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发布日期:2023年04月27日
拉近北京与雄安新区距离——中国中铁京雄高速公路(北京段)项目建设纪实
文章字数:5,977

  京雄高速公路六环至市界段航拍图

  永定河上,一座雄伟壮观的大桥横空出世,燕赵大地崛起新地标。4月11日,随着首段拱肋合龙段吊装成功,京雄高速永定河特大桥基本成型,拱顶特殊的“中国结”造型“编织”工作也进入尾声。永定河特大桥将于6月份完成主体结构施工,为实现全线贯通、年内通车打下坚实基础。
  2020年12月5日,中国中铁和中铁一局、五局、六局、北京局组成联合体中标京雄高速公路(北京段)工程,随后与北京首发集团强强联合,成立中铁京雄(北京)高速公路发展有限公司(以下简称“中铁京雄公司”)运营管理项目,委托中铁投资负责。京雄高速北京段全长27公里,线路整体呈南北走向,北起北京市西南五环、向西跨越永定河、地铁房山线、京深路后向南转向,跨越六环路继续延伸至市界,与京雄高速河北段相接。2022年12月31日,六环至市界段(11.753公里)正式通车运营。
  京雄高速公路是首都北京连接雄安新区最为便捷的快速交通走廊,其建设对构建京雄1小时交通圈、推动雄安新区这座“千年大计”未来之城加速崛起,助力京津冀交通一体化进程具有重大的政治意义和深远的战略意义。高质量投资建设京雄高速公路,是中国中铁落实京津冀协同发展国家战略的又一重要举措。


  “喜迎二十大、奋进新征程、勇当排头兵”党建主题暨“三面旗帜进班组”活动启动仪式


  建设中的京雄高速六环立交桥

  开场跑出“京雄速度”
  按照设计,京雄高速北京段全线采用双向八车道高速公路标准建设,设置永定河特大桥1座、互通式立交5座,全线以高架桥为主,全线桥梁占比90%,计划2023年7月全线建成通车。
  工程规模大、标准高,施工周期短,危大工程和征拆影响因素多。面对压力,中国中铁利用“大兵团”作战优势,仅用10余天就组织中铁一局、二局、三局、五局、六局、广州局、上海局、北京局等8家单位,集结精兵强将进场并迅速完成了施工手续办理、破土动工等重点工作,跑出了进场即大干的“京雄速度”。
  “我们以前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局、整体性推进做决策、谋工作、抓建设,集中一切有效力量,调动一切积极因素,全力以赴加快工程建设。”中铁京雄公司总经理、党委副书记陈阳说。
  2020年12月中旬,三工区(中铁三局)进场即推进前期征拆。面对情况复杂、补偿方式难以达成一致等困难,三工区不等不靠,主动与当地各相关单位组织多轮次现场协调推进会,争取到“先行进地施工,手续同步办理”的有利方案。三工区还肩负全线10处临时道口开辟任务,他们积极主动与地方政府、道路管理产权单位、交通管理单位、行政审批单位等对接沟通协调,最终于2021年上半年完成任务,确保了全线8个土建工区临时道口按期使用。
  顶着2021年初“冬九日”的寒风,七工区(中铁五局)多次组织人员勘察现场,科学组织临建施工,仅用3个月便完成了大型临建施工和七工区全部征地拆迁,拿下第一块临时用地、第一家工地试验室一次性通过验收、第一家项目驻地通过验收等全线第一。通过不懈努力,2021年4月14日,七工区首墩浇筑,完全打开施工局面。
  八工区(中铁北京局)人员进场后,迅速兵分多路,奔波在6.77公里线路涉及的3镇10个自然村,与当地政府紧密配合,集中力量推动征迁。同时,马不停蹄地与设计院、驻地工程师代表及勘探、设计人员沟通,努力做到“交地、勘探、催图、施工”有效推进,进场不久便快速完成了工区驻地和钢筋加工厂建设,并创造了首桩、首台、首墩、首榀盖梁、首榀预制箱梁与首榀梁架设等6个全线“首件”。
  2021年4月16日,在中铁京雄公司召开“大干实干二季度献礼建党一百年”大干动员会当天,京雄高速北京段工程各项前期准备工作全部完成,征拆进地率达70.2%,全线所有工点均实现开工。
  乘风破浪正当时,扬鞭催马自奋蹄。中铁京雄公司以“靠前工作指挥法”“任务台账销号法”“快速高效工作法”“督导考核工作法”等为抓手,各参建单位根据分解计划集中匹配生产资源,采取增加工作面、增加人员、增加机械、双班轮动、交叉施工等做法加快工程建设进度。
  大会战期间,全线作业人员进场最高峰达到12000余人;主要机械设备进场达2200余台(套)。制梁高峰期,梁板预制由平时每天24片提升到最高36片,月生产830片;架桥设备增至14台(套),每日实现梁板架设66片。


