從長春到琿春,自西向東,吉林、敦化、延吉、圖們、琿春等城市如顆顆明珠鑲嵌在吉林省東南腹地、直至中朝俄邊境地區。
9月20日開通運營的一條高等級的鋼鐵大動脈——吉圖琿高鐵將顆顆明珠串連起來,被譽為“東北最美高鐵”。一路上,鐵龍洞穿連綿群山,飛跨滾滾江水,將天塹變通途。從此,延邊朝鮮族自治州跨入高鐵時代,東北重要口岸城市琿春告別了不通旅客列車的歷史。
吉圖琿高鐵全長360公里,設計時速250公里,共設橋梁115座,隧道86座,正線橋隧總長246.664公里,占正線長度68%以上。沿線山多、水多、自然保護區多、路基凍脹和膨脹軟巖等不良地質情況多,極大地增加了勘察設計難度。吉圖琿高鐵的設計方——中鐵工程設計咨詢集團有限公司,是如何克服重重困難在崇山峻嶺中選出一條最優線路,是如何設計出安全可靠的路、橋、隧等基礎工程,保證列車在零下30多攝氏度的嚴寒地區安全運營呢?
不畏艱險勘選最優線路
一條鐵路設計成功與否,關鍵在于線路方案的設計。這是一項涉及多個專業、技術復雜、綜合性較強的工作。
設計總體周宇清認為,一個好的線路方案要綜合考慮路網布局、區域經濟、城市規劃、地形地質、環保、投資等因素,將項目的功能定位與技術標準、工程措施、技術經濟、投資控制等科學合理的結合起來。
副總體、線路專冊展志成說:“通過現場勘測、從地方測繪局及規劃部門搜集整理資料,我們發現,吉圖琿高鐵所經地區屬長白山中段的中低山區,河流眾多,地形變化多樣,地質條件復雜,采空區、軟土膨脹巖等極為發育。針對這些不良地質情況,我們突出地質選線的理念,合理布置線路,盡量減少對資源的壓覆,同時又保證高速列車的安全運營?!?
2008年12月底,中鐵咨詢集團完成了吉圖琿高鐵的預可行性研究,并于2009年3月通過審查。此后,他們開始初測工作。6個作業隊在吉林到琿春荒蕪人煙的深山密林里拉開了戰線。每個勘測隊員每天沿線路縱向要走5至10公里,橫向要走400米,還要冒著被深山老林中蚊蟲叮咬的危險。餓了啃口干糧,渴了喝口涼水,汗水浸透了衣服,樹枝劃破了臉,鞋子磨破了一雙又一雙……他們都毫無怨言。就這樣,僅用1個多月時間,他們完成了全線初測,鉆探了主要工點,繪制出1:2000地形圖,選出若干個站址,提出了基本的線路比選方案。
初測之后,設計單位要完成可行性研究報告,在經過國家發展和改革委員會批復后,還要開展定測。
“所謂定測,就是根據可行性研究審查意見和定測任務書的要求,結合現場的地形、地質、水文等情況,對線路局部方案及位置作進一步研究、改善和落實,在現場測設線路位置,把可研階段審查后的圖紙上設計的線路‘落到地上’。即在線路經過的地面每隔20米或50米打上木樁,形成出一條中心線?!焙綔y專業專冊魏涌解釋道。
定測階段工作量更大,吉圖琿高鐵測量橫斷面有11000多個。鉆探最高峰時,240余部鉆機、近千名技術人員和工人同時作業。設計人員白天披荊斬棘翻山越嶺,晚上挑燈夜戰整理資料,每天19時開例會,各專業要將一天的工作向技術隊長匯報。會議將每天的最新情況匯總、梳理,調整方案,對某些段落還要進行技術經濟比選,根據比選結果來決定第二天的外業方案,每天24時,辦公室里還是燈火通明,加班至深夜是家常便飯。站場專冊張小虎說:“敦化站定測時,調查工作量極大,車站范圍內涉及的拆遷房屋將近1000棟,隊員每天都要拿著地形圖,帶上尺子,兩人一組,挨家挨戶、一棟一棟進行測量和調查?!?
周宇清說:“定測完成后,我們在2010年10月完成初步設計。10月底,鐵路主管部門要求加快吉圖琿高鐵建設,12月底前完成全部的站前施工圖設計工作?!?
