看,正是由於高速動車組如此快速行駛的特點,纔能保障設計中的運輸組織模式和發車密度得以順利實現。
路基防沈降工後無患路基沈降一直是高速鐵路建設的難題,京津城際軌道工程自然也要面對這一問題。如果路基沈降問題解決不了,那麼快速行駛的城際列車無疑將變成令人擔驚受怕的『過山車』,列車和乘客的安全都難以得到保證。
據鐵三院的專家介紹,京津城際軌道交通工程沿線地貌由北京的衝洪積緩傾斜平原過渡到天津海陸交互堆積的衝積海積平原,線路所經地區工程地質條件很差。再加上京津城際軌道工程全線采用無砟軌道技術,對線下基礎設施的變形和工後沈降提出了更高的要求。為此,鐵三院加大勘查投入,組織了近300部鑽機完成了超過常規鐵路十幾倍的勘探工作量,對橋梁地段逐墩進行勘探,最深鑽探深度達101.2米;路基地段每50米布設一個勘探孔,每100米做一個由3個勘探孔組成的勘探斷面,為工程提供了翔實可靠的基礎數據。
據了解,京津城際軌道交通工程在建設中采用CFG樁技術,樁基結實穩固,不怕重物碾軋,保證軌道運行平衡。在CFG樁施工過程中,混凝土供應如果中斷半小時,就不能拔管造成廢樁,當十多臺樁機同時施工時,混凝土的供應能力將面對更大的挑戰,但施工人員采用『JIT准時生產』管理模式,克服了受場地限制、原材料儲存少的難題,保證了CFG樁的正常施工。
打造『零換乘』時代被列為天津市20件民心工程之一的天津站交通樞紐工程,其設計方案中非常突出『零換乘』的服務概念。什麼叫做零換乘?如何進行零換乘?說得簡單些就是,京津城際快速鐵路與城市地鐵的換乘,地鐵2、3、9號線之間的換乘,均不用出站便可完成,這樣就能最大限度地方便旅客出行。京津城際快速鐵路將與天津站交通樞紐的地上部分和地下一層進行連接。
天津站交通樞紐工程是集普速鐵路、京津城際鐵路、城市軌道交通、公交和周邊市政道路於一體的大型綜合項目。這一工程以鐵路天津站前後廣場為核心,東至李公樓立交橋、西至五經路、南至海河、北至新開路。這項龐大的工程究竟是如何進行的?在這,我們將走進天津站交通樞紐工程第一標段,帶您『暢游』由天津三建創造的『地下奇觀』。
天津站交通樞紐工程第一標段的工地內非常熱鬧,往來的工程車不間斷地運送著工程土,地面上的建築工人卻顯得寥寥無幾,原來大部分的工人都是在地下作業,與我們常見的建築工地有明顯的區別,這就是天津三建使用『蓋挖逆施法』產生的結果。
涉及工程項目難免會使用專業術語,所謂『蓋挖逆施法』從字面上看並不難理解,先蓋後挖,與傳統建築方式『背道而馳』。傳統建築方式多是先打地基,然後在逐漸向上蓋建築,但是天津站交通樞紐工程第一標段是中心樞紐,就像是一個家庭中常見的『接線板』,很多軌道工程都要向中心樞紐靠攏,最終與『接線板』實現成功對接,為了保證地上部分的城際鐵路站房工程順利實施,中心樞紐只能采用工藝復雜、安全性高的『蓋挖逆施法』。
天津三建的生產計劃部的劉部長告訴記者,中心樞紐的地下部分一共分為三層,地下一層高7米,主要為城際鐵路地下進出站廳,地下二層高6.5米,主要為城際鐵路與地鐵或輕軌的換乘站,地下三層高6.7米,主要為地鐵和輕軌的換乘站。其中地下三層還有局部四層設計,方便與其他標段進行軌道對接。據了解,這三層的總建築面積為70000平方米,預計出土量為550000立方米,如果換算成以10噸卡車進行運送,保守估計需要100000車次。
該項目的趙總工程師表示,地下工程的測算非常嚴謹,頂厚1米,中間兩層頂厚0.6米,底厚1.8米至2.8米,形成一個相對密封的『箱體』,由連綿不絕的地連牆包圍起來,地連牆的作用主要是防水防塌,保證工程和工人的安全。工程內共有277根灌注樁,每根灌注樁的深度都是75米,其中靠近地面的24米為鋼管柱。現代化的機械設備進入地下挖土,再通過5個出土口將土運出來。目前,地下一層已經初具規模,地下二層正在挖土作業。
地下一層:地下連續牆施工之最地下一層,我們所站的位置在地下10米左右。
面對如此龐大的地下工程,用『地下奇觀』來形容毫不過分。在空闊的大廳裡,工人繁忙地工作著,有的正在梳理伸向地下二層的線路,有的正在拆除內襯牆的模板,有的正在撤卸灌注樁外層的金屬套管。
我們先從地連牆開始說起,如果把整個工程當成『埋』在地下的一個建築,地連牆不僅可以擋住地下水滲漏,而且還可以防止工程塌方,天津站交通樞紐工程第一標段的地連牆共計750幅,每幅深48米、寬4米、厚1.2米,稱得起是本市地下連續牆施工之最。據工地內的齊工程師介紹,天津的地質環境造成地連牆非常難建,在地連牆成槽時極易引起塌方。因此,在施工時,除了要格外精心,還要采取一些新的技術措施,否則就難以保證施工質量。
