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智“绘”城市

发稿时间:2024-12-13 11:22:00 来源: 北京日报

  本报记者 牛伟坤

  在北京,每一天,我们聆听着城市拔节生长的脉搏跃动,感受着大国崛起的时代强音——建筑、道路、轨道交通……它们展现了城市蓬勃发展的活力,镌刻着时代发展的印记。

  这期间,有一群幕后英雄:测绘人。作为开路先锋,他们穿梭在城市的地下空间,服务于城市建设全周期,以技术创新缔造着城市的无限可能。

  全国工程勘察设计大师、北京城建勘测设计研究院有限责任公司教授级高级工程师马海志,是这群人中的领跑者。国家大剧院、国家体育场(鸟巢)、北京大兴国际机场……一批重大工程、经典地标见证了他的精工匠心;北京地铁5号线、广州地铁3号线……国内外50多个城市的轨道交通建设留下了他的创新足迹。

  “勘察设计属于小众领域,但它不可或缺。”看到一条条城市脉络建成、畅通,四通八达,马海志满心喜悦。

  如今,马海志正带领团队完成“智慧”转型:勘察信息化、测量可视化、监测自动化、管理智能化……站立在时代的潮头,他心怀使命,奋斗向未来。

  马海志(右)在城市轨道交通运营监测项目现场。 受访者供图

  泡在现场

  采访马海志,气氛特别轻松。作为土生土长的北京人,他话密、语速快,时不时会抛出个梗,逗得人哈哈大笑。

  他说自己童年时有两个理想——

  “小时候我特别喜欢画画,画的花鸟总能得到优,就想当画家;长大后如愿以偿,每天都在画等高线。”

  “小时候我说自己长大要当科学家,父母都当笑话听;现在我离成为一名科学家还很远,但是正在朝这个目标迈进。”

  1985年,马海志考上北京建筑工程学院(北京建筑大学前身),选择了土木系测绘专业。大学毕业后,他进入北京市城市建设工程设计院勘测处(北京城勘院前身)测量队工作。

  实习期间,他跟着同事到望京地区测量地形图。当时的望京还是一片庄稼地,测量时要站在水稻田间。他二话不说,拿着标尺就下了水。测量结束,人上了岸,腿上吸附着三四条水蛭。很快,他的踏实肯干就让前辈们刮目相看,德高望重的老院长收他做了徒弟。

  工作一段时间,“白+黑”、“5+2”成为常态。新鲜感过去后,他开始体会到测量工作的百般滋味。

  最多的就是苦和累。最开始,他们出野外勘测只能开“嘎斯车”。车辆行驶到颠簸路段,能把人颠“散架”。那个时代,没有扫描仪、没有无人机,所有的测绘,只能借助最基础的测量仪和带刻度盘的大图板来完成。测量工作的完成速度,与工作经验密切相关。“不干几年,效率就提不上。”马海志说,那段时间,他经常是每天十几个小时都泡在测量现场,晴天一身土,雨天一身泥。

  北京城勘院的另一大业务板块在地下:地铁施工之前,测绘员要根据初步的设计图测定具体点位,建设人员再根据测量点位进行施工。施工建设阶段,每隔一段时间,测绘员还要对点位的稳定情况再次测量确认。

  由于测量和施工交叉进行,对于测绘员来说,工作中难免有潜在风险,要打起十二分精神。

  “一般晚上11点开始工作,一直要干到次日深夜3点。”睡眠不够,马海志只能在白天找时间补补觉,有的时候,极度困倦,他站着也能睡着。更严酷的是工作环境,“地下全是灰尘,有的地方积水没过腰。但是要测定的点位在水下,也只能想办法完成工作。”

  如今,当初经历过的酸甜苦辣都成了马海志津津乐道的回忆,也成了他成长路上的基石:他从一名测量队技术员成长为城勘院院长。2022年,他又获评“全国工程勘察设计大师”荣誉称号。

  虽然已经成为勘察设计大师,但马海志依然最喜欢技术员这个身份,经常往一线跑。在他看来,作为技术单位的负责人,更应该时刻关注并掌握技术动向,通过现有的工程难题发现创新方向。“科研项目的进展和汇报也不能只听别人报告,只有到了现场,才会有最直接的感受,才能做出更好的决策。”

  精益求精差之毫厘,谬以千里。

  这是马海志在大学里学到的第一课。“在工程建设行业里,测绘是基础。作为一名测量工程师,是要对工程建设负法律责任的。”

