由中铁建工集团承建的于家堡站是中国第一条高速城际铁路——京津城际高铁延伸线的新建终点站,工程总建筑面积86168平方米，为全地下工程。工程设计空间大，造型新颖独特，结构形式复杂，技术含量极高。为了把于家堡站建成高铁站房中的精品，中铁建工集团北方工程有限公司项目团队始终坚持以科技为先导，强化技术创新，不断挖掘和释放技术潜力，在建设过程中攻克六大难关，并创造了六项“国内外之最”，铸造了“技术精品”，不仅填补了国内相关领域多项空白，站房综合施工技术更是被中国工程院评为国际领先水平，堪称高铁站房建设的“工法博物馆”。

　　一、地连墙综合施工技术攻克65米超深地连墙施工难关

　　于家堡站是全地下式车站，三面环海河，地质情况十分复杂。于家堡站地下连续墙深度达到地下60米，最深处65米，有“T”“Z”“L”“一”字形等多种形式，地连墙成槽、钢筋笼加工、吊装及接缝处防渗漏等要求极高，给施工带来了极大难度。为保证地连墙的施工质量，确保土方开挖时的安全，项目技术团队专门成立了课题组，充分开展试验，取得土质、地下水位、泥浆比重、成槽垂直度控制、成槽速度等关键数据后订制了专项施工方案，并邀请清华大学、天津大学等高校专家对施工方案进行了多次论证。通过采用18米深水泥搅拌桩穿过淤泥层0.5米对地连墙两侧槽壁进行加固、三抓成槽工艺、泥浆配比优化、地连墙防绕流及钢筋笼整体加工分段吊装等技术，高质量完成了围绕整个基坑一圈周长为1435米的“地下城墙”。在后期的土方开挖阶段地连墙垂直度偏差极小，也没有出现过渗漏水的现象。地连墙施工速度和施工质量获得了业内专家的高度评价。由项目组织编写的《60MT型地连墙垂直度控制技术》获国家级QC成果二等奖;《淤泥层、砂层中60米地连墙施工技术》获中施企协科技进步二等奖、中国中铁科技进步三等奖。

　　二、精度控制技术攻克HPE液压钢管柱施工难关

　　在盖挖区钢管柱设计直径1.4米、长度29米，单根重量最大为48吨。钢管柱作为盖挖施工支撑柱，需插入到AM扩孔灌注桩内3米。由于钢管柱位于铁路线间，根据高铁限界要求，设计要求钢管柱垂直度为1/600-1/1000。面对如此巨大钢管柱吊装和地下垂直定位的精度要求，钢管柱的施工难度巨大。因为每一根钢管柱对应一根灌注柱，它的定位是唯一的，一旦施工有偏差将无法挽救。为保证钢管柱施工质量，技术团队前后组织了大小13次专家论证会，并利用计算机模拟施工。通过反复论证，最终选择使用HPE桩机对钢管柱进行液压施工。首先测量人员按照精益求精要求，使用全站仪找好点、定准位，然后调整HPE桩机就位并两次对中，以便于钢管柱下压时位置准确及下压过程中的精度调整。钢管柱就位后利用全站仪进行第二次定位，确认无误后在钢管柱法兰盘X、Y两个方向分别安放垂直度偏差传感仪器装置，并根据目前已经垂直定位的钢管柱进行垂直度和初始数值的设定，将传感器数据线连接至HPE机主机进行钢管柱施工。钢管柱在下压过程中随时根据传感器所测数值进行垂直度调整。考虑到从灌注柱浇筑完成到组织钢管柱下插到位的时间及预留10个小时的应急处理时间，灌注桩砼的初凝时间调整到36小时。据此难点与混凝土公司多次进行超缓凝混凝土配置试验，调整混凝土配合比。通过不断努力，最终100根HPE液压钢管柱垂直度全部在1/600-1/1000的范围，满足了站房行车限界要求，完美地解决了超长、超重钢管柱在盖挖逆作中精度控制的难题。

　　三、半顺半逆及临时钢便桥施工工艺攻克基坑施工难关

　　站房工程基坑开挖期间的出土效率是保证主体工程进度的前提。经事先论证比对，技术团队认为普通龙门吊出土方式完全达不到配合进度的时限要求，而且项目要比最初规划推迟一年进场，工期十分紧迫。更为不利的是，周边四家单位负责的市政配套工程已全面展开施工，致使项目施工区域处于被“全面包围”状态，难以满足正常大面积出土施工的条件。如何实现“土方开挖、材料运输、工期追赶”三管齐下成为亟待解决的难题。技术团队通过“BIM空间3D建模”分析，提出了“以技术赶工期，向创新要效益”的思路。在基坑施工阶段采取了“半顺半逆的施工工艺”，即先进行负一层土方明挖作业，然后施作中板有筋垫层，在垫层上吊装负一层钢骨，钢骨安装完成后施工中板结构，待中板结构完成后再进行负一层钢筋砼的施工，同时进行负二层土方开挖及结构施工。根据以上施工总体思路，为科学合理组织施工，项目自主创造了钢便桥，即从地面层修筑了一条宽10米、跨度54米的钢便桥直通中板，然后从中板修筑临时出土通道直达负二层，这样土方车辆就可以直接到出土作业面，使原来盖挖出土改为了“明挖”，日出土量最多可达5000立方米，是普通龙门吊出土量的10倍，极大提高了出土效率。地下结构施工期间顶板钢骨梁、模板、钢管等材料也均可利用钢便桥直接到达所需位置。钢便桥的创新不仅大大缩短了施工工期，也大量减少了现场机械使用等费用，有效降低了施工成本。

