天府机场站设计图。中铁二院工程集团有限责任公司 供图
荣倖徐青青
成自宜高铁全线有两个“世界级”工程，其中之一便是天府机场站。车站设计者、建设者通过科技攻关，破解“零”换乘、车站承重、电磁干扰、消音减震等一项项技术难题，实现不停靠的高铁列车以时速350公里不减速呼啸而过，这一设计在全球尚属首例。
2023年12月26日，成自宜高铁开通运营，同时投入运营的天府机场站成为全球首个实现“时速350公里动车组不减速下穿航站楼”的高铁站。
“插双翅膀就能飞了！”网友感叹，若以最高时速350公里运行，动车的速度甚至超过了客机的起飞时速。
“动车追着飞机跑”是如何实现的？有哪些技术难点？这背后凝聚了天府机场站设计者、建设者们的智慧与不懈努力。
为何挑战时速350公里？
最初，中铁二院工程集团有限责任公司的设计师们按照时速250公里的标准开展设计工作。
2015年，在一次项目可研审查会上，一位专家提出尝试按照时速350公里的标准设计，这一提议让参会人员都兴奋起来。
中铁二院建筑院咨询分院院长、天府机场站设计总体负责人王甦介绍，“高铁进机场”并不鲜见，但在实际运行中，动车多以低于200公里的时速穿过机场。
从时速250公里到350公里，并不是简单的速度提升，而是空气动力学、振动、噪声传递、电磁环境等全方位的新考验。为此，王甦带领40多人的团队展开了研究。
时速350公里的高铁进不进航站区？单单这一问题，团队就耗时8个月研究。最终给出的答案是“可以进，必须进”。
“可以进”是基于已落地项目所积累的经验，以及开展的无数次科研论证、课题研究、模拟实验得出的结论。“必须进”则与机场的定位有关。
从规划之初就备受关注的成都天府国际机场拥有众多“头衔”——我国“十三五”期间建设的最大规模民用运输机场、目前西部最大的枢纽机场、成渝地区双城经济圈重要支撑、国家级国际航空枢纽、丝绸之路经济带中等级最高的航空港……“机场的辐射应是大范围、多层次的，我们的目的就是要实现‘空铁一体化、旅客零换乘’。”在设计人员看来，如果没有接入高铁，这个综合交通枢纽并不完整。
按照构想，为实现便捷换乘，就需要打造一个“立体空间”，将所有交通场站进行集成式布局。“头顶是机场航站楼，脚下是成自宜高铁，在引入车站的6条高铁线中，有2条供时速350公里的高铁动车不减速通过。”成自铁路有限责任公司总经理罗朝基介绍。
如今，构想已成实景。通过GTC（综合交通换乘中心）的搭建，旅客从航站楼出来后，走到高铁站候车大厅最远处只需要10分钟；高铁、地铁、长途大巴、出租车、私家车等9种交通方式之间，均可在10分钟内实现快速换乘。
“小蛮腰”如何承载“巨型航母”？
作为全国第一座一次性建设两座航站楼的机场，成都天府国际机场“手拉手”构型的航站楼体量极大，其下方的高铁站压力自然不小。“与整个航站楼相比，长1.6公里、最宽处仅66米的车站所在区域显得尤为狭长，这纤细的‘身材’上扛下了很多东西——两座航站楼、桥梁、GTC等，就好比横卧的‘小蛮腰’上承载了一艘‘巨型航母’。”摊开设计图，王甦指着细长的蓝色部分说道，“我们就希望从上方传下来的力小一点，再小一点。”
承重问题是设计者们遇到的难题之一，尽管航空与铁路在设计理念、标准、要求等方面存在差异，负责高铁站设计的中铁二院和负责航站楼设计的中国西南建筑设计院的团队，却一直将“一体化”的理念贯穿始终，同步规划、设计、施工，共同研究、协调解决各类问题。
电磁环境的相互影响是面临的另一个困难。高铁穿越了跑道、航站楼等重要核心区域，机场和高铁的通信设备都是在高压状态下运行，它们会形成电磁网，相互干扰，如果不屏蔽，势必对航空和高铁的安全、高效运行造成影响。
为此，王甦表示，利用隧道里通常没有信号的特性，在高铁外围筑一道“盔甲”，由钢筋混凝土筑成的隧道形成屏蔽网，让两套系统互不干扰，在各自电磁空间内安全运行。
航站楼如何从“振动”调至“静音”？
飞机起降时，如果地面沉降超过20毫米，下方的高铁就将面临极大的运行风险。而动车运行将引起环境振动，速度越快带来的影响越大。地下飞驰的动车如何不影响上层交通的运行安全，并且让旅客免受噪声、振动的干扰？
中铁二院、四川华西集团有限公司等参建单位联合科研院校协同攻关，开创了世界首例“斜穿”航站楼的现浇叠合拱形厚重顶板支模体系施工技术，破解了防振动技术难题。王甦介绍，这一技术的核心，就是在航站楼结构与高铁结构连接位置设置254套隔振器隔振系统，从而降低高铁通过产生的振动和噪音。
在天府机场T2航站楼地下8.5米的空间，设置了航站楼的隔振层。254套隔振器隔振系统，一套配备2至10个不等的减振支座，减振支座通过弹簧系统，可以将水平与垂直方向90%的振动化解，让飞机起降与动车穿行互不干扰。
这套“高铁下穿超大型机场航站楼抗震与减隔振关键技术”经过天府机场站的实践检验，行之有效，荣获2022年度四川省科学技术进步奖二等奖。
动车高速通过时，会带动周围的空气共同运动，形成所谓的“列车风”。而时速350公里的动车每秒可跑97米，是12级台风平均风速的3倍，“列车风”的影响范围广、强度大，如果不做任何防护，铁路两侧的“庞然大物”都会被瞬间“吸”过去。这一现象，在列车进入密闭的隧道后，还会更加明显。
如何让动车在隧道中“御风而行”，是设计团队遇到的又一难题，其背后涉及复杂的空气动力学知识。
为减小动车进出隧道时形成的风压，车站隧道两端设置了泄压风井和风道，并在动车不减速通过的正线和车辆进站停靠的到发线间，设置隔离墙。
与此同时，长达400米的站台区域，每隔20米开设了5个泄压风孔。“这样一来，动车进隧道后带来的风能吹到站台就比较少了。”四川路桥铁建公司天府机场站站后1标项目部总工程师袁飞介绍。
多种手段并用，设计者和建设者成功将时速350公里动车穿越航站楼由“振动”调至“静音”模式，“现在在机场，动车通过时人是没有感觉的，只有用电脑才能检测到。”袁飞说。