青島地鐵4號線:每次突破,都在向“建設世界一流地鐵”邁進
錨定“建設世界一流地鐵,打造一流城市投資建設運營商”的“雙一流目標”,青島地鐵發(fā)布了《建設世界一流地鐵目標體系》(建設篇),確定了“以創(chuàng)新為引領”,打造“安全、優(yōu)質、高效、綠色、智慧、和諧”的地鐵工程的“1+6”的目標體系。正所謂“不積跬步,無以至千里”,4號線的每一次創(chuàng)新和突破,都是青島地鐵在“建設世界一流地鐵”征程上邁進的一步。
安全:高難度下穿展開“毫米級”的較量
高舉創(chuàng)新大旗,4號線在建設過程中大膽嘗試、細致部署,與險峻環(huán)境展開了“毫米級”的較量,對地鐵工程的安全性做出了全新的定義!
4號線人民會堂站—信號山(青大附院)站要穿越已運營的3號線區(qū)間隧道,兩條線路的間距只有區(qū)區(qū)不到2米,也就是一人多高的距離。這樣的超小徑距下穿,任何一點閃失,都有可能造成兩條線路不可挽回的損失。要評估下穿的情況,一個關鍵指標就是的沉降值。為此,4號線專門啟動了“TBM對各地層震動和位移影響研究”,為這一段的下穿提供了理論保障。實際操作中,通過優(yōu)化TBM掘進參數(shù)以及注漿的材料和工藝,強化掘進過程中的風險管控,最終,測得3號線的沉降值是1毫米,遠小于5毫米的規(guī)定限制,在當時創(chuàng)造了國內超小徑距下穿運營線路的沉降值紀錄。
安全是地鐵建設運營的“基本盤”,在青島地鐵《建設世界一流地鐵目標體系》(建設篇)6個具體目標中,“安全”排在首位。4號線沿途地質變化復雜,特別是東段,富水砂層和上軟下硬的地質給施工安全提出了很高的要求。4號線堅持科技創(chuàng)新為導向,成立多項科研課題,對重點工作和卡脖子工點重點調度。結合4號線施工情況,開展了TBM超前地質預報、不同地質條件的注漿研究等一系列的科研課題。4號線借助新型技術和大型機械,全線順利穿越百余個風險源,成功側穿杭鞍高架及福遼高架橋橋樁,為“建設世界一流地鐵”打下扎實的基礎。
優(yōu)質:以建設百年地鐵為導向
青島地鐵堅持以“建設百年地鐵精品工程,打造一流運營服務品質”為工作導向,注重工程實體優(yōu)質,強化過程管控。在《建設世界一流地鐵目標體系》(建設篇)優(yōu)質目標一欄,“實現(xiàn)主體結構不滲不漏”被作為核心目標提出來。
滲漏長期困擾地鐵建設行業(yè),對于青島尤甚,而對于4號線,更是一個艱巨的任務。青島地處沿海,地下水較為豐富,4號線東段靠近山海,穿越多處富水砂層,在這樣的環(huán)境下的明挖車站,對圍護結構防水要求較高,一般的圍護結構難以達到理想的止水效果。
沙子口站是4號線的第22座車站,處于富水砂層中,地下水與海水連通,是整條線防滲漏的難點車站。經(jīng)過勘察、論證,這個車站圍護設計采用了地下連續(xù)墻結構技術。車站地下連續(xù)墻施工完成后,基坑開挖過程中,圍護結構基本無滲漏水,通過現(xiàn)場監(jiān)測,圍護結構基本無變形,既保證了基坑開挖施工安全,又大大提高了施工效率,更重要的是,最大程度為投入運營后車站免去了滲漏的風險。
規(guī)劃建設為運營,運營服務為乘客——將提升乘客出行體驗作為目標,4號線從細節(jié)之處抓工程品質。4號線貫穿新老城區(qū),沿線學校、醫(yī)院、居民區(qū)眾多,為此,4號線結合沿線地質條件,采用了鋼彈簧浮置板道床、減振墊浮置板道床、梯形軌枕道床、多等級減振道床、中等減振道床、普通道床等6種形式道床,其類型多樣、形式復雜、工序轉換頻繁,創(chuàng)青島地鐵道床工藝形式復雜之最,只為將對地面人們生產(chǎn)生活的影響降到最低。
高效:月進尺突破“900米+”大關
4號線是山東省2022年重大項目之一,是一條教育線、醫(yī)療線、旅游線,是市民關注的民生線。青島地鐵秉承“為人民建地鐵、為城市建地鐵”的理念,全力推進4號線建設,不斷實現(xiàn)新突破,創(chuàng)造新紀錄,打造新標桿。
自土建階段開始,4號線就按下了建設的快進鍵。面對復雜的地質條件、疫情的影響,青島地鐵建設分公司結合以往線路建設經(jīng)驗,采取主體、附屬同時抓的戰(zhàn)略方針,組織各項目部開展勞動競賽。2022年3月10日,隨著“浮山號”TBM破巖出洞,4號線提前20天實現(xiàn)全線洞通。在此之前,03工區(qū)TBM掘進月進尺突破900米大關,達到923.95米,這是青島地鐵迄今為止的掘進紀錄,是真正的青島速度。
技術的創(chuàng)新、工藝的改進、新型設備的使用,一路加持著青島地鐵4號線建設“加速度”:采用“自變型輪胎式混凝土施工車”進行澆筑,不斷刷新了單日鋪軌施工紀錄;2022年5月30日,4號線供電、通信“雙通”,是青島地鐵首次同步實現(xiàn)“雙通”。
