楊學義

試運行的復興號動車組即將穿越崇山峻嶺,駛入京張高鐵南口隧道。
2015年7月31日晚,中鐵設計京張高鐵總體設計師王洪雨結束了一天的工作后,沒有回家。這位“80后”將自己關在辦公室里,等待一個結果——2022年冬奧會舉辦城市究竟花落誰家。當國際奧委會主席巴赫最終宣布北京和張家口勝出時,王洪雨先是興奮極了,接著又七上八下的,心里掀起了一番波瀾。
“作為一名中國人,內心無比激動。但作為一名京張高鐵主要負責人,內心又頓時生出一種巨大的壓力。”王洪雨跑去向領導提了個建議:希望由更年長、更有經驗的人頂替自己完成剩下的工作。
“這不是缺乏自信,而是對項目負責。”從2008年開始,王洪雨參與到京張高鐵的設計工作中,當時的京張高鐵,只是中國高速鐵路網“八縱八橫”中京蘭通道的一部分。自從2013年北京和張家口提出聯合申辦冬奧會,王洪雨和京張高鐵項目的所有參與者都陷入一種糾結的情緒中:既希望奧運會來到中國,又為申奧成功后京張高鐵會上升到國家名片的高度感到焦慮。
結果,領導經過研究,給了他明確回復:由你繼續擔任京張高鐵總體設計師。雖然是一名“80后”,但王洪雨在這個項目上已經奮戰8年,用雙腳丈量過這條線路無數次,并參加過好幾輪方案的論證、推翻和重建。他就是那個最合適的人選。“更何況,你可以借鑒公司內部和我們國家那么多智囊的力量。”領導說。
王洪雨沒有再退卻:“我仍然清醒認識到自己的能力有所不足,但事已至此,只能更加堅定信心!”
表面上看,京張高鐵的修建并不難。這條線路全長173.9公里,線路所經地區除跨越軍都山、官廳水庫,再無其他制約線路走向的重大地形。但京張鐵路是中國人自主設計、修建的第一條鐵路,詹天佑的名字對國人來說耳熟能詳,京張高鐵因此受到格外關注。這條線路上,還有北京這座超級大都市復雜密集的地下管線,以及文化古都苛刻的環境保護和文物保護要求。2017年,京張高鐵被中國鐵路總公司確定為一號工程,要將其打造成世界高鐵建設典范。王洪雨和團隊就是肩負著這樣的冀望和壓力,奮戰了11年。
從荒蕪到繁華,鐵路修建各有各的艱辛。
2005年,24歲的王洪雨剛一工作就參與到臨河至策克鐵路的設計中,在勘察期間擔任技術隊長。這是一條直通中蒙邊境的鐵路,沿途經過大片荒漠地帶。他帶著30多人來到一個叫蘇宏圖的小地方,這里人跡罕至,距離最近的額濟納旗小鎮還有600多公里。他們要在這里駐扎3個月。
王洪雨和同伴找到一處廢棄多年的營房,修理了破損的門窗,以抵御強大的沙塵暴。營房里,大家在壘起的四堆磚頭上放個木板,再鋪上簡單的行李,既當辦公桌,又當床。荒漠中,水是生命源。離他們最近的一支邊防部隊每星期給他們送一次水,只能勉強解決飲水問題,所以在那3個月中,這30多人沒有洗過澡,身上的汗濕了又干、干了又濕。
在這樣的條件下,他們必須盡快完成勘查工作。每天,王洪雨和同伴頂著沙塵暴,逆風而行,能見度經常只有一米,大風把沙子塞得滿嘴都是,讓人窒息。他們用蘸了一丁點水的毛巾捂住臉,艱難前行,與時間賽跑,幾乎每天都在加班。最長的一次,王洪雨有60多個小時沒有合眼,連續設計圖紙,直到第三天,握著筆趴在圖紙上睡著了。四五個小時后醒來,又馬上開始畫圖……最終,這個團隊艱難地完成了任務。
