站房建設顯智慧

李遼

在整個高鐵建設項目中，站房是靚麗的窗口，考驗著施工方的實力，也直接影響到工程的形象和效果。與人們通常印象中的傳統施工作業不同，高鐵站房項目施工已在數字化、信息化和智能化方面開展了深度探索，有效解決了施工現場管理、人員安全、質量管控、施工組織等諸多方面的難題。

7月初，北京一場暴雨過后，中鐵建設集團北京城市副中心站綜合交通樞紐工程總工程師瞿天亮正在工地上，第一時間用手機查看工地各項預警監控系統。

正值雨季汛期，緊鄰京哈鐵路線的深大基坑邊坡的沉降、位移監測是一項重要工作，關系著項目的施工安全。“之前，大雨過后我們會安排人員去現場巡視、監測，但人工數據采集往往不及時，存在誤差。”瞿天亮告訴《法人》記者，“為此，項目專門開發了針對深大基坑邊坡的遠程實時監控預警系統，我的手機可以第一時間收到預警提醒。”

站城融合 打破鐵路割裂城市舊例

瞿天亮所在的北京城市副中心站綜合交通樞紐工程屬于站房建設項目，中鐵建設集團為該項目01標段施工單位聯合體的牽頭單位。

北京城市副中心站綜合交通樞紐工程位于北京市通州區潞城鎮，自2020年開建，建成后將成為亞洲最大的地下綜合交通樞紐。除此之外，它還是唯一連接北京兩大機場——首都國際機場和大興國際機場的綜合交通樞紐，也是北京城市副中心唯一連接京津冀和城市中心區的換乘樞紐，是京唐城際鐵路及城際鐵路聯絡線的重要節點。

該項目集成了兩條城際鐵路、一條市郊鐵路、4條軌道交通、一座運河碼頭和15條公交接駁線路。瞿天亮稱：“項目建成后，可實現一小時直達雄安新區、天津、唐山等地，35分鐘直達北京大興國際機場，15分鐘直達北京首都國際機場。”

項目東西長1.9公里，南北最大寬度192米。記者站在項目指揮部大樓樓頂俯瞰，目光所及最遠處便是項目的盡頭，規模之大，讓人嘆為觀止。

工地上，幾百名作業人員，幾十臺旋挖鉆機、起重機等大型機械設備往來穿梭，熱火朝天。但工地開工兩年，從表面看幾乎沒有明顯變化。瞿天亮稱，有些住在周邊的老百姓問：怎么開工兩年沒看出來到底在建什么。對此，他解釋，重頭戲都在地下：“這是全地下結構工程，地下總建筑面積約128萬平方米，地上預留約139萬平方米，樞紐核心區結構整體為地下3層。”

該項目打破了鐵路割裂城市的舊例，基于“站城融合”的理念，將樞紐車站消隱于地下，實現了城際鐵路、軌道交通、公交場站與城市功能的有機融合。

智慧施工 護航北京城市副中心站

工程建設一般都是從下往上，先澆筑筏板再逐層向上施工，而這個項目采用難度較高的逆作法工藝。“先進行頂板施工，澆筑出一個蓋子，再向下逐層開挖。”瞿天亮介紹，由于該項目需要占據北京東六環主路，因此施工建設期間需要對現有東六環道路進行導改，另外還有一條熱力管、一條超高壓燃氣管道需要拆改。“澆筑出頂板后，有利于盡快推進導改工程。而逆作鋼管柱施工全面完成后也將減少后續超長、超重等非常規吊裝作業，大大降低項目安全風險隱患。”

逆作鋼管柱直徑最大達1.6米，長度近40米，施工對垂直度、精度要求之高前所未有。“在設計要求中，定位軸線允許偏差不大于1毫米，正線鋼柱垂直度偏差不大于1/1000，若達不到標準將會影響未來鐵路的運行安全。”同時，瞿天亮表示，鋼管柱單件起吊最重達90噸，施工過程涉及超長、超重等非常規吊裝作業，安全、質量、環保等各環節的統籌協調給施工帶來極大挑戰。

為此，項目部成立科研課題小組，自主研發了樁柱一體化施工垂直度可視化監控系統，實現對鋼管柱安裝過程的可視化實時監控。鋼管柱吊裝就位后，通過垂直度傳感器采集各節點的坐標、傾角、頻率、振幅等信息，在鋼管柱下插過程中進行實時校核，確保達到最佳施工精準度。