  30多年的从业经历让马海志越来越意识到:精细,怎么强调都不为过。很多因为精细不足可能导致的失误,让他至今想起来还有些后怕。

  天安门广场西侧,半椭球形的国家大剧院静静矗立。这座“城市中的剧院、剧院中的城市”,宛若一颗坐落于碧水之上的闪亮明珠,带给路人“海上生明月”的浪漫诗意。

  前卫造型的背后是对已有技术的挑战:国家大剧院壳体结构由一根根弧形钢梁组成,超过1.8万块的钛金属板和1200多块超白透明玻璃,形成了3.6万平方米的巨大天穹;而这个世界上最大的穹顶没有使用一根柱子支撑——造型奇特、结构复杂,施工测量难度极大。

  马海志是该工程测量项目的技术负责人。

  “大剧院外部看着像椭圆形,其实不是,它的内部是个多曲线的造型。”这是马海志“走过弯路”换来的教训——刚开始,没有现成的计算公式可以参考,他调阅了大量土建和钢结构施工资料,带领团队根据图纸以椭圆为造型进行了测算。然而,在现场初步安装了几根粗梁之后,马海志隐隐觉得不对劲儿。

  问题出在哪儿?马海志带领同事们埋头苦算了两天两夜,才发现不应拿它当椭圆来测算。

  惊心动魄!

  小插曲过后,马海志更加谨慎。为此,他带领团队在施工阶段建立了所需精度的测量控制网,针对大面积建设场区建立了高精度三维施工控制网,并在工程建设全过程中随时根据工程需要进行控制网改造,从而最大限度地保证测量精度;根据施工测量过程和施工管理要求,建立了工程项目施工测量质量管理体系,确保施工测量过程和成果质量的可靠和完整。此外,他还编制了大量内业计算程序,满足了复杂曲线计算等工作的需要。

  如此“火眼金睛”般揪问题,马海志还经历过一次。

  马海志曾参与北京地铁复八线(北京地铁1号线东段原名,西起复兴门,东至八王坟即现在的四惠东)建设。施工期间,工作人员发现某两站高度的测量误差超过正常值,这样的差错对地铁建设来说是致命的。

  施工前的测算明明经过了反复的验证,为何还会出现这么要命的错误?马海志赶紧查资料、对记录,一切都没问题。几番思索后,他将问题定位在“基准点”上。原来,地铁测量是在北京城市基准点的基础上进行。马海志分析,这两站的基准点可能处于地质沉降区,出现了变化;基准点数据没有及时更新,随之而来就是后续测量数据的“失真”。

  事实果真如此。

  为什么总能敏锐地在第一时间发现问题?面对记者的提问,马海志爽朗一笑,谦虚地摆了摆手,“主要还是熟练。天天干这一件事儿,一天到晚想的也都是这一件事儿,不可能不敏感。”

  精益求精带来的喜悦,还有很多。

  2001年12月,深夜两点,广州地铁2号线赤岗至客村建设工地。马海志架好仪器,目不转睛地盯着隧道断面。伴随着隆隆的响声,盾构机刀盘顶开洞口,加固墙从洞门圈中露了出来——刀盘中心与之前的定点分毫不差!20多年前的这一时刻,马海志现在回忆起来还很兴奋。

  在这条追求完美的道路上,马海志善于找“帮手”——新技术就是最好的帮手。

  每次面对新困难、新挑战,他总能以不屈不挠的决心,一次次踏上技术革新的征程。

  建设鸟巢时,作为测绘项目负责人,他又一次面临严峻考验:鸟巢复杂的结构对测量精度要求达到了极致,当时,国内尚无此类建筑的施工测量先例。传统的测量方法无法满足需求,他和团队联合高校创新性地将三维激光扫描技术应用到工程施工过程中,解决了钢结构高精度精准拼接难题。该项目总结形成的“特大异型工程精密测量与重构技术研究及应用”,荣获国家科学技术进步奖二等奖。

  北京大兴国际机场拥有全球最大面积不规则自由曲面钢结构、最大单体隔震层,面对这些“史上之最”,马海志研发了全过程智慧测量技术和云平台管理关键技术,攻克了系列测量难题,为超级机场航站楼的高质量竣工和施工安全保驾护航。与大兴机场测绘相关的“测量与监测项目”获中国测绘学会科技进步一等奖,并被收录入住房和城乡建设部《建筑业十项新技术》名录。

