“新世界七大奇迹”北京新机场 你了解的或还不到1%…

                       


这个被国外媒体评为“新世界七大奇迹”之首的工程，究竟是怎样建造出来的？

|作者：杨学义

在经历了7次综合模拟演练、3场验证试飞之后，北京大兴国际机场（以下简称“北京新机场”）终于迎来它“凤凰展翅”的高光时刻。

今天上午，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席其投运仪式，宣布机场正式投运。

就在5天前，台湾EBC东森财经新闻播出的一档节目中，主持人和嘉宾谈论起北京新机场，也猝不及防地开启了“暴风式”称赞：

“新世界七大奇迹！全世界超强硬件！4年就盖好超神速！可以承受17级风，灯光自动调节，机器人帮你停车，下雪天能自动融雪，人脸识别，行李机器人帮你拿……”

网友看后表示：原来大兴机场这么厉害，我要先去泡碗面，再加上榨菜和茶叶蛋，吃两口压压惊……

还有网友则指出，节目里的嘉宾说错了，北京新机场的主航站楼并不是按照“海星”来设计的，而是宛若一只展翅的“金凤凰”！



这只“金凤凰”是世界最大的单体航站楼。航站楼从中心区分别向东北、东南、中南、西南、西北五个方向延伸出五条指廊。其中，中南指廊恰似凤头，其余四座指廊恰似羽翼，而中北指廊则被C形快速路从主体结构中分割出来，与之共同组成凤尾。

今天之后，就会有越来越多来自世界各地的客机靠近“金凤凰”的凤头和羽翼，恰似成群的白色小鸟，载着国内外旅客回乡或远游。相信到时将是一派“百鸟朝凤”的壮观景象。

6月30日，经过3年9个月的施工，北京新机场及其配套工程终于竣工验收。竣工前夕，《环球人物》记者采访了参与航站楼建设的设计者和建设者，试图为大家揭秘――这个被国外媒体评为“新世界七大奇迹”之首的工程究竟是怎样建造出来的？



是中国人自主设计的

――北京建筑设计研究院

副总建筑师王晓群

在北京建筑设计研究院主楼大厅，北京新机场主航站楼的巨幅图片和模型被摆放在了中间最醒目的位置。早在2011年，新机场航站楼概念方案便开始竞标。

当时，北京建筑设计研究院（以下简称“北京院”）和中国民航机场建设集团公司设计院（以下简称“民航院”）组成设计联合体，与法国巴黎机场集团建筑设计公司（ADPI）、英国福斯特建筑事务所、扎哈建筑事务所同台竞标。最终，ADPI的方案胜出。

胜出方案最大优势在于简洁集中。航站楼呈放射状，在行车道方向上增加了一个与候机指廊相同造型的交通换乘中心和综合服务楼，形成六条指廊的平衡布局。概念方案中标后，新机场项目总指挥部邀请扎哈建筑事务所加入到设计中来，航站楼内部空间引入著名的“扎哈曲线”。2014年，在北京新机场项目招标阶段，北京院和民航院再次组成设计联合体，共同投标拿下项目设计。

当《环球人物》记者走进王晓群的办公室，他整个人都扎在了办公桌成堆的资料中。这些资料都是国内外机场规划设计专业期刊，他经常要翻阅一下。

他将记者领到会议室，将上述招标、设计过程详细介绍一番后说：“北京新机场的设计，每一个环节都是世界最新机场理念的设计方案同台竞争后，优中选优的结果。但是国际团队只是提供了一个较全面的概念方案，设计联合体中标后，其实是另起炉灶，重新建立了全部的建筑模型，将各类具体需求和技术系统融入其中。”

王晓群首先向记者澄清了一个事实：是中方的设计联合体让北京新机场的方案在技术上可落地。如果单纯从技术上看，这座世界上最大的单体航站楼是中国人自主设计的。

设计联合体接手后，第一个任务就是对既有项目瘦身。航站楼建筑设计高度从80米下降至50米左右，每条指廊的长度从原来的630米缩短至600米，指廊尽头的庭院宽度从46米缩减至42米。这些瘦身既让建筑更加集约紧凑，又有效节约了成本。