按照正常設計進度,初步設計完成后,至少需要6個月的時間才能完成施工圖設計。當時不到六十天時間要完成補充定測和施工設計,中鐵咨詢集團感受到了前所未有的壓力和挑戰。吉圖琿高鐵是中鐵咨詢集團獨立承擔設計的第一條高鐵線路,項目能否如期完成,意義重大,影響深遠。面對嚴峻形勢,2010年11月初,中鐵咨詢集團緊急召開吉圖琿高鐵六十天攻堅動員大會,要求舉全集團之力,充分發揚“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能奉獻”的精神,齊心協力,攻堅克難,按期完成吉圖琿施工圖設計任務。
大干六十天繪制施工藍圖
動員令發出,中鐵咨詢集團吹響大干六十天的號角。
中鐵咨詢集團快速反應,成立了以總經理為組長的吉圖琿高鐵設計領導小組,加強對項目的組織領導,并迅速調整當年第四季度的生產計劃,按輕重緩急合理安排生產,同時調配人力資源,加強各專業的設計力量,任務到人,責任到位,確保設計工期。各生產院積極響應號召,迅速成立了以院長為組長的院級工作小組,確定詳細的推進計劃,在人員組織、設備配置、后勤保障等方面做了周密部署,確保安全生產,忙而不亂。為了同一個目標,全體員工踐行了“大干六十天,會戰吉圖琿線”的豪邁誓言。
項目主管總工程師崔顯付說:“我們提出既要保工期,又要保質量。公司特別強調要加強質量保證措施,要求各級總工程師提前介入,明確責任,超前策劃,及時決策,加強審核把關,確保設計質量;加強投資控制,優化施工組織設計,本著實事求是的原則,努力做到措施到位,必要時在確保質量和安全的前提下采取限額設計措施,以減少返復,有效控制投資?!?
2010年11月的東北大地,天寒地凍,風雪肆虐,幾乎所有的野外生產都停止了。然而,從吉林到蛟河、敦化、延吉,直至琿春,這一線300多公里長的土地上,卻活躍著中鐵咨詢集團吉圖琿高鐵補充定測的全體將士。
隆冬之際,天氣給外業人員的考驗超乎想象。地質專冊王德文回憶道:“多達十幾次的降雪以及持續數天的狂風,使有些地段積雪厚度超過半米,車輛無法進入,大家就步行幾公里去調查測量。鉆機的轉場更是艱難,很多地方都是靠人肩扛手抬,一點點搬到施工地點。地面上的積雪混著枯葉和泥土,粘到鞋子上,鞋子重量一點點增加,走一圈下來,很多人的鞋子已經變成兩個大球,足有七八斤重。為了確保進度,現場人員通常5時開始烘烤鉆機,有時一直到11時,鉆機才能開始正常運轉,留給鉆探工作的時間極為有限,為此,技術人員經常連午飯也省去了?!?
外業勘探餐風飲雪,內業設計如火如荼。在那六十天當中,各專業設計人員通宵達旦、廢寢忘食,幾天幾夜不回家,困了就趴在桌子上睡一會兒,醒了接著干。雖然有的人眼睛熬紅了,神情也略顯疲憊,但無一人抱怨,無一人退縮,有的只是激情和干勁,大家明白,所有專業在協同作戰,不能因為本專業的設計延誤影響后續專業設計的開展,全公司形成了一種空前的團結合作氛圍。機遇和挑戰并存,拼搏與榮耀同在,中鐵咨詢人譜寫了“精細組織、團結奉獻、協作配合、敢打必勝”的吉圖琿精神。
橋梁設計研究院全員參與攻堅戰,成立了“黨員突擊隊”、“總工團隊”、“專冊團隊”,調動百余名精英骨干進行控制性橋梁工點的設計攻堅。橋梁專冊王勇軍說:“全線設計有115座橋,全長91公里,還有400多個涵洞,工點近600個,共出圖近一萬張,這些圖紙連接起來長達4公里多?!?
兩個月的時間完成全線86座隧道、83處斜井,總長約199km線路的施工圖設計,聽起來像天方夜譚,但城市軌道交通設計研究院的將士堅持“只有想不到的,沒有做不到的”信念,啃下了這個硬骨頭。城交院首創了“施工圖設計形象進度表”,實施超精細化節點控制管理,將每座隧道設計及各級審核完成的時間控制節點細化于表中,并張貼在設計室,使項目進度更加具體、直觀、可控,使會戰氣氛更加緊張、濃烈。設計人員每完成一個節點工作,就在進度表上貼一面“小紅旗”。當652面“小紅旗”布滿進度表時,城交院吉圖琿高鐵攻堅戰取得大捷。
2011年新年伊始,隨著最后一批站前施工圖提交,吉圖琿高鐵施工圖設計取得了最終的全面勝利。兩個月的時間完成了平時需要半年時間的施工圖設計任務,這在中鐵咨詢集團發展史上留下了濃墨重彩的一筆,業內人士稱贊說:“中鐵咨詢集團是一支特別能吃苦、特別能戰斗的鋼鐵之旅!中鐵咨詢集團創造了鐵路設計史上的奇跡!”
