川觀新聞記者 王眉靈/文 韋維/圖、視頻 楊吉祥/視效包裝
成都東部新區(qū),成都航空樞紐的主樞紐——成都天府國際機場的地下,一個巨大的洞式建筑,支撐著這座航空港的繁忙。
這個洞,布局復雜——
位于兩座航站樓之間的GTC(綜合交通換乘中心),從地面到地下立體布局,地鐵、公交、大巴、出租車等進進出出,迎來送往著八方來客。每天800多個航班起起落落,讓2022年國慶期間的成都,又一次登上了國內熱門航線出發(fā)地前十榜單。
這個洞,還未完工——
天府國際機場地下,成自高鐵天府機場站站后工程正在緊張建設中。該車站計劃2023年底投入使用,這是世界首個下穿機場、地鐵的時速350公里高鐵車站。引入車站的6條高鐵線中,有2條供時速350公里高鐵動車不減速通過,由此將誕生罕見的“高鐵追著飛機跑”奇景。
航站樓、地鐵車站下,高速動車如何“悄悄”穿過且不影響上層交通的運行安全?天府國際機場下面這個巨大的洞式建筑,藏著怎樣的智慧奧秘?國慶期間,川觀新聞記者走進項目工地進行探訪。
錯綜復雜的“洞”
9種交通方式無縫銜接,讓國家級國際航空樞紐實現(xiàn)綜合交通“零換乘”
在蜀道集團成自高鐵天府機場站站后工程項目指揮部,通過一組模型,川觀新聞記者看到了投用后的天府機場站以及天府國際機場GTC全貌——
位于成都天府國際機場綜合換乘中心地下二層的成自高鐵模型圖。
GTC從地面一層到地下二層,宛如一個錯綜復雜的“洞”,引入了高鐵、地鐵、出租車、私家車、智能接駁小車、大巴等9種交通方式;鐵路車站候車廳與地鐵站組合成換乘大廳,以換乘大廳為核心,立體利用地下和地上空間,將所有交通場站進行集成式布局,形成了全通型的綜合交通中心。
復雜的設計背后,別有洞天。
成自高鐵天府機場站站臺位于GTC地下二層,地鐵車站站臺則位于GTC地下一層,高鐵線與地鐵線呈55度角斜交。旅客乘坐高鐵到達車站后,經電梯抵達位于地面一層的候車廳,可趕飛機、坐地鐵、乘大巴等,實現(xiàn)9種交通方式無縫銜接。
位于成都天府國際機場綜合換乘中心地下二層的成自高鐵模型圖。
立體化的模型、單循環(huán)的路線,讓無縫換乘看起來簡單便捷。但集成式布局、錯層式設計,讓人“燒腦”。為何要如此設計?
“我們的目的是要實現(xiàn)‘空鐵一體化,旅客零換乘’。”中鐵二院建筑院建筑分院副院長、成自高鐵機場段設計總體負責人王甦說,這和天府國際機場的定位有關。
天府國際機場是國家級國際航空樞紐、絲綢之路經濟帶中等級最高的航空港,其輻射應是大范圍、多層次的。在省內層面,多條地鐵線、市域鐵路線的引入和接軌,讓城市軌道交通全面覆蓋了成都都市圈;而在大區(qū)域層面,作為蓉昆高鐵重要組成部分的成自高鐵正線進入天府國際機場,將通過稠密的高鐵網(wǎng),輻射云、貴、川、渝、陜等周邊省(市)。
在設計者看來,要打造好天府國際機場這個綜合交通樞紐,實現(xiàn)“零換乘”是關鍵。因此,在設計理念上,他們從一開始就摒棄了“二次換乘”的想法,追求“空鐵聯(lián)運、無縫銜接”的美好愿景。
反復試驗的“洞”
模擬運行環(huán)境,讓最高時速高鐵不減速通過機場
2015年至2016年間,模擬高鐵動車地下穿越機場的“洞”間動態(tài)模擬試驗,被王甦他們做了一次又一次。
天府國際機場開工建設之時,正值蓉昆高鐵規(guī)劃選線,成自高鐵段引入天府國際機場順勢而為,并把穿越機場的7.84公里作為先期段,配合機場工程進度進行先期開工建設。
蓉昆高鐵設計時速350公里,是當前中國高鐵運營的最高時速,一個新的難題擺在了設計者面前:如何讓最高時速的高鐵,與運行安全最高等級的航空,實現(xiàn)“零換乘”?
讓機場和軌道交通無縫銜接,此前亦有嘗試。在成都雙流國際機場、貴陽龍洞堡國際機場,都引入了高鐵線路;不過,此前的空鐵聯(lián)運項目,高鐵最高設計時速250公里,且在實際運行中,多以低于200公里的時速穿過機場。
位于地下二層的成自高鐵天府機場站站臺效果圖。
“從時速120公里到時速250公里,通過多個空鐵聯(lián)運項目,我們積累了不少經驗,也找到了動車運行時不得不減速的原因,并有了破解之法。”王甦說,正是基于此前的嘗試,他們提出了“時速350公里高鐵動車不減速通過”的設想。
這是一個了不得的設想!一旦實現(xiàn),就是“世界首個”;更重要的是,在中國高鐵飛速發(fā)展的當下,它對于高鐵建設、綜合交通樞紐打造,將具有開創(chuàng)性意義和借鑒作用。
在項目規(guī)劃設計評審時,評審委員會的專家們都激動了,他們不停追問:能不能實現(xiàn)?怎么實現(xiàn)?
