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完成單位：

北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司

北京城市鐵建軌道交通投資發(fā)展有限公司

北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司

中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司

北京市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司

北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司

北京市政路橋股份有限公司

中國(guó)鐵建股份有限公司

主要完成人：

劉天正、王漢軍、路宗存、王道敏、任雪峰、曹伍富、姜傳治、皋金龍、張鵬雄、李輝、阮 巍、李長(zhǎng)安、武福美、徐霖、高洪吉

1 工程概況

北京市軌道交通新機(jī)場(chǎng)線一期工程為配套新機(jī)場(chǎng)建設(shè)的軌道交通專線，為中心城航空旅客提供快速、直達(dá)、高品質(zhì)的軌道交通服務(wù)。一期工程南起大興機(jī)場(chǎng)北航站樓，北至中心城草橋。線路全長(zhǎng)41.36公里，其中地下線和U型槽23.65公里，高架和路基段17.71公里。共設(shè)三座車站，分別為大興機(jī)場(chǎng)站、大興新城站和草橋站，均為地下車站。設(shè)車輛基地一座，位于線路中部，接軌于大興新城站。

新機(jī)場(chǎng)線最高運(yùn)行速度160km/h，采用AC25kV供電制式，市域D型車。列車采用“6+1+1”8節(jié)編組形式，6節(jié)普通車廂加1節(jié)商務(wù)車廂和1節(jié)行李車廂。全程運(yùn)行時(shí)間19.7min，通過(guò)與19號(hào)線接駁，實(shí)現(xiàn)新機(jī)場(chǎng)至長(zhǎng)安街“半小時(shí)”到達(dá)。線路服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)航空，為旅客提供高品質(zhì)服務(wù)。新機(jī)場(chǎng)線的建設(shè)顯著地提升了新機(jī)場(chǎng)的時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)性、保障了新機(jī)場(chǎng)的成功運(yùn)作。2019年9月25日，習(xí)近平總書(shū)記親自檢閱了大興機(jī)場(chǎng)線，強(qiáng)調(diào)“北京要繼續(xù)大力發(fā)展軌道交通，構(gòu)建綜合、綠色、安全、智能的立體化、現(xiàn)代化城市交通系統(tǒng)，始終保持國(guó)際最先進(jìn)水平，打造現(xiàn)代化國(guó)際大都市”。

在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方面，新機(jī)場(chǎng)線率先在國(guó)內(nèi)軌道交通建設(shè)領(lǐng)域探索了都市圈市域鐵路發(fā)展的新方向。2020年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)都市圈市域（郊）鐵路加快發(fā)展的意見(jiàn)》，推動(dòng)長(zhǎng)三角、粵港澳、京津冀等都市圈建設(shè)市域軌道交通。大興機(jī)場(chǎng)線作為首條時(shí)速160km的線路，率先在都市圈市域線建設(shè)方面進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系的探索，形成的成果已轉(zhuǎn)化為市域領(lǐng)域的行業(yè)規(guī)范，在大灣區(qū)等地得到了應(yīng)用和推廣，成為目前市域線發(fā)展的重要方向。

在服務(wù)大興機(jī)場(chǎng)陸側(cè)綜合交通方面，大興機(jī)場(chǎng)線客流分擔(dān)比遠(yuǎn)超預(yù)測(cè)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。截止目前，大興機(jī)場(chǎng)線最高日客運(yùn)量達(dá)5.07萬(wàn)人次，占大興機(jī)場(chǎng)陸側(cè)公共交通的35%，是規(guī)劃預(yù)期的1.8倍。有效降低了小汽車乘用比例，極大的緩解的周邊道路交通網(wǎng)的壓力，社會(huì)效益顯著。大興機(jī)場(chǎng)線以優(yōu)秀的接駁體系、19.7min的快速通達(dá)時(shí)間、對(duì)標(biāo)航空的乘坐體驗(yàn)成功縮短了大興機(jī)場(chǎng)與中心城之間的時(shí)空距離，有力支撐了大興機(jī)場(chǎng)成功運(yùn)營(yíng)，形成面向京津冀協(xié)同發(fā)展的橋頭堡。隨著冬奧會(huì)的開(kāi)幕，大興機(jī)場(chǎng)線作為新國(guó)門第一線，將為全世界展現(xiàn)北京城市建設(shè)新的風(fēng)貌。

2 獲獎(jiǎng)情況

（1）北京市工程咨詢協(xié)會(huì) “2019年度北京市優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎(jiǎng)”；

（2）中國(guó)工程咨詢協(xié)會(huì) “2018年度全國(guó)優(yōu)秀咨詢成果一等獎(jiǎng)”；

（3）北京市政工程行業(yè)協(xié)會(huì)“2019年度市政基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)長(zhǎng)城杯金質(zhì)獎(jiǎng)”；

（4）北京市政工程行業(yè)協(xié)會(huì)“2019年度市政基礎(chǔ)設(shè)施竣工長(zhǎng)城杯金質(zhì)獎(jiǎng)”；

（5）中國(guó)施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)“2021綠色建造（設(shè)計(jì)）水平評(píng)價(jià)一等成果”。