敢于創新破解多重難題
站前施工圖如期提交,保證了吉圖琿高鐵及時開工建設。每一張圖紙都凝聚著中鐵咨詢集團設計人員的智慧與心血。他們群策群力,用自己的聰明才智破解了設計中的諸多難題。其中,路基凍脹和膨脹軟巖是兩個重大難點。
凍脹問題在嚴寒地區是普遍性存在的。東北每條高鐵的設計都要在這個難題上耗費精力,吉圖琿高鐵也不例外。為了保證鐵路運營安全,嚴格控制路基沉降變形,中鐵咨詢集團的設計人員發揮聰明才智,因地制宜,堅持靈活多變的設計思路。
地質路基勘察設計院副總工程師崔俊杰說:“我們針對沿線氣候寒冷、降雨量充沛、地下水發育等特點,借鑒哈大高鐵的設計經驗,充分考慮有砟軌道結構對高速鐵路路基的影響,進行了路基防凍脹結構專項設計?!?
“針對路基凍脹現象在東北地區的普遍性、不確定性和難以避免的特點,我們積極開展了路基凍脹變形監測技術與評估方法的專題研究。根據2013至2014年的監測數據,我們對吉圖琿高鐵凍脹超標的路基段落,采取了加強路基基床排水、降低路塹地下水位等措施。2014至2015年對補強段落的跟蹤監測與評估顯示,補強效果顯著率達90%以上?!贝蘅〗苷f。
中鐵咨詢集團堅持“技術創新、科研與設計相結合”的理念,成立了寒冷地區隧道防寒防凍的課題研究小組,力爭填補國內關于寒冷地區隧道防寒防凍方面的技術空白。隧道專冊徐治中說:“關于隧道防寒防凍,國內無成熟經驗可借鑒。我們對既有寒冷地區隧道進行工程調研和實測數據分析,并綜合本線實際地質水文條件,形成了‘以排為主,堵排結合,保溫抗凍’的設計思路?!?
徐治中介紹,全長10028米的拉法山隧道是吉圖琿高鐵全線最長的隧道。為防止冬季洞內排水系統出現凍結,他們在洞內設置了雙側保溫水溝、中心深埋水溝,在洞外設置了保溫盲溝與保溫出水口。除了這些常規措施外,他們還在洞口500米范圍內采用高標號混凝土、加強襯砌結構配筋和圍巖徑向注漿等方式,提高抗凍脹能力。另外,中鐵咨詢集團還在中心深埋水溝上方、土質地段襯砌中設置保溫層。在洞外排水設計上,他們對排水溝末端設置的保溫出水口樣式進行改良,研發了一種新型的多排孔保溫出水口。采用這樣的設計,即使在極端條件下有的排水孔凍結了,其他的排水孔也能保證暢通。
吉圖琿高鐵除了路基凍脹難于處理外,還存在著膨脹性軟巖等工程地質難題。
“在膨脹軟巖地區開挖隧道時,如不及時采取措施,有時一天下來,圍巖膨脹變形可達一米之多?!毙熘沃忻枋龅溃骸芭蛎浶攒泿r是當今工程學界最復雜的世界性研究課題之一,工程界甚至將膨脹性軟巖稱為巖土工程的‘癌癥’?!?
面對膨脹性軟巖這只攔路虎,吉圖琿高鐵設計人員著眼于防治膨脹性,同時兼顧巖體的碎裂性、易崩解、低強度等特性,統籌考慮膨脹性軟巖邊坡的處理措施,提出了“緩坡率、寬平臺、加固坡腳、加強排水和適宜的坡面防護相結合”的設計原則,很好地解決了吉圖琿高鐵沿線膨脹性軟巖深路塹邊坡穩定問題。
在隧道中的膨脹性軟巖處理上,吉圖琿高鐵設計人員機智靈活地將原來的“六部開挖法”改為“九部開挖法”,并實施超前支護、快速支護,很好地控制了圍巖變形,實現了膨脹性軟巖隧道施工的順利開挖,破解了大區域膨脹性軟巖施工技術難題。
吉圖琿高鐵全線采用了有砟軌道技術方案。軌道專冊丁靜波解釋道:“這是考慮到本地區軌道年溫差大及投資和養護等因素而確定的?!彼f,針對凍土和冬季積雪較深的實際,吉圖琿高鐵在軌道施工圖設計上采用了IIIc型軌枕、彈條V形扣件,可以確保低溫條件下軌道結構強度和穩定性。為有效應對地區凍脹問題,設計人員在道岔內設置了厚度為4毫米的防凍脹調高墊板,可以在出現凍脹的時候,實現調低功能。吉圖琿高鐵全線鋪設無縫線路,提高了線路平順性和乘客的舒適度。
“站前難,站后繁”,這是鐵路設計的特點。吉圖琿高鐵站后施工圖雖少有地質上的特別之處,但更復雜,涉及專業多。一本站房建筑設計圖就有上百頁,圖紙表達比例由小到大,最大比例達到1:2,小到一個螺絲孔、鋼蓋板預留孔,設計人員都要標明設計尺寸,這還不包括結構、水暖、給排水、“四電”專業及站房專項設計等,其細致繁瑣可見一斑。對此,站房專冊馬明武深有體會:“既要實用,又要美觀,還要協調配合各專業,注意預留好其他專業的接口,這要求設計人員思維要清晰,盡量避免出現差錯?!?