新突破、新紀錄的背后,是建設者們攻堅克難的智慧和青島地鐵飽和式的投入。4號線軌道鋪設高峰期,同時開工20多個作業(yè)面,大型機械設備投入百余臺,施工人數(shù)達到1500余人;供電、通信施工高峰期,關鍵設備總量達3500余臺,主干線纜總量超過1000公里,高峰時段全線50余個班組同時作業(yè),現(xiàn)場施工人數(shù)超1500人。三個專業(yè)高峰期人員、設備投入均創(chuàng)青島地鐵之最。
綠色:首次嘗試盾構渣土重復利用
地鐵那么長,建造地鐵時,挖出的渣土都去了哪兒?4號線雙向有大約8公里的盾構掘進,盾構出大約20萬立方米的渣土。這些渣土呈泥漿狀,轉運填埋的過程中容易發(fā)生撒漏,影響沿途環(huán)境。曾經(jīng),這些盾構渣土是令建設者頭疼的廢棄物。然而在青島地鐵4號線,這些“廢物”卻變成“寶貝”。
在土建階段,青島地鐵建設分公司在沙子口站引入盾構泥水分離設備,將運出的盾構渣土分離成碎石、砂、干化泥餅和濾液水,泥餅方便運輸,沙石用于現(xiàn)場施工,濾液水經(jīng)過沉淀用于工地和施工用水。這項技術消除了渣土運輸、堆置對環(huán)境造成的污染,解決了渣土外運對項目施工進度的影響,同時實現(xiàn)了渣土中沙石和水的再利用。這也是青島地鐵在盾構渣土資源化利用方面邁出的第一步。
今年8月,青島地鐵集團在國內軌道城市中率先發(fā)布《綠色城軌發(fā)展實施方案》,明確了青島地鐵綠色城軌發(fā)展的總體目標,圍繞整體目標設置能耗強度、出行占比提升、綠色建筑創(chuàng)建、綠色能源利用等具體指標。在“方案”的指引下,青島地鐵錨定打造世界一流綠色地鐵的目標,將雙碳與綠色城軌發(fā)展目標貫穿于青島地鐵全生命周期的各個階段。
智慧:遠程消滅供電事故萌芽
為給線路開通的智能化運營提供硬件基礎,4號線首次采用供電智能運維系統(tǒng),相當于給供電系統(tǒng)加入“大腦”。通過在地鐵供電設備上部署多種傳感器、動態(tài)視頻監(jiān)控等現(xiàn)場監(jiān)測裝置,實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測、監(jiān)視設備的運行狀態(tài)及設備周圍的環(huán)境狀況。當設備出現(xiàn)故障或現(xiàn)場發(fā)生異常時,能在第一時間自動采集信息,并向智能運維管理平臺發(fā)送監(jiān)測信息和報警信息,運維人員無需親臨現(xiàn)場即可及時了解設備運行狀態(tài),直接對現(xiàn)場進行監(jiān)聽、監(jiān)視,將事故消滅在萌芽狀態(tài),提高故障處理效率和應急響應速度,同時降低了運營人力成本。此外,建設了青島地鐵首個電扶梯、站臺門、供電智能運維系統(tǒng),科學開展設備健康管理和故障預測,極大降低了人工巡檢及維護成本。
在4號線建設過程中,應用軌行區(qū)智慧調度系統(tǒng)與智慧平板車,綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、人員定位、視頻監(jiān)控、智能芯片等先進技術,從本質上保證了軌行區(qū)安全。
和諧:過街通道施工完全讓路于民
4號線是一條完全位于主城區(qū)的線路,途經(jīng)多家知名醫(yī)療機構、中小學校及多個大型社區(qū),這也給4號線的施工提出了新課題:建設過程中如何將對沿線居民生活的影響降到最小,打造和諧地鐵,真正做到“短暫的打擾,永久的便捷”?
在埠西站,有一段49米長的通道連接著車站到遼陽西路北的地面出入口,這一路段毗鄰大型社區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場、商超,人流、車流如織。按照傳統(tǒng)的礦山法,需要在遼陽西路占路施工6個月,對于原本就擁堵的遼陽西路來說,這無疑是雪上加霜。
地下通道的施工能不能不卡遼陽西路的“脖子”?這是擺在4號線建設者面前的一道“必答題”。經(jīng)過多種工法的比選,4號線最終選定了矩形機械頂管施工。
與傳統(tǒng)的礦山法相比,頂管法具有工期短、人工少、安全系數(shù)高等諸多優(yōu)點,最重要的是,頂管法不需要占路施工!但是,通道呈矩形,液壓千斤頂磨盤呈圓形,所以在四個角有磨盤“盲區(qū)”,頂管法只能在較軟地質推進,在埠西站“上軟下硬”的地質開展施工必須要解決“盲區(qū)”的問題。青島地鐵進行技術攻堅,對“盲區(qū)”進行改良,最終在埠西站取得了滿意的施工效果。據(jù)了解,在4號線,使用矩形頂管法施工的車站就有3個。
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