最大的改进之处在于对C型柱的调整。C型柱是航站楼内最富特色的设计亮点之一，相当于不规则空心圆柱体从侧面切开一刀，横截面呈C型。如果从航站楼上空俯瞰，会发现顶部有8个气泡状天窗，天窗下就是C型柱了。在航站楼里，这8根巨大C型柱和中心天窗之下是整个航站楼中最明亮的地带，阳光像瀑布一样倾泻而下。



在航站楼的C型柱区域，阳光像瀑布一样倾斜而下，这是航站楼中最明亮的区域。（本刊记者 侯欣颖 / 摄）

在原有的设计方案中，C型柱只有6根，且开口方向全部朝中心，呈合围之势。“我们首先是改变了C型柱的方向，开口全部向外。”王晓群对记者说，核心区域有一个巨大天窗，自然光照已经很充分了，这一调整让外围区域也能获得自然采光，支撑结构效率也更高。此外，原概念方案值机岛之间，存在很多小C型柱，分割了值机大厅空间。他们取消了这些小C型柱，合并成两个大C型柱，室内空间变得更加开阔，结构概念和形式更加统一，由此C型柱数量变为8根。

8根C型柱，撑起了航站楼主体的巨大钢结构，而地下还要有高铁、城际铁路、地铁6条铁路线，列车最高时速设计达到每小时300多公里，由此产生的震动考验着航站楼的防震性能。

王晓群介绍，设计联合体将航站楼中央区域设计为一个巨大的整体结构，这8根C型柱和屋面生长在一个由混凝土浇筑的巨大底盘上，底盘下安装隔震垫。

“这么大面积处在同一个受力单元之中。隔震技术的应用，可以降低上部结构地震力作用、消解大面积混凝土楼板变形作用，并可隔绝地下高速列车所产生的震动。”王晓群说。



北京新机场航站楼主体结构内景。（本刊记者 侯欣颖 / 摄）

2004年，从事建筑设计的王晓群投身到机场设计中，首都国际机场T3航站楼是他参与设计的第一个机场项目。相比于驾轻就熟的传统楼宇，机场航站楼设计更加综合、复杂，具有更高门槛和专业性。“不过迈过了门槛，就会发现有一片新天地。比如现在一个楼宇招标，有上百家竞争，但一座机场招标，有实力的也就那十几家。”

王晓群说，以首都国际机场T3航站楼建设为契机，国内有一批建筑设计师开始转向机场设计，他就是其中一员。

这座航站楼是英国福斯特建筑事务所和国际一流技术团队领衔设计的，当时王晓群和国内同行作为一群学习者跟在后面，“现在如果回过头来看，当时我们也能做，只是缺少了那份自信。”

在T3航站楼之后，一批经过历练的设计师便奔赴全国各地进行机场设计、建设。“我后来负责设计了昆明长水机场航站楼，同一批成长起来的设计师也有人去做了深圳机场、南宁机场、海口机场，等等。”

而这一次的北京新机场，从方案优化、初步设计、施工图设计都是由中方完成的，这无疑会更加丰富国内机场设计师的经验、增强国内设计师的信心。

“北京新机场航站楼就要竣工了，现在是什么心情？”

面对记者的提问，王晓群看不出丝毫兴奋：“机场是一个复杂的系统，与设计、建设、运营高度相关，不是设计图或计算机模拟所能涵盖的，启动这个系统是对设计最直接和严苛的检验。”

王晓群说，“我们设计过很多机场，现在还会经常回到那里，听工作人员和顾客的意见和反馈。”而北京新机场的规模和综合性超过了他们之前设计的任何一座，他现在的心情是忐忑大于兴奋，北京新机场接下来开始的调试和演练，甚至正式投入运营后，还会有大量的设计配合保障工作要做。那时的他们，又将迎来另一个繁忙的开端。“一座机场的设计者，和这座机场的关系将是永恒的。”王晓群说。



双向轨道车弥补缺点

――北京城建集团北京新机场

航站楼核心区工程项目总承包部

总工程师段先军

很少有人像段先军一样面对《环球人物》记者的采访。

采访全程，他几乎没有离开过手头的铅笔和笔记本，边说、边画、边写。复杂的结构拆解跃然纸上，对记者来说好似天书的工程语言，经他这么一讲，竟能大致了然于心。

这是一位工程师的职业习惯，他告诉记者：“在建造首都国际机场T3航站楼时，技术还没有现在这么先进，我们就拿图纸给工人讲，所以工人能懂，你也能懂。”