經過一系列歷練后,王洪雨在2008年參與到京張高鐵的設計工作中。這次他面對的,不光有荒蕪的大漠,還有錯綜的城市管線。北京北站同為京張鐵路和京張高鐵的起點,位于北京二環路邊的西直門,從這里出發,先要經過繁華的城市地帶,具體辦法有三種方案:高架橋方案、地面方案、地下方案。
隨著北京城市的發展,在地面運行的老京張鐵路越來越加劇了城市擁堵。如果將高鐵放到高架橋上或地下,曾經被鐵路割裂的4條繁華主干道就能迅速貫通。因此,高架橋方案和地下方案是兩個主要的考慮方向。

中鐵設計京張高鐵總體設計師王洪雨,是一位“80后”。

2019年8月23日,京張高鐵八達嶺長城站地下部分正在緊張建設中(左)。2018年11月1日,京張高鐵河北懷來段鋪軌現場(右上)。2019年5月30日 ,京張高鐵宣化北站,工人在進行裝飾作業(右下)。
“從造價上來看,高架橋方案優勢明顯。”王洪雨說,高架橋方案的成本為每建造1米4萬至5萬元,而地下方案的成本則為1米28萬元左右。但在進行大量調研,尤其是考慮到市民的生活體驗后,高架橋方案也被放棄了。“只要是選擇將高鐵修到地上,都會牽涉噪聲對周邊的影響。”
地下方案中,列車從北京北站發出后,在地面上只行駛1197米,便鉆入全長6020米的清華園隧道。高鐵上的乘客可能不會想到,這段6公里的旅程可謂一場驚險之旅,因為他們隨著列車精巧穿越了這個城市錯綜復雜的地下脈絡。“打個比方,我們在新房子裝修,可以天馬行空。但在老房子裝修,只能在原有的基礎上,輾轉騰挪。”王洪雨說,這短短的6公里內,有北京地鐵10號線、15號線、12號線相交而過,并行13號線。86條水、電、網等各類市政管線犬牙交錯,如同迷宮。而在地上,該地段樓宇眾多,還有7條城市主要道路,隧道既要避開密集的地面樓宇地基,還要避免地面道路的沉降。
線路的選擇有諸多限制,而清華園隧道本身還有一定的設計要求。由于高鐵行駛需要,隧道的開挖直徑為12.64米,相當于5層樓的高度。王洪雨說,這好比一臺精準的外科手術,醫生需要在密集的動脈血管中間動刀,卻絲毫不能觸碰到任何一根血管。“我們采用了最先進的技術,確保了施工精度,所以這場‘手術’非常順利。”清華園隧道與其他隧道多次“擦肩而過”,其中最近的一次,與地鐵隧道僅有0.8米的距離。
從線路上看,京張鐵路和京張高鐵都是從北京北站出發,途中不斷交匯、分離,最終在張家口站匯合。在沿途的眾多交匯點中,有一處讓人格外激動。
北京八達嶺附近的青龍橋站,是詹天佑當年設計的人字形鐵路所在地。限于這里的險要地勢,以及當時的落后技術,火車行駛到半山腰,只能進行人字形折返,繼續爬坡。正是有了這個設計,京張鐵路才能在1909年竣工,振奮了民族自信心。人字形鐵路也成為中國工程史上的一項創舉。110年后,京張高鐵用一種特有的方式向人字形鐵路致敬——在人字形鐵路的正下方,新八達嶺隧道從地下4.5米處橫亙而過。今后,京張高鐵上的列車,都將在此處飛馳,為人字形鐵路畫上一橫,使“人”字變成“大”字。
“如果讓您挑選京張高鐵上最難修建的一段,您會選擇哪里?”《環球人物》記者問王洪雨。“八達嶺長城車站和隧道這一段。”他毫不猶豫。