“吉圖琿高鐵途經朝鮮族自治區,所以,站房設計上還要考慮融入地方特色、民族特色。每個站房的細節設計都需要統籌考慮,尤其是外立面造型既要經濟合理,又要具備施工的可實施性,降低施工難度,并根據每個站房的立面造型采取不同的處理手法。為此,我們得做出好幾個方案進行討論比較,并與業主和地方政府溝通,充分聽取其意見,確定最佳實施方案……”馬明武說。
不難體會,各專業設計都有各自的特點與難處,惟一不變的是吉圖琿高鐵設計者們認真負責的態度、樸實無華的作風和愛崗敬業的品格,打造了中鐵咨詢集團“鑄就精品、奉獻至誠”的企業精神。
無悔奉獻鑄就世紀豐碑
據吉圖琿高鐵配合施工指揮部指揮長張釗介紹,全部圖紙設計完成后,并不意味著設計工作已經結束。事實上,后面還有很多繁重的工作。比如配合施工、變更設計、驗收評估、清理概算等,對于設計院而言,一個項目要等到銷號,至少得到開通運營一年之后。其中,配合施工和變更設計的工作量很大。
配合施工是設計的服務過程,也是檢驗設計文件質量,將設計意圖正確實施的過程。中鐵咨詢集團不斷規范設計服務管理,分階段組織現場巡查、設計回防,及時解決暴露出來的問題。他們在吉林成立了中鐵咨詢集團吉圖琿高鐵配合施工指揮部,并在敦化和圖們設立了兩個項目部,20多個專業的設計人員常駐一線,手機24小時開機,隨時解決施工現場出現的與設計相關的問題。指揮部的司機李師傅說,僅威虎嶺北站施工期間,他就拉著張小虎跑了七八趟。
吉圖琿高鐵配合施工人員常年奔波在一線,家里的事情幾乎顧不上,甚至連續幾個月不回家都是常事。2011年7月,吉圖琿高鐵施工如火如荼,展志成的孩子出生了,他異常激動。但為了吉圖琿高鐵的配合施工,他只能把剛出生的孩子和坐月子的妻子托付給父母照顧,只看了孩子一眼就返回到施工現場。徐治中頭痛、胃痛等老病纏身,但是仍然肩負起配合施工的重任。他最幸福的時刻,就是每天20時在家里打來的電話中,聽到電話另一端兒子用稚嫩的聲音叫上一聲“爸爸”。
設計人員忘我奉獻的精神令施工單位和業主十分敬佩,他們對中鐵咨詢集團吉圖琿高鐵項目團隊多次給予贊許。整個項目建設、驗收期間,他們配合緊密、愉快,共同為吉圖琿高鐵開通運營做出了巨大貢獻。
吉圖琿高鐵是哈大高鐵、長吉城際鐵路通往琿春方向的延伸線,是東北地區快速客運網的重要組成部分,對促進吉林省融入國家“一帶一路”戰略,振興東北老工業基地,帶動地方經濟社會發展,特別是對推動少數民族地區經貿、旅游、文化發展和鞏固國防等具有十分重要的意義,同時,該線路也是中、俄、朝、韓和蒙古國間國際大通道的重要組成部分。
建成后的吉圖琿高鐵線路長度比既有高速公路縮短100多公里?,F在,從吉林到琿春坐火車只需要兩個多小時,大大改善了沿線百姓的出行質量。吉圖琿高鐵經過吉林市四大名山之一的龍潭山、“北國明珠”松花湖、“關東奇山”蛟河拉法山、世界最大的釋迦牟尼佛坐像敦化金鼎大佛、“一眼望三國”琿春防川等眾多風景名勝,極大地帶動了當地旅游產業的發展。
在領略美景之余,請不要忘記那些手執神來之筆的“開路先鋒”—— 中鐵咨詢集團吉圖琿高鐵設計人員。他們以創新的意識打造精品,以求實的態度鑄就輝煌,把足跡留給了那起伏的山地,把汗水留給了那迎風挺立的松林,把中鐵咨詢集團“鑄就精品、奉獻至誠”的企業精神融入了那片讓他們揮灑汗水的土地,正是他們的無悔奉獻,鑄就了一座世紀豐碑!