　　四、科研合作攻克大跨度单层网壳钢结构施工监测难关

　　于家堡站“贝壳”型大跨度穹顶，南北向长143.9米、东西宽度80.9米、最高点离地面25.8米，重量达4200吨，相当于半个埃菲尔铁塔的重量。穹顶主要杆件采用36根正螺旋和36根反螺旋变截面曲线钢箱梁相互交叉连接，中间却没有任何支撑物，全部是钢结构承重，全靠周边36个基座施力，且钢结构有1000多个不同节点、2000多个不同杆件，每连接一次就要变换一次方向。但普通的高空散装很难保证精确度，也没有以往施工工艺可资借鉴。为保证钢结构的精确性和稳定性，技术团队选择与天津大学钢结构科研团队合作，成立了15人的课题攻关小组，对钢结构进行了全程研发和监控，围绕钢结构穹顶支撑课题进行了多达83场大小论证会。经多番严谨实验论证，最终采用“地面拼装、部分散装、中心提升”的方案，即将钢结构穹顶在地面拼装好后，再设置21个提升点，分区域、分步骤地实现同步提升。2013年9月25日，穹顶钢结构整体提升，在各种数据符合设计标准、达到设计要求时，顺利到达预定位置，标志着项目技术团队完成了国际首例大跨度单层网壳钢结构的安装。因其结构独特，在提升中引入全过程现场监测外，还设立了全球首例“全寿命健康监测系统”，对穹顶钢结构的性能进行全过程监测，进一步保证了钢结构的使用安全。2014年站房穹顶钢结构被中国工程院认定为国际领先水平，并揽获中国建筑钢结构行业工程质量最高奖——中国钢结构金奖。

　　五、精细作业精准控制攻克异形透明膜结构安装难关

　　基于采光和穹顶承重考虑，于家堡站穹顶采用了钢结构和膜结构相结合的设计理念。该ETFE膜材料兼具采光性好、安全系数高、质量轻、自洁性能优等优点。其与水立方膜结构材质相同，但于家堡站是国内第一家在ETFE膜上使用异形安装的项目，安装施工的难度也要远远大于水立方的规则六边形施工。站房穹顶安装膜的总面积7060平方米，被正反螺旋梁分为783个大小不一的气枕，其中最大的约42平方米，最小的仅0.5平方米。考虑到膜的价格昂贵、购置时间长，技术团队深化设计，在钢结构安装之同时，由专人用了两个月时间对每一个气枕膜的尺寸进行了高精度测量定位。在安装时，施工人员分成5个小组进行逐一安装，每个组由3至5人组成，并安排专人负责安全检查，全工作段现场监控拍照，做到谁破坏谁负责。此外，为避免气枕膜被尖锐物体划伤，在气枕膜上安装了支架，防止鸟类停歇等造成不必要损害。还在顶部中央区域的18块气枕膜周边安装了440度电阻丝，有效解决了防火和气体排放的问题。项目技术团队用科学与集体的智慧让“鸟巢”和“水立方”在海河之滨实现了完美融合，“中国最美丽高铁站房”呼之欲出。

　　六、大面积异形水磨石综合施工工艺攻克防开裂养护难关

　　与其它公共场所通常选用的大理石地面不同，于家堡站进站厅、负一层候车大厅和公共通道均铺设的是大面积仿白麻颜色菱形分格的精美水磨石，与穹顶菱形ETFE膜呼应，整体风格简洁顺畅，浑然一体。但由于地面下部为地采暖，需要铺设保温板进行隔热，且大面积的单块水磨石以及额外荷载极易导致水磨石面层开裂，处理不好将极大影响工程质量和整体美观。为此，技术团队采用5厘米厚高强度的挤塑板，在垫层处采用双层钢筋网片，在保温板上铺设水磨石垫层和水磨石，最后垫层按照水磨石菱形分块设置变形缝。在首件试验后，再度细化施工工艺，专人旁站监督，成功避免了开裂问题。同时，采取了先进的水晶渗硅施工工艺，确保了水磨石高防滑、高硬度、高光洁度，且耐污损、耐腐蚀、无异味，能保持20年以上的平滑光亮，成功避免了传统技术导致水磨石地面使用3至5年以后，出现因风化、磨蚀而变得十分粗糙、污迹斑斑和黯淡无光的问题。