  永定河特大桥钢构件吊装作业

  勇于创新攻克难题
  永定河特大桥是京雄高速北京段控制性、标志性工程之一。打开效果图,桥梁造型优美、气势恢宏,既有现代感,又不失古朴自然。主桥采用飞燕式拱桥结构,犹如彩虹飞跨永定河。它是国内首个空间异形拱肋飞燕式提篮钢箱拱桥,桥梁主拱和主梁钢材用量约2.2万吨。
  对于一工区(中铁上海局)负责人王海涛和他们团队而言,这座在图上看起来很美的桥梁,施工难度超出了想象。王海涛说:“工程一开始正好赶上永定河补水,修建桥梁的位置又是永定河最宽的区段,在这样的河道内架设大型桥梁,有许多障碍。”永定河河道地质十分复杂,与其他河流不一样,不仅有常规的河底泥沙,还有深达20余米的卵石层,前期桩基和围堰施工困难。
  一工区比选多套方案,最终确定采用大型旋挖机,从作业平台往下钻探82米,把钢护筒深埋地下,完全穿过结构复杂的卵石层。这便是他们攻克的第一道难关。
  刚解决一个难题,新的难题又接踵而至,这对于一工区而言成了家常便饭,为此他们成立了攻关团队。施工过程中,他们针对高烈度地区大跨度异形钢箱拱肋系杆拱桥进行了抗震性能研究;为满足深厚胶结卵石层深水基础施工要求,解决特殊地质围堰施工难题,研究应用了逆作法围堰工法。为了吊起单榀两百多吨重的桥面钢箱梁,中铁上海局调拨了2台610吨级大型浮吊船。由于永定河不通航,浮吊船需要解体运输,光拆开的配件就装满了几十辆卡车,这也是北京首次在不通航水域引入如此大规模的浮吊用于桥梁建设。“攻克难题所取得的成果不仅加快了永定河特大桥建设进度,而且对于未来修建类似条件下的桥梁工程也能提供参考和借鉴。”
  截至目前,一工区在通过一系列技术革新攻克施工难题的同时,申请了国家专利17项和PCT国际专利2项,研发的《胶结状卵石层快速清基设备的研制》等3项QC成果荣获多个国家级和省部级奖项。
  永定河特大桥西南方向15公里处,三工区(中铁三局)负责的京雄高速北京段跨国道107公路及北京地铁房山线钢箱梁顶推工程也是全线重难点、高风险工程。三工区副经理张庆男介绍,京雄高速线路与北京地铁房山线相交角约为78度,以高架桥方式上跨房山线及107国道,跨径长达138米,顶推的钢箱梁重达3868吨,顶推面积相当于7个网球场大小,分左右两幅布置,也就是京雄高速上下行车道。
  地铁房山线与107国道并行,作为交通主干线,地铁房山线每5分钟通过一趟列车,107国道高峰期车流量达到每小时1000辆左右。
  “如果采用常规的现浇混凝土梁施工,需要占用很大面积,安全风险较高,并且要中断交通。”张庆男说。为最大限度减小对交通的影响,三工区采用顶推法施工,所需设备简单,施工平稳,噪声低,但也需要繁杂的交通导改工程,存在由于钢箱梁重量大,顶推时需要多次调节临时墩高度及线型等困难。
  针对交通压力大、交叉作业多、安全风险高、施工协调难等特点,中铁三局充分发挥专业人员和专用设备的优势开展技术攻关,利用有限元建模模拟各工况应力变形值,反复推演钢梁运动轨迹坐标,制定线形偏位预警值,先后进行了7次方案评审和专家论证。
  连续奋战38个夜晚,经过48台600吨三维步履式顶推千斤顶平稳运行,2022年12月3日,巨型钢箱梁精准落位到七八层楼高的桥墩上,横移调梁及2米高度落梁定位精度误差小于1毫米。