2015年8月，段先军和项目部率先进入新机场航站区，成为进驻到这里的第一批建设者。工期紧、任务重，项目部在9月立刻开挖土方，很快就挖出来21米深的基坑。



2015年9月11日，开工前的场貌。

下一步就要开始打桩，这是整个航站楼的根基。共有将近1万根桩要牢牢地打向地表，每一根基础桩都长达40多米。

但是，很快项目部就在打桩过程中发现，由于新机场航站区位于永定河古河床地带，所以该处区域的地表土层下，有一个厚达8米的泥炭质土层。这超出了项目部的意料，段先军对记者说，这种土质很不利于基础桩打桩。

段先军开始组织人员仔细分析航站区的地质层，针对每一处打桩，都要加固四到五根锚杆。所谓锚杆，是与基础桩侧面相连并呈夹角，以起到支撑作用，每一根锚杆都有25米长，并深入到泥炭质土层之下，起到真正的加固作用。

“土层的分布并不是平行的，而是这样的”，段先军边说边用铅笔在笔记本上画出波浪线，“所以每一根锚杆的角度和位置都不一样，需要经过单独计算。”

经过周密计算和紧张施工，2016年1月，基础桩打桩任务终于完成了。

不过，2016年3月，另一个难题又紧接着摆在了段先军和他的团队面前。“我们搞结构施工，最重要的就是物料运输，这决定了工程的快慢。”段先军开始边说边在纸上做乘法，“我们之前做过最大的楼，占地面积约是300米×200米，而这个超大工程占地面积为511米×436米。普通塔吊最长也就是75米，如果将施工物料从外侧传到中间去，需要塔吊接力4次，耗费40分钟，也就是说效率只有普通工程的1/4。如果这样，会有大批工人手里没料，只能在工地内耗着。”项目工程本来就时间紧迫，如果这样耽误，那么任务肯定完不成。

项目组开始了头脑风暴。有人提出在项目工地修建一座桥，并且用BIM系统算了一遍，所谓BIM就是利用计算机将工程模拟建造一遍，得出数据。结果显示，建桥的方法效率是塔吊运输的120%―150%，不过，建桥需要2000多万元，“而且整座桥是单行道，还只是一个临时的东西，用完后要拆掉。”

于是，项目团队继续想办法，有人提出了轨道车的设想，“但一开始是单行轨道车，算出效率提高了200%―250%。”紧接着，双向轨道车的设想便水到渠成了，“最后算出，这种方法效率提高了400%左右，正好弥补了工程项目的缺点。”

方法确定后，项目组非常兴奋，组成临时攻关小组。段先军告诉记者：“我们分成了三个小队，一个研究桥梁，一个研究轨道，一个研究车辆。”

记者问：“隔行如隔山吧？这些你们都懂吗？”段先军说：“当然要求助外界。我必须要说，国家强大的工业实力给了我们支撑，无论是需要桥梁、轨道还是车辆，都有现成的资源和成熟的技术可以用。”

最终，项目组仅用3个月便解决了问题。2016年6月，两座总长度为1100米的钢栈桥在项目工地上建造完成，大吨位“小火车”开始在轨道上运输材料，解决了超大平面的运输难题。不仅如此，建造完成后，钢栈桥铁轨还被用作后续项目建设的建材，而“小火车”也被送到工厂继续发挥作用。

按照隔震设计图纸，航站楼60多万平方米的主体建筑面积中，中心区域混凝土楼板有518米长、395米宽，需要保证无缝化，难度极大，属于世界难题。

在具体实施过程中，段先军化整为零，将如此大的一块区域划分为11个区域，又在每个区域里划分若干个小块，每个小块有1000平方米左右。

“混凝土是要变形的，但是一般过了42天变形就会完成80%。”段先军说，他选择将每个小块都浇筑好，并在中间留下1米宽的间隙，42天过后当混凝土充分变形后，就将小块的间隙填补上，凝聚成大块。

在此之后，段先军继续将这11大块区域放置3个月，充分变形，才最终将11个大块区域浇筑到一起。“这个方法实际是尊重了规律，有效解决了裂缝问题。”最终，段先军和团队完成了无缝化施工任务。