3 主要科技創(chuàng)新內(nèi)容

（1）160km時(shí)速下系統(tǒng)制式突破，建立市域快軌技術(shù)體系

為滿足大興機(jī)場(chǎng)到中心城“半小時(shí)”到達(dá)的時(shí)間目標(biāo)，經(jīng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)反復(fù)測(cè)算，最終將新機(jī)場(chǎng)線的最高運(yùn)行速度確定為160km/h。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)城市軌道交通線路最高運(yùn)行速度為120km/h，缺少相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及適應(yīng)本線需求的成熟產(chǎn)品。新機(jī)場(chǎng)線從線路自身特點(diǎn)及需求出發(fā)，首次將國(guó)鐵和城軌成熟技術(shù)融合創(chuàng)新。在速度方面，吸收國(guó)鐵系統(tǒng)適用于高速運(yùn)行的成熟技術(shù)體系，在服務(wù)方面，吸收城軌系統(tǒng)適用于大客流、公交化、高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營(yíng)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，制定了適合大興機(jī)場(chǎng)線的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。新機(jī)場(chǎng)線的建設(shè)，樹(shù)立了160km/h市域線路的樣本，催生了兩本行業(yè)規(guī)范的形成，推動(dòng)了市域軌道交通標(biāo)準(zhǔn)體系的完善與建立。

（2）定型市域D型車，促使市域車輛裝備標(biāo)準(zhǔn)化

新機(jī)場(chǎng)線采用的列車是基于CRH6動(dòng)車組平臺(tái)量身打造的一種新車型。為適應(yīng)城區(qū)內(nèi)更苛刻的建設(shè)條件，對(duì)車輛參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，縮短了車輛長(zhǎng)度，減小了定距，使之具有更小曲線過(guò)彎能力。為滿足公交化運(yùn)行條件，優(yōu)化車輛加減速性能，調(diào)整車門布局，加大車門開(kāi)距，使列車能夠快速起停，旅客快速乘降。為適應(yīng)更高運(yùn)行速度，采用塞拉門，保證車體氣密性。優(yōu)化后的車型定型為“市域D型車”，成為城軌領(lǐng)域繼A、B、C型車之后的定型產(chǎn)品。

（3）研發(fā)160km/h高速剛性接觸網(wǎng)，填補(bǔ)行業(yè)空白

新機(jī)場(chǎng)線供電系統(tǒng)在首次在城軌領(lǐng)域應(yīng)用交流25千伏系統(tǒng)。全線設(shè)兩座主變電所，采用電力變配電集中供電與交流27.5千伏牽引供電相結(jié)合供電方案。

新機(jī)場(chǎng)線盾構(gòu)區(qū)間長(zhǎng)度15km，傳統(tǒng)交流系統(tǒng)多采用柔性接觸網(wǎng)。但柔性懸掛系統(tǒng)需每隔1.2km設(shè)置下錨段，下錨段施作需破除盾構(gòu)管壁擴(kuò)挖或整體放大盾構(gòu)直徑，因此柔性接觸網(wǎng)與盾構(gòu)法施工具有天然的矛盾性。經(jīng)調(diào)研，交流系統(tǒng)的剛性接觸網(wǎng)在國(guó)內(nèi)最高運(yùn)行速度為140km/h，在國(guó)外有高速應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)但多為貨運(yùn)線，無(wú)高頻次使用經(jīng)驗(yàn)。為節(jié)約工期、降低造價(jià)，本項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)了時(shí)速160km剛性接觸網(wǎng)成套技術(shù)。

項(xiàng)目搭建和開(kāi)發(fā)時(shí)速160km高速剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)仿真平臺(tái)，確定了剛性接觸網(wǎng)總體技術(shù)方案和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)；攻克了關(guān)鍵零部件制造工藝和施工平順度控制技術(shù)；制定了相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了剛性接觸網(wǎng)的成功應(yīng)用。

（4）實(shí)現(xiàn)160km/h互聯(lián)互通全自動(dòng)駕駛，引領(lǐng)技術(shù)革新

大興機(jī)場(chǎng)線將地鐵控制系統(tǒng)由120km/h提高到160km/h，實(shí)現(xiàn)了CBTC系統(tǒng)在高速條件下的成功應(yīng)用。

大興機(jī)場(chǎng)線是國(guó)內(nèi)首條按照互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)線路。車輛滿足GoA4自動(dòng)化等級(jí)，具備自動(dòng)喚醒、休眠、自動(dòng)洗車、障礙物與脫軌檢測(cè)等功能，是城市軌道交通自動(dòng)化最高等級(jí)?；ヂ?lián)互通可以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)供貨商的車載設(shè)備在大興機(jī)場(chǎng)線的共線運(yùn)營(yíng)，是目前軌道交通信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的主要方向。