科學的研究是前提。設計人員通過多種動態(tài)模擬,對設計優(yōu)化完善。
風壓、震動,是最大的考驗。高鐵動車以350公里時速通過時,如果不做任何防護,帶來的風可能會把站立的人掀翻;進入密閉的隧道,現(xiàn)象還會更明顯。設計人員通過空氣動力學模擬,預判以350公里的時速通過隧道,產生的風壓會對車體產生什么影響。通過模擬得出的理論值,在車站兩端設計了泄壓風井和泄壓風道,并在動車不減速通過的正線和車輛進站??康牡桨l(fā)線間,設置了隔離墻,以進一步降低空氣壓力對旅客產生的影響。
還有電磁環(huán)境的考量。高鐵線穿越了跑道、航站樓等重要核心點,機場和高鐵的通行設備,都是在高壓狀態(tài)下運行,它們會形成電磁網(wǎng),相互干擾,如果不阻斷,勢必對航空和高鐵的安全、高效運行造成影響。也是通過動態(tài)模擬,設計人員給出了解決方案,讓兩套系統(tǒng)互不干擾,在各自在電磁空間內安全運行。
王甦介紹,車站的空氣動力學模擬、震動模擬、噪聲傳遞模擬,區(qū)間隧道的震動模擬、電磁環(huán)境模擬等等。這些模擬都是在時速350公里條件下第一次做,“通過模擬得到的可靠數(shù)據(jù),應用到了設計之中。”
洞中之“洞”
鐵路線嵌套在站臺中間,供不??康母哞F行駛
天府國際機場的地下一層,地鐵18號線的天府機場1號2號航站樓站極為忙碌,每隔幾分鐘就有一趟車來到。一墻之隔,成自高鐵天府機場站正在進行站后工程建設,也就是車站的“裝修”。
在蜀道集團四川路橋鐵建公司項目副總工程師文狀的帶領下,川觀新聞記者來到位于地下的工地現(xiàn)場。密閉空間內,滿布著工程照明燈,由于在室內,施工聲引起了巨大回響,得大聲說話才能聽清。
成自高鐵天府機場站站后工程正在建設。
地下二層是旅客未來上下高鐵的站臺層,像是裝修中的地鐵車站,中間一個站臺,兩側軌道線。“天府機場站是兩臺六線,即兩個站臺、六條鐵路線。”文狀說,現(xiàn)在位于的是其中一個站臺,繞過中間那堵“墻”,則是另一個站臺。
這其實是一個“洞中之洞”。因為中間的“墻”也是個洞,內有兩條鐵路線,供不停靠的高鐵動車經過,墻的厚度足有1米。
上面是航站樓、地鐵站,下面是時速350公里的高鐵——這樣的工程,不僅設計是初次,建設也是首次。“T2航站樓自重有10萬多噸,高鐵斜穿整個航站樓,就好比‘巨人腳下踩雞蛋’。”承建天府國際機場T2航站樓的華西集團十二公司工程部部長胥悅用了一個形象的比喻。沒有現(xiàn)成的案例可尋,為破解建設難題,華西集團聚力科研攻關,數(shù)十項成果讓設計初衷得以實現(xiàn),目前,已有10多項成果獲得專利、工藝、工法等獎項。
成自高鐵天府機場站站后工程正在建設。
高鐵從隧道里通過,其頂板作為航站樓的基礎,承載上部超10萬噸的荷載。這個頂板相當于普通商品房的樓板,不同的是,普通樓板澆筑混凝土一般0.1米厚,而該工程里的頂板厚度為2.5米至3米,局部最厚達到了6米,相當于普通樓板的60倍。這帶來了“大體積混凝土”施工難題。如何確保質量又確保工期?建設者創(chuàng)新發(fā)明了“一種厚重混凝土頂板結構體系的現(xiàn)澆疊合施工方法”。
上部太重,底部若太輕,則會像“拔蘿卜”一樣被拔出?;诘装褰ㄔO,建設者創(chuàng)新發(fā)明了“一種用于工程建筑的抗壓抗拔樁結構”,讓隧道死死地“抓”在地基上,即抗壓又抗拔。胥悅介紹,這兩種針對頂板和底板的工藝工法,都獲得了發(fā)明專利。
高速鐵路列車運行時引起的環(huán)境振動勢必會對航站樓產生一定的影響,如何達到最好的減震和支撐效果?建設團隊聯(lián)合重慶大學、中鐵二院等進行系列技術攻關,在高鐵隧道和航站樓地面的25米空間距離,設置了上千組隔振器,高速動車經過時產生的劇烈高頻振動,通過鋼彈簧隔振器轉化為低頻振動,減少振動對航站樓、旅客產生的影響。
和常見鐵路車站不同,這個位于地下的高鐵車站,將設置全封閉的站臺門,類似于地鐵站臺上的屏蔽門。文狀告訴川觀新聞記者,天府機場站的站臺門將是適應所有高鐵車型的智能站臺安全門。“它讓站臺形成封閉空間,通過新風系統(tǒng)改善站臺乘車環(huán)境,也能起到兩層安全防護的作用。”
編輯:李志 校對:郭成 審核:劉益