  智能机器人焊接钢筋作业

  智能建造智慧高速
  京雄高速公路在道路内侧设置智慧驾驶专用车道,是国内首条5G专网全覆盖、车路协同、北斗高精度定位、国产化服务器等新技术大规模融合运用的智慧高速,其通过感知、计算、通信、信息发布等一体化融合技术,实现“人-车-路-云”高可靠信息交互,为驾驶人员提供超视距感知信息服务。全线覆盖的行车安全诱导系统,与能见度检测器、气象设备联动,在雾、雨、烟、沙尘暴等低能见度下自动启动不同工作模式,引导车辆安全行驶,防止追尾事故,改善行车安全性……
  建成后的京雄高速北京段将是一条示范性的智慧路。“以智慧车道为例,初期用于车路协同应用场景测试,实现无人驾驶公交、网联车队上路运行,”中铁京雄公司总工程师刘英培说,“远期将实现全路段所有车道车路协同,也就是无人驾驶。”
  中国中铁与中国移动深度合作,以“5G+云网能力+车路协同”特色技术组合,为京雄高速北京段量身设计了一套涵盖建设、管控、养护和运营的全流程智慧解决方案。
  车路协同平台是京雄高速北京段智慧交通系统的重要组成部分和成果展示。“我们在路侧设置毫米波雷达、高清摄像机和RSU等感知设备,与车端、云端‘对话’以实现车路协同。”负责全线监控、收费、通信、照明以及智慧交通工程施工的机电工区(中铁二局)负责人杨承明介绍。
  2022年9月,机电工区建设团队在京雄高速北京段顺利完成车路协同小路段测试,验证了典型场景下智慧交通系统采集和处理特定交通事件相关数据的能力,为全线平台建设奠定了基础。
  截至目前,京雄高速北京段六环至市界先开段的摄像机、雷达、RSU等前端感知设备安装调试、各软件平台框架开发部署、应用模拟功能测试、云平台整体部署调试等已完成;北段设备随土建进度,预计今年6月底可完成上线。
  智能建造是京雄高速北京段的另一个“智慧”标签。
  六环立交西侧小清河东河堤向西南方约3公里,是京雄高速北京段2号梁场。六工区(中铁一局)负责人刘延生介绍,他们所负责的2836榀箱梁预制任务已顺利完成,人员和设备已经撤离。
  盖梁和预制梁钢筋均采用定制胎具加工成型、整体吊装,不仅提高了钢筋安装精度,在降低风险的同时还提升了效率,实现前后工序平行施工;梁板预制采用智能自动液压模板,配备插入式振捣器与高频附着式平板振动器,以及预应力智能张拉与压浆设备、智能喷淋养生设备……留存的影像资料,直观展现了2号梁场“服役”期间的流水化生产、自动化作业等亮点。
  “就拿智能压浆设备来说,可以实现自动计量、自动保压、自动上料等全自动化施工。其中压浆机部分采取连续工作方式,能保证压力无波动、泵送浆体无气泡,并且保压范围可以根据施工需求自由调整,保证压力表指示稳定,让计量更精确,有效提高了压浆质量。”刘延生举例说明。
  京雄高速北京段共设3个梁场,均按中铁京雄公司智慧化要求高标准打造,在保证质量的同时有效提高了生产效率——全线所有7827榀箱梁于2022年11月18日圆满完成预制。
  工程沿线设置的11座钢筋加工厂同样插上了智慧的“翅膀”:钢筋采用数控钢筋笼滚焊机、焊接机器人、锯切套丝生产线、数控钢筋弯曲中心等自动化数控设备集中加工,钢筋加工数控率达到100%。
  桥面系作业引进了新型桥面三维激光摊铺机,测量定位、摊铺振捣、磨平收面等工序实现自动化控制、一体化施工,以智能促进质量速度双提升。
  公路排水沟、过水管、急流槽、边坡防护植草砖等小型预制构件,也实现了全过程工厂化、智能化无人制造,全过程的流水线均采用智能数控机器人,智能清模、自动喷涂、精准布料、智能蒸养等技术,有效提高了小型预制构件施工效率、质量及工厂化水平。
  作为智能建造的得力助手,BIM技术在京雄高速北京段工程建设中同样得到广泛使用,特别是永定河特大桥建设中,BIM技术不仅解决了复杂结构建造难题,降低实施过程中的风险与成本,缩短工期,也为行业数字化技术应用推广提供了借鉴与示范。