  让马海志自豪的是,这些测绘工程项目的成功实施,不仅体现了我国测绘工程技术的高水平,也展现了在应对复杂工程挑战时,项目各方的创新能力和团队协作精神。“通过这些项目,我们积累了宝贵的经验,更为后续类似工程的建设提供了可借鉴的案例和方法。”

  智慧检测

  作为新中国第一家地铁勘测单位,北京城勘院因地铁而生、因地铁而发展、因地铁而壮大。

  乘着我国城市轨道交通建设的东风,马海志参与了全国50多个城市的地铁建设。北京日复一日织就的庞大地下交通网络,更是给他搭建了发挥才干的舞台。

  这一过程中,挑战与成就并存。

  “每一条地铁建设都不容易,各有各的难。”

  北京地铁5号线是北京市轨道交通路网中首条贯穿城市中心、连接南北的快速轨道交通干线。涉及的地质条件多样、穿越城市中心区域、地下管线密、地上文物多……诸多的困难让5号线的测绘成了“烫手山芋”,很多单位都不敢接。

  马海志迎难而上。“我们就是干地铁出身的,义不容辞。”为了解决地下管线过密带来的测量难题,他创造性地发明了“口”字测量法:将要测量的区域划分为四方形,用雷达依次扫描——与以往的来回走动扫描相比,既提高了工作效率,也确保了测绘点全覆盖。

  这只是马海志工作风格的一个缩影。

  敢于创新、善于创新,贯穿了他整个职业生涯。

  再往前追溯,早在1994年,在很多人还不知道全球定位系统(GPS)为何物时,刚工作5年的马海志,就带领团队创造性地将其引入地铁的控制网测量中。用电子经纬仪要耗费几个月的工作,在半个月内就顺利完成。

  如今,他牵头研发的多项技术都在全国应用推广。不仅如此,他还主编了《城市轨道交通工程测量规范》《城市轨道交通工程监测技术规范》《城市轨道交通工程施工自动化监测技术标准》等多项国家标准。另有11部地方标准和团体标准,见证了他为轨道交通行业的规范化发展做出的贡献。

  在马海志看来,创新应始终与时代同频。

  2021年,北京市提出率先探索构建新发展格局的有效路径,首次提出了“五子联动”的重大举措,建设国际科技创新中心、推进“两区”建设、打造全球数字经济标杆城市、以供给侧结构性改革创造新需求、推动京津冀协同发展——这“五子”,每一子都立足国家战略,每一子都集聚首都优势。

  “五子联动”,激发马海志和团队深入思考。最终,他们在“智慧地铁”建设上碰撞出新的火花。

  “工程建设领域应积极拥抱数字化转型,利用大数据、云计算、人工智能等前沿技术,提升工程设计、施工和管理的智能化水平。”

  为此,北京城勘院专门成立了智慧工程院和城市安全研究院,新的成果正源源不断产出:以优化地铁建设项目全生命周期各阶段管理为目的的新型管理服务平台,实现了智慧建造到数字化移交到智慧运维的无缝对接;新一代隧道全断面扫描装备和盾构可视化监控管理平台,大大提升了地铁建设的安全性和效率;涵盖地上、地下二三维一体化的地铁勘察大数据,能为地铁工程建设中的地质风险和环境风险进行智能分析和超前预判……

  一系列技术革新,就像为地下空间安上了“眼睛”和“大脑”,研发成果达到国际领先水平。

  有些成果已经迈出北京,走向全国。比如,轨道交通多功能快速一体化检测装备及服务系统已在全国13个城市的35条地铁线路中应用,解决了人工检测效率低下、数据不全面、成果单一等缺点,升级后可实现轨道交通运营期的全自动化巡检,产生的社会效益和经济效益让人期待。

  如何让创新的后劲儿更足,马海志也在动脑筋。

  他积极倡导全院科技人员参评全国性的大型科技奖项和大师、工匠等荣誉称号。“荣誉并不是最终目的,我们想以此为导向推动技术创新和市场转型,从而在全院营造一种争优创先、精益求精的氛围,加快向科技型企业转型。”

  在马海志看来,科研与生产应始终并行。为此,他成立了大师工作室,主动与高校对接,进行产学研一体化的人才培养,让更多的青年才俊脱颖而出。

  马海志期待着,用测绘为城市建设筑牢更加稳固的根基。用匠心守初心,以创新谋未来。

  测在当代,利在千秋。

责任编辑:李婧怡