接下來,我們再看看工地內林立的『柱子』,這些柱子在工程中的作用各不相同。工地中最粗的是277根灌注樁(其中48根是臨時樁),這些直徑2.2米的灌注樁是『地下奇觀』的支橕柱,負責支橕整個『箱體』。灌注樁埋深75米,分兩部分,下部分是51米的鋼筋混凝土樁,上一部分是24米的鋼管柱,其中僅下部分的『鋼筋籠子』的重量就達19噸,灌注後的樁子根根都是龐然大物。
除了那些灌注樁外,工地內還立著65根直徑較小的鐵管,這些鐵管其實就是至關重要的『抽水井』。隨著工程的深入,地下水肯定會越來越多,一旦發生管湧事故,不僅會引起工程塌方,而且還會造成人員傷亡。齊工程師告訴記者,從全國到世界,不少地下工程發生事故都與地下水管湧有關,這65口抽水井無疑是中心樞紐工程的『生命保障』。
逆向思維,『蓋挖逆施法』可以保證頂上面平整,但很難保證頂下面同樣平整。但是,我們卻驚奇地發現,地下一層的頂部上下面都非常平整。原來,天津三建的技術人員為了保證頂板下面的平整,特別向很多地板廠進行『招標』,將放在水中浸泡後不發生變形的復合地板當成模板使用,從而保證頂板混凝土像地板一樣平整,這次試驗的成功解決了地下三層的頂板平整難題。
值得注意的是,這項龐大的工程都是在地下完成的,工人的身體自然會感覺吃不消,為此,公司負責人特別在現場安放了很多的飲水設備、通風設備,保證工人能夠在比較舒適的環境中工作,在地下一點兒也不會有憋氣的感覺。
最後,我們再看看一個非常有趣的設備。在很多灌注樁的上面都綁著電線,千萬別小看這些電線,它可是工程進行的『關鍵』。技術人員手中都有一個儀器,不論接上哪根灌注樁上的電線,儀器都能及時准確地顯示垂直、水平等相關數據。
地下二層:龍門抓斗立下『大功』沿著盤旋樓梯一路向下,便到了正在建設中的地下二層,由於土還沒有挖到指定深度,我們所站位置為地下15米左右。
人走到地下二層,馬上會感到非常憋氣,氣溫也一下子昇高了五六攝氏度,空氣濕度則達到70%左右,幽暗的環境中,濃重的潮氣迎面撲來,身上凝結的不知是汗水還是水珠。牆壁上清晰地體現出土質分層,腳下的泥土又濕又軟,用手一抓都能攥出水來。
幾臺挖掘機正在輪流作業,將挖出來的土堆放在出土口,很快便有一臺龍門抓斗趕來作業,每次能抓取土約2立方米。天津三建的生產計劃部的劉部長介紹說,工地內共有5臺龍門抓斗,是天津三建自行研制的『專利產品』,在工程中立下『大功』。不僅如此,他們還自行研制了70多臺旋臂式輕型吊車,這些吊車是專門為那277根灌注樁而設計的。原來,安裝鋼管柱時需要清理灌注樁表層的水泥,清理出來的水泥塊搬運起來非常困難,這些輕型吊車安裝在灌注樁套筒上後,可以協助工人將水泥塊迅速運出,為工程進度節省了很多的寶貴時間。
其實,類似龍門抓斗、輕型吊車的『專利產品』在整個工程中還有很多,這些小設計、小發明在工程中起到了至關重要的作用,是很多老工程師和小技術員共同摸索的結果。劉部長頗為激動地說:『這個工程肯定能成為其他類似工程的范本,就以那些灌注樁為例,不論是深度體積還是精度准度,都是天津施工史上第一次出現的。第一標段工程無疑將為今後的技術規范和驗收標准提供參考基礎。』
地下三層:難度最大『好戲』留在後頭因為地下二層仍處於施工階段,我們還暫時無法看到地下三層的面貌,但是可以肯定的是,地下三層將是施工難度最大的一個階段。下面,我們從工程師的口中『暢游』地下三層,抽象地領略一下地下三層的奇觀所在。
據現場的人員介紹,天津的地質環境非常不利於地下工程,比如,天津地下1米就能見水,北京卻是地下13米纔會見水。也就是說,北京的地下工程可以直接讓『汽車入地』,但是天津的地下工程卻是萬萬不能。
地下三層的面積將大於上面的兩層,而且在局部還有一個地下四層,相當於我們常見的『躍層』設計,這些設計都把工程的難度提高了不少,而且越是深入,地下水越多,工程面臨的麻煩也越多,對工程建設者的挑戰也越大。
雖然我們還無法看到天津站交通樞紐工程第一標段的『地下奇觀』的全貌,但是從一個一個的層面、一個一個的細節,我們完全有理由相信,天津制造肯定能對得起天津人的那份期待、肯定。
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