（5）研發(fā)內(nèi)置式泵房成套技術(shù)，降低工程難度

盾構(gòu)區(qū)間泵房設(shè)置于區(qū)間最低點(diǎn)，區(qū)間進(jìn)入地下含水層。傳統(tǒng)工法需采用冷凍法擴(kuò)挖施工，施工周期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)較高。

大興機(jī)場(chǎng)線研發(fā)內(nèi)置式泵房成套技術(shù)，避免了對(duì)盾構(gòu)區(qū)間的破除，該項(xiàng)技術(shù)節(jié)約了土建工期、降低了工程風(fēng)險(xiǎn)，減少2000多萬(wàn)元的投資。

（6）嘗試Ⅷ度抗震區(qū)大跨度車站，提升空間效果

大興新城站公共區(qū)采用16m單柱結(jié)構(gòu)，采用抗震性能良好的塑性鋼管混凝土柱，解決了大跨度單柱車站抗震問(wèn)題，16m單柱車站的建設(shè)在北京地區(qū)屬于首次。

草橋站為側(cè)式站，兩側(cè)均為16米寬獨(dú)柱形式，采用大跨度型鋼混凝土梁、鋼管混凝土柱框架結(jié)構(gòu)體系，形成了6m寬的側(cè)站臺(tái)，提高了乘客的空間獲得感。

（7）有限空間集群式橋梁轉(zhuǎn)體

大興機(jī)場(chǎng)線、機(jī)場(chǎng)高速、團(tuán)河路等三線四橋需同時(shí)上跨京滬鐵路、下穿京滬高鐵。四橋毗鄰布置，施工場(chǎng)地狹小，只有同時(shí)轉(zhuǎn)體才能實(shí)現(xiàn)三線貫通。受限于施工場(chǎng)地條件，梁體間最小距離僅有20厘米。2018年12月2日凌晨，四橋集群式同步轉(zhuǎn)體一氣呵成，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)體的又一先河。

（8）多舉措節(jié)能節(jié)地，實(shí)現(xiàn)綠色建造

為節(jié)約土地資源，7.9km區(qū)間新機(jī)場(chǎng)線與機(jī)場(chǎng)高速采用共構(gòu)橋形式布置，壓縮斷面寬度約20m，節(jié)約土地資源約250畝。

磁各莊車輛段占地30.3公頃，車輛段采用一體化建設(shè)模式，預(yù)留上蓋開(kāi)發(fā)條件，蓋上建設(shè)小汽車庫(kù)、住宅小區(qū)、商業(yè)辦公等城市業(yè)態(tài)，集約利用土地資源。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用群控系統(tǒng)技術(shù)。根據(jù)設(shè)于車站內(nèi)各處的傳感器采集數(shù)據(jù)，完成車站冷負(fù)荷最低化的運(yùn)算以及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗最低化的運(yùn)行方案，使車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)綜合能耗值達(dá)到最低。方便運(yùn)營(yíng)管理，較傳統(tǒng)工況節(jié)約能耗20%。

排熱風(fēng)機(jī)采用智能診斷系統(tǒng)。根據(jù)安裝于車站內(nèi)排熱風(fēng)機(jī)上的傳感器采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)井的運(yùn)行工況、自動(dòng)巡檢等功能，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。

車站照明方面，引入自然采光自然通風(fēng)。草橋“地下空間地面化”，設(shè)置采光天窗、玻璃穹頂引入自然光線；同時(shí)引入光導(dǎo)照明系統(tǒng)，車站照明費(fèi)用節(jié)約15%以上。

運(yùn)營(yíng)組織方面，將兩列八節(jié)編組列車拆成四列四節(jié)編組列車，采用四八混跑方式，降低平峰時(shí)段列車空駛能耗。

正線研發(fā)了適用于時(shí)速160公里的減振墊預(yù)制軌道板整體道床，減振效果可達(dá)8~10分貝。磁各莊車輛段采用了車輛段軌道成套減振技術(shù)，減少庫(kù)內(nèi)庫(kù)外股道振動(dòng)8分貝以上，為上蓋開(kāi)發(fā)創(chuàng)造良好條件。

4 新技術(shù)應(yīng)用與效果

（1）首次應(yīng)用160km/h高速剛性接觸網(wǎng)，取消地下段柔性下錨段，大幅降低工程建設(shè)規(guī)模及后期運(yùn)營(yíng)維持工作量，為市域線建設(shè)掃清障礙。

（2）信號(hào)系統(tǒng)首次按照互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)全自動(dòng)運(yùn)行線路，實(shí)現(xiàn)了CBTC系統(tǒng)在160km/h高速下的最高等級(jí)全自動(dòng)駕駛。

（3）首次實(shí)現(xiàn)有限空間內(nèi)“三線四橋”集群式橋梁轉(zhuǎn)體，為相關(guān)工程創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)。

（4）首次在電客車加裝6C檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)線上各系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障運(yùn)營(yíng)安全和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

來(lái)源：城市軌道交通網(wǎng)CCRM