中鐵設計京張高鐵八達嶺長城站設計師呂剛向《環球人物》記者介紹,從北京往張家口方向,共有三條線路可選,都是地勢低洼地帶。“第一條線路途經八達嶺;第二條線路大致和興延公路重合;第三條線路途經白河堡水庫,不過這條線路特別深,一般不選。”如果選擇興延公路方向,從工程的角度上是非常省力的。因為這里不僅工程量小,而且沒有文物保護壓力,但最終項目組還是選擇讓列車經過八達嶺。“一是可以將游客送到八達嶺長城,二是如果選擇興延公路的線路,在隧道內部無法連接崇禮支線,鐵路將無法直達冬奧會賽場,這意味著京張高鐵的奧運功能會降低。”

京張高鐵太子城站,是距離2022年冬奧會主賽場最近的高鐵車站。(效果圖)
歷史給了京張高鐵“親吻”人字形鐵路的機遇,那么,這個“親吻”該怎樣實現呢?呂剛介紹,人字形鐵路及其青龍橋車站位于山坳,兩側均為險要高山。“如果隧道的埋深過淺,將會在青龍橋這里露出地面,形成高架橋,這樣就破壞了文物景觀。”所以,京張高鐵最終以埋在地下這種謙遜的方式經過人字形鐵路。
表達這種謙遜并不容易。為了保證高鐵順利通行,在八達嶺群山下,要開挖一個最寬處達32.7米的超大跨度隧道,由于埋深過大,超大跨度隧道的支撐難度是世界級的。“按照傳統理論,承載巖石的材料厚度要有2.4米,這意味著實際跨度再次增加。而最終我們設計的工法,巖壁承載厚度只有0.6米。”呂剛說,項目團隊從充氣城堡得到啟發,“空氣并不能承重,但把空氣包起來,變成城堡,就能承重了。”巖石也一樣,雖然并不能承重,但這些0.6米厚的材料將巖石包起來,就能讓巖石承擔自己的重量。
一代人有一代人的使命和挑戰。“詹天佑的時代,面臨的是能不能把鐵路修成;我們的時代,面臨的是能不能把鐵路修好。兩者都非常難。”呂剛說,八達嶺地區位置特殊,各方都極度關注,特別是環境保護和文物保護的專業人士,經常提出非常嚴格的要求,“雖然這些要求在當時讓我們不斷反復修改方案,但現在看來,的確忠言逆耳,保證了工程質量。”當時還有不少人建議,去歐洲學習成熟的暗挖經驗,“但這是一個在詹天佑腳下修建的暗挖隧道,我們下了決心,既然要修,就要修出中國人的骨氣!今后就要讓外國人來中國、來八達嶺學習暗挖技術,這正是詹天佑給我們的精神指引。”
呂剛拿出筆記本,為記者畫了一個簡要地圖。“你看,人字形鐵路的上方,同長城交會,長城被打開了一個豁口,象征著近代文明和古代文明的一次交匯和分野。”他繼續在人字形鐵路下方,畫了一條虛線,“京張高鐵,就是工業時代和后工業時代的又一次交匯和分野,中國鐵路即將進入智能時代。”他接著畫,人字形鐵路的青龍橋車站,是中國近代的一處名勝,民國諸多名流都曾在此處的貴賓室休息,“而在這周圍,京張鐵路有110年了,八達嶺長城有400多年了,明十三陵有500多年了,所以修在八達嶺周邊的東西,都應該給后人留下值得驕傲的遺產,否則我們這代人愧對祖先。”
