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中埃合作创造古国奇迹

2022-08-01李震

一带一路报道 2022年4期

文:李震

斋月十日城铁路是埃及国家隧道局(NAT)主持的第一条应用国际主流技术的轨道交通线路,是中资企业首次组团形成全产业链“走出去”的轨道交通项目。该项目所有设计工作均由中铁二院工程集团有限公司(以下简称“中铁二院”)完成。由于埃及铁路设计阶段划分、图纸表达习惯和深细度、设计管理等均与国内有很大差别,给设计工作带来了巨大挑战。中铁二院设计团队勇挑重担,结合项目的功能定位、气候环境条件、当地既有运营管理习惯,从水土不服到得心应手,从经验设计到科学设计,演绎出一段碰撞激烈、荡气回肠的中埃合作故事。

定制化设计——中国经验与埃及需求结合

斋月十日城铁路建在热带沙漠,沿线风沙大、气温高、光照强。NAT要求,列车宽度为2.31m 至2.9m,最高限行速度为120km/h。中方结合外部环境和埃方要求设计出通过国际标准列车火灾燃烧试验,耐风沙、低噪音、大载客量的定制化特殊车辆。

如今,乘坐该条线路列车的乘客,丝毫感受不到外部环境的严酷:车内空气清新,没有风沙弥漫带来的污浊;车内光线舒适,双层中空灰色玻璃和遮阳帘隔离了刺眼的光照;车内温度适宜,即便车外有着极端高温和强紫外线照射。此外,部分编组列车还设置了女性专用车厢。

斋月十日城铁路是埃及首次脱离轨道电路应用无缝线路设计的铁路项目。相比中国标准采取减小桥梁和轨道的纵向力以保证桥上无缝线路安全的设计,欧洲标准则是采取增加桥梁和轨道结构安全储备值,保证铺设无缝线路的安全。

为回应业主、监理及施工方对无缝线路设计方法和计算参数的诸多质疑,中铁二院分两步完成了无缝线路的详细设计。第一步,按照中国标准收集桥梁刚度、扣件阻力等各项基本参数,开展无缝线路检算,确保设计方案满足中国设计标准。第二步,广泛收集查阅埃及规范及工程案例,找出可适用于本项目的设计条款或工程实例,在正式提交资料中直接引用埃及本地规范或工程实例,论证无缝线路设计方案的合理性。通过“两步走”策略,本项目桥上无缝线路设计在采用中国设计标准的前提下,获得了业主、监理的认可。

设计方案遴选——从波折不断到尘埃落定

埃及既有地铁车站基本采用侧式站台,为照顾乘客的使用习惯,车站建筑方案需要在车站规模、设备数量与业主要求、固有习惯之间寻求平衡点。

该铁路沿线标准车站占比大,标准站站型比选、规模优化、客流流线优化、模块化设计、样板式设计对节约建设时间及施工成本至关重要。设计团队充分调研既有车站,凭借交通强国的丰富经验,先后设计出单层侧式车站、双层侧式车站、双层岛式车站等多种站型,并对各种方案的优势和不足进行多维对比。考虑到该线路与埃及国家铁路并行以及经济性、客流顺畅、交通接驳方便等因素,在与业主进行了长时间的交流探讨后,最终确定双层侧式地面站为典型站。

九易其稿的车站方案,既能满足埃及乘客需求,又融入了中国建筑精华,成为埃及的样板车站。

车辆段段址及总平面布置的确定也是几经波折。铁路最初位于埃及国家铁路南侧,车辆段段址位于铁路正线南侧与巴德尔城北侧之间的区域,车辆段靠近正线布置并向东与巴德尔车站接轨。由于本项目线路从埃及国家铁路南侧改至北侧,车辆段选址随之变化,调整至铁路正线北侧。设计团队在与埃及国家隧道局多次现场踏勘后,车辆段选址改为南端紧邻斋月十日城铁路正线,西侧与军方用地平行布置,北端直接与既有Geneva 路接驳,东侧预留了远期发展用地。

6 个月后,埃方又要求车辆段段址东移400m,远离既有军方用地。东移后,由于车辆段用地不足,总图及出入段线均难以布置。设计团队进一步研究优化车辆段布局及尺寸,同时积极对接当地,将东端接驳的巴德尔车站向东移。巴德尔站后为“Y”型线路的两个分支。

牵一发动全身。此后连续7 天,车辆段设计团队在埃及国家隧道局与业主主管部门集中办公,实时对接车辆段总图调整方案。经过业主决策委员会评估推荐,并经埃及总统办公室组织与军方协调,确定了唯一方案。

历经3 次选址、23 版总平面布置方案比选后,巴德尔车辆段选址和总图终于尘埃落定。

20kV 电力贯通线的架设方案也是几经修改。2015年,中埃双方签署的合同技术附件明确20kV 电力线采用架空线方式。埃铁项目推进过程中发现架空方案不便于维护,本着有利于整体工程的原则,经与业主协商调整为全电缆方式。由于电缆槽在埃及是第一次运用,路基段的电缆槽价格奇高,约为中国的3 ~5 倍,提高了土建成本。因土建工程由业主投资,业主建议将电缆再次调整为架空方式。设计方经深入分析论证后接受了业主的建议,最终确定了20kV 电力贯通线为架空并与接触网同杆架设,在部分空间受限的区段仍采用电缆的方案。

接触网与20kV 电力贯通线同杆架设The catenary and the 20 kV power transmission line are erected on the same poles

应对挑战——中西合璧,冠绝埃及

埃铁项目在抗震方案设计中综合了中欧的抗震理念。中国规范抗震设计以小震水准下验算为主,以大震水准下的补充验算为辅,中震水准(设防水准)下通过构造措施来满足要求。

设计团队通过调整抗震构造提高结构整体抗震性能,对薄弱部位的抗震性能进行补充验算,同时实现了结构设计的经济性和高效能。

本项目还创造了中国企业在埃及实施项目的多项“首次”:中国电客车、工程车、车辆段工艺设备等轨道车辆,是在满足国际高标准的情况下首次进入埃及;也是埃及第一条信号系统采用CBTC 列控系统的铁路;交流25kV 牵引供电系统为首次应用于埃及轨道交通;在埃及首次采用集中MMS(系统维保)方案;首次运用国际领先的人脸识别、智能检测功能于视频监控系统中;弱电综合电源系统进行了集成,是首次在“一带一路”轨道工程项目中采用欧标的不间断双机电源。

中埃标准体系和设计理念不同、语言沟通障碍、文化差异以及各种对外协调等困难,都给项目设计团队带来了巨大的挑战。但中铁二院设计团队精心组织筹划,以过硬的技术实力、精湛的专业水平,并借鉴国际成功经验,实现了设计成果全面批复,为铁路如期开通奠定了坚实的基础,也为中资企业其他海外项目提供了良好的借鉴。