  京雄高速公路成功跨越地铁房山线

  实践诠释“两山”理念
  绿水青山就是金山银山。面对京雄高速北京段工程,中国中铁主动践行绿色发展理念,全寿命周期追求绿色效益,全过程采用绿色技术,全方位实现绿色管理,努力打造绿色生态带。
  从空中俯瞰京雄高速北京段工程,可以感受到公路与高铁“并驾齐驱”的独特体验。绿色选线是该工程特色之一,考虑到尽量远离居住区、减少拆迁、集约利用土地,京雄高速北京段约有13公里与高铁共走廊布线,最大限度减小了对环境的影响。
  谈到全线桥梁占比高,中铁京雄公司建设管理部部长张涛道出其中的原因,“之所以采用这么多高架,主要是为了减少占用土地。”
  在已经完工通车的六环路立交范围内和主线桥下,设置有雨水调蓄塘和下凹式绿地。路面径流经消能、沉淀后流入调蓄塘中,在塘中滞蓄、下渗、蒸发。超量降雨经溢流槽溢流入下游边沟中,若有客水进入边沟,也可溢流入调蓄塘消纳调节。下凹式绿地汇聚桥区雨水,并与周边环境呼应,满足水环境及景观环境的双重需求。
  全线采用“海绵城市”设计,因地制宜建立与自然和谐适应的公路生态排水系统是京雄高速北京段的一大亮点,可以基本实现全线雨水不外排,将道路开发对周围水环境的影响降到最低。
  在北京房山区琉璃河镇,京雄高速线路以南北走向穿越坐落于此的京白梨大家族主题公园西部土地。工程占用该公园土地约327.9亩,涉及树木4268棵,其中京白梨树2689棵,大于50年树龄梨树126棵。
  谈起当时的征迁情况,八工区(中铁北京局)常务副经理王震记忆犹新,他说:因为不涉及园林部门认定百年及以上的古树,工区和被征迁单位签署协议后,占用公园土地上的树木依据相关规定可以直接砍伐,但为了尽量减少对京白梨主题公园生态环境的影响,我们在政府部门和中铁京雄公司的指导下,把占用土地上大于50年树龄的梨树保护移植到公园施工用地红线外。对于附近的京雄高速停车区绿化,八工区也充分考虑现有景观资源,选用梨树作为骨干树种,打造与周边环境相协调的高速绿化景观。
  据统计,中铁京雄公司共缴纳森林植被恢复费1.5亿元用于国家植树造林工程;同时为了保证属地林地占补平衡,按照伐多少移多少的原则进行了绿化恢复。
  绿色施工同样贯穿在京雄高速北京段建设的各个环节:现场采取覆盖、固化、绿化、洒水等有效抑尘措施,并对施工区域进行封闭隔离;碎砖、混凝土渣等尽可能作为回填用料,不能利用的建筑垃圾用专用运输车辆运到指定地点处理;河道内作业时设立封闭性环保吸油棉,预防发生污染事件;焊接切割采用焊烟净化器,减少旱烟对大气污染……
  一盏盏看起来普通平常的路灯,其实加持了节能环保的“黑科技”——已通车的路段照明采用了超级电容光伏路灯方案。超级电容作为新型光伏路灯储能装置,具备长寿命、快速充放、远程可控、耐高低温等特性,弥补了传统太阳能路灯使用寿命短、重金属污染,以及阴雨天和低温环境难以正常使用等缺陷。
  2023年是京雄高速北京段工程建设的收官之年。届时,北京段与河北段合二为一,京雄高速公路实现全线通车,京雄直联直通交通体系将初步成型。
  战鼓铮铮催人进,厉兵秣马踏征程。中铁京雄公司党委书记、董事长崔根群表示,服务国家重大战略实施、造福京津冀,建设好京雄高速公路北京段这条促进发展的经济路、引领时代的智慧路和样板路、激情澎湃的经验路,是所有中铁京雄建设者的期望,更是责任与使命。“我们将传承和弘扬‘开路先锋’精神和文化,吹响决战决胜号角,优质高效完成北京段剩余工程建设任务,保证京雄高速公路全线2023年通车目标如期实现,向社会交上一份满意答卷。” 


  建设中的永定河特大桥

  梦京雄
  图片由中铁京雄公司提供