“在青龍橋車站,循著詹天佑的足跡,一種力量深深震撼著我們。”懷著這種遺產意識,項目團隊在各個設計環節都匠心獨運。呂剛說,位于八達嶺滾天溝景區的八達嶺長城站在設計之初,就定下了“最安全、最人文、最環保、最耐久”的目標。“最安全”是指車站內部有一套先進的防災應援指揮系統,一旦發生緊急情況,系統會馬上為乘客提出疏散預案,在硬件上修建的環形廊道,讓乘客無論位于車站何處,都能快速進入廊道避難。“最人文”體現在疊層通道的設計,進出站乘客行走在分層通道,對緩解八達嶺長城景區的人流壓力有重要作用;還有超大電扶梯,提升高度達62米,一次性到達地面。“最環保”是將車站內的每一滴清水還給自然,每一滴污水送到污水廠。“最耐久”是車站使用壽命長達300年,“這并不是說車站真的要使用300年,而是300年后,這里依然像地面上的長城一樣,屹立不倒。”
300年后的人們看到的,將是一座代表我們這個時代最先進技術的八達嶺長城車站。車站簡介或許會有這樣的文字:八達嶺長城車站地下建筑面積近4萬平方米,相當于6個足球場大;埋深102米,相當于30多層樓高;高鐵站內有78種不同地質截面的88個洞室,構成了21世紀初世界規模最大、埋深最大、洞群結構最復雜的暗挖地下高鐵站。

詹天佑主持修建的人字形鐵路。

詹天佑(1861—1919)被譽為“中國鐵路之父”。由他主持修建的京張鐵路是中國自主設計建造的第一條鐵路。
在《環球人物》記者采訪過程中,不少業內人士表示,京張高鐵是中國乃至世界高鐵技術發展的集大成之作。由此,中國高鐵即將進入2.0時代,中國智能高鐵即將進入1.0時代。
“京張高鐵即將為乘客提供最好的體驗。”中鐵設計京張高鐵智能化設計師李紅俠說,在冬奧會這個全球矚目的盛事上,連接兩座主辦城市的京張高鐵將是中國高鐵走向世界的絕佳機會,無數來自世界各地的游客將親身乘坐體驗。
智能化確保了京張高鐵為乘客提供最好體驗。京張智能高鐵是我國智能鐵路最新成果的首次集成化應用,67項智能化專題科研成果,即將驚艷世人。從進站開始,乘客即可體驗刷臉服務,簡化流程,快速進站。車站的服務臺,將采用柜臺的設置,用智能叫號的方式為乘客服務。當乘客進入列車,京張高鐵全線將實現WiFi覆蓋,冬奧會期間,還能觀看冬奧賽事,預訂酒店。
“智能京張的一大亮點將是自動駕駛。”李紅俠介紹說,自動駕駛并不是真的不需要司機,而是在高鐵線路上配備一套自動駕駛系統,這套系統將詳細記錄高鐵沿線的所有路況。根據路況,這套自動駕駛系統在350公里的時速下用智能算法調節行駛狀況,好像是一個最有經驗的司機,保證將列車的安全、節能和高效發揮到最大。
“京張高鐵即將成為中國高鐵的一張新名片。”一心撲在項目11年的王洪雨說到項目團隊的作品,底氣十足。“不過,不到列車正式開通的那一天,我們的工作就不算完成。”《環球人物》記者采訪期間,每個工作人員都在進行繁忙的調試,他們正在為京張高鐵在2019年年底前正式通車,做最后沖刺。
“我國地大物博,而于一路之工,必須借重外人,引以為恥。”100多年前,詹天佑在《京張鐵路工程紀略》中寫下這樣的話,這是積貧積弱的舊中國被列強凌辱后,一位民族工程師的吶喊。“各出所學,各盡所知,使國家富強、不受外侮,足以自立于地球之上。”這是那個年代,詹天佑對未來的憧憬,他一定相信,中國有朝一日“足以自立于地球之上”。今天,涉及30多個專業,匯集300多名各領域工程師的京張高鐵團隊,即將把一張中國智能高鐵名片呈現給世界。相信當第一列載滿乘客的列車以最高時速在人字形軌道下呼嘯而過時,這個時代為“人”加上的一橫,將格外亮眼。這代表著一個蓬勃發展的“大”中國。