在樁基施工中，混凝土澆筑樁頂混凝土液面標高精度控制是關鍵工序。“按照逆作法工藝要求，大直徑混凝土灌注樁空洞長度要達到27米，如此深度的樁基混凝土頂標高（指破完樁頭后的樁頂的標高，此標高以上部分樁身屬于超灌部分。標高表示建筑物各部分的高度，是建筑物某一部位相對于基準面的豎向高度，是豎向定位的依據）非常難以控制，以往工程是否達標多半取決于工人的技能與經驗，傳統方法容易造成誤差。”瞿天亮說，“項目課題組自主研發了鋼筋混凝土樁灌注液面觸探磁力檢測裝置，利用超聲波、壓力、電導、密度等傳感器技術，實現了混凝土澆灌高度可控。”

該工程基坑平均深度達32米，是一個具有復雜地質條件和施工環境的超大地下空間結構工程。“由于毗鄰北運河和運潮減河，屬于超高壓富水地層，同時基坑北側緊鄰京哈鐵路，必須確保施工安全可靠。”瞿天亮告訴記者，為了隔水，項目采用了深入地下50多米隔水層的不間斷地下連續墻，減少了對周邊環境的影響和抽排水造成的資源浪費。

為對抗地下水浮力，目前正在施工的1278根抗拔樁就是解決結構抗浮的眾多措施之一。據稱，項目部還會對地下水位和周邊滲漏情況進行智能監測，控制地下水位標高。

記者隨瞿天亮來到項目部辦公室，項目指揮部監管人員正在從電腦的智能監控模塊中調看工程進展，投屏上顯現出被選取的某位工人行走軌跡。“對大型機械設備和人員，我們都能進行全方位監管，對缺乏安全意識的施工人員給予及時提醒。”監管人員稱，“項目建設初期，即提出了新一代智慧建造的工作方向，基于 BIM、三維 GIS、物聯網等新技術，搭建工程數字建設模型，打造涵蓋項目全壽命周期的智慧建造平臺。”

記者通過項目效果圖看到，該站房區別于傳統的全地下鐵路車站候車廳，將陽光引入地下各層。候車廳的東部負2層樓板位置采用了長約93米、寬約85米的大型采光井，將陽光直接引入地下，節能環保理念盡現其中。

瞿天亮介紹，在逆作結構施工階段，將開展一系列科研活動和科技攻關，充分運用 BIM 建模技術，多專業協同優化，為副中心站高質量建設提供有力的科技支撐。

福廈線上 智慧再現

既有的廈門北站位于福建省廈門市集美區，是中鐵建設承建的首座大型站房，自2010年通車后已迎來送往旅客10余年。2021年6月15日，中鐵建設集團成功中標新建廈門北站項目，又回到了曾經“戰斗”的地方。

新建廈門北站是打造東南沿海“一小時經濟圈”的重要交通樞紐。7月4日，項目指揮長李延昌告 訴記者，項目建成后，站點年旅客發送量將是現在 的2.8倍，同時將廈門至福州的時間縮短至50分鐘，對打通東南沿海高速鐵路大通道，推動海西城市群發展，具有重要意義。

如今，進駐項目剛一年的建設團隊已經克服了樁基、地鐵保護等重重困難。“現在是智能化時代，數智化已然成為建筑行業不可逆轉的趨勢，跟十幾年前建設廈門北站時截然不同了。”李延昌說。

進入主體階段，項目總工程師趙忠誠早已“按捺不住”全面打造智慧工地的想法。他牽頭構筑起了智慧加工、智慧監測、智慧施工、智慧防疫、智慧管理五大模塊，使施工生產提質增速。

項目團隊建立了數控鋼筋加工中心，引進了高新數控設備，實現了智能化、機械化鋼筋加工。6條生產線、20名工人一天可以加工180噸，箍筋每日可完成60噸，套絲及棒材彎錨可完成120噸。對比之前的純人工作業，實現了1∶1.8的加工效率，成品合格率達98%以上。

為了對風速和11臺塔吊的傾角、載重、回轉、交叉距離等運行數值進行實時監測，項目團隊建立了群塔監測系統，精準預警碰撞、超限、傾倒等危險。 AI 巡檢機器人360度轉動全景巡檢施工現場，可以“一網打盡”15萬平方米場地的每個角落，小到工人不戴安全帽的違規行為也不放過。

項目團隊還使用收面機器人、振平機器人、焊接機器人等10項智能機器人替代人工，引入了“機械指揮官”，全程監控每一臺施工機械的開工率、使用率和活動軌跡，及時發現閑置機械，提高機械利用率。

如今，多達40余項智慧應用在新建廈門北站項目落地開花，而趙忠誠常常忙起來便忘了白天黑夜，“90后”的他已是滿頭白發。當項目全面進入鋼結構施工時，他又再次思考如何在更加復雜的鋼結構施工中，嵌入更多的智慧應用。