除了上述难题，段先军和团队还经历过许多大大小小的施工难题。但在采访过程中，段先军一直强调，这些其实都算不上曲折，因为只要把每一个细节都提前规划好，把每一步提前走好、算好，那就不再是曲折。他喜欢用数字和论证说明问题，相信这些永远不会说谎。



2019年5月24日，北京新机场距离竣工还有37天，工程进入倒计时。



在“孤岛”上奋战

――北京建工集团北京新机场

航站楼指廊工程项目总承包部

经理郭双朝

北京新机场指廊项目承担航站楼五条指廊的建设施工。为了配合主体工程施工，让出足够的施工空间，指廊项目决定从外往内建，成五座孤岛之势。

这给项目部的管理和协调带来了很大的难度，“当时圈工地的围挡就要围五个，每个大概有1公里长，与之相应的是，现场安检口成本增加，配备的安保人员数量也成倍增长。这个开支和协调力度是非常大的。”郭双朝说。

2016年2月，郭双朝主动请缨，带领团队进驻北京新机场工地。他是一名“80后”，比项目部的大多数管理人员都年轻，“在这个工地的所有项目部上，几乎所有经理和工程师都参加过T3航站楼的建设，而我没有参加过，所以我争取这次机会，是想积累经验和阅历。”他直言不讳地说出了自己的上进心，但来到工地后，困难还是超出了他的想象。

当时工地杂草丛生，而工期又非常紧张，项目部只能一边盖生活区，一边开挖土方。“在刚来的前两个月，基本上都是两头忙，那时候路也没修好，所有人都只能在生活区和施工区步行3公里往返。”

眼看生活区刚建得差不多，他又经历了一场突如其来的风险。

2016年7月19日至21日，北京出现强降雨天气。20日，大雨已经阻断了西侧指廊与外界的交通，位于西北和西南的两条指廊，成了名副其实的“孤岛”。

“当时我们哪也去不了，雨伞已经不管用了，即使穿着雨衣，雨水也会顺着脖领子钻满全身。”郭双朝在这样的天气中依然坚持巡查现场，确保开挖的基槽安全。不过由于降雨量太大，在巡查到西侧大门外的排水渠时，他发现这里的水马上就要溢出来了，而一旦溢出，雨水就要向基槽倒灌，基槽将面临坍塌风险。这意味着几个月来的辛苦将付之东流。

他马上与值守人员一同扛起笨重的污水泵，往外抽水。“水渠有两米六深，里面的水流速又很快，一旦滑落进去，会被大水卷走”，郭双朝回忆，当时他和值守人员每人都在腰间拴了一根绳子，在大雨中艰难扛着污水泵向前走，费了九牛二虎之力，终于将污水泵放进水渠中，不停向外抽水。那一天一夜，他们轮流守在水泵前，集体被困在西侧的“孤岛”中，直到乌云退散。

虽然身处孤岛，但郭双朝并不孤单。他和同伴始终同心协力，让指廊项目尽快与核心区项目实现合龙。在五条指廊中，分别建有体现中国元素的五座园林：中国园、丝园、茶园、竹园、瓷园，这是整个航站楼的一大亮点。



航站楼中南指廊南端，中国园内景。（本刊记者 侯欣颖 / 摄）

在后来的施工中，郭双朝率领团队仅用了80天便实现了指廊钢结构封顶，且提升精度差控制在毫米级。

当《环球人物》记者来到北京新机场项目工地时，门前的倒计时牌提示：北京大兴国际机场距2019年6月30日竣工倒计时8天。

工人们还在进行着室外装饰和室内装修清洁收尾工作，记者对上述人士的采访都是见缝插针式的，每个采访都被紧急电话、临时会议和琐碎公务中断过好几次。

其实，这种紧张和忙碌不仅是建设者在竣工前夕的状态，而是贯穿了他们在工地上3年9个月的日日夜夜。而这换来的是每一个国外同行前来参观时竖起的大拇指，他们无不惊叹于中国力量和中国速度！



2018年10月27日，北京新机场的建设者。

当天，记者采访结束离开北京新机场时，已是晚上9点，航站楼内灯火通明。

而从今之后，一座壮观、灵动的“金凤凰”将在全年365天全天候24小时迎候来自世界各地的客人们。这群“筑凤”者，将暂时离开这个让他们终生引以为傲的作品，奔赴下一站，创造下一个中国奇迹。