地鐵入地、隧道穿海,揭秘“青島速度”背后的大國重器
交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事關(guān)城市功能完善、群眾生活品質(zhì)提升,是重要的民生工程、民心工程、發(fā)展工程。
如何加快工程進度,優(yōu)化施工組織,確保按期完成建設(shè)任務(wù)?青島大批量“上馬”大國重器——盾構(gòu)機等機械化掘進設(shè)備,擁抱現(xiàn)代化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新基建發(fā)展趨勢。特別是今年,地鐵三期、膠州灣二隧等攻堅項目相繼開啟“盾構(gòu)機時代”,施工效率大大提升,建設(shè)“進度條”不斷刷新。
膠州灣二隧海天號盾構(gòu)機
其中,青島地鐵三期7條線路計劃投入112臺盾構(gòu)、TBM(全斷面硬巖隧道掘進機)。截至9月底,15臺TBM/盾構(gòu)已始發(fā)掘進,工程建設(shè)進入提速推進新階段;
膠州灣第二隧道計劃投入三臺盾構(gòu)機,目前三臺均已向項目“報到”。眼下,用于服務(wù)隧道的盾構(gòu)機正在海底破巖,運行平穩(wěn)。兩臺主線盾構(gòu)機預(yù)計分別在明年1月和3月錯時始發(fā),屆時茫茫膠州灣將有“三條巨龍”同時在海底潛行,全速推動青島進入“雙隧時代”。
01
入地:城軌領(lǐng)域需求最大
“上天有神舟,下海有蛟龍,入地有盾構(gòu)”。
盾構(gòu)機,全稱盾構(gòu)隧道掘進機,又被稱作“工程機械之王”,一直以來都是隧道建設(shè)中必不可少的核心裝備。與傳統(tǒng)施工方式相比,盾構(gòu)法具有施工安全、環(huán)保、操作方便、工程質(zhì)量高、占地資源少、勞動強度低等特點。
2015年,國產(chǎn)首臺鐵路大直徑盾構(gòu)機下線,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),打破了國外近一個世紀的技術(shù)壟斷。如今,我國已經(jīng)成為全球最大的盾構(gòu)機市場,也是最大的盾構(gòu)機生產(chǎn)國和消費國。據(jù)中國工程機械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2022年中國盾構(gòu)機市場規(guī)模約為276億元,同比增長14.05%,預(yù)計2024年市場空間達到400億元。
目前,盾構(gòu)機應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)的城軌領(lǐng)域逐步向鐵路公路隧道、水利水電、市政、能源煤礦、綜合管廊等新興領(lǐng)域擴展。其中,城市軌道交通占比40%,是需求最大的領(lǐng)域。
2號線二期首臺盾構(gòu)機“入地”掘進
青島地鐵共有10條線路在建,包括2號線二期、5號線、6號線二期、7號線二期、8號線支線、9號線一期和15號線一期等7條三期規(guī)劃線路。與一期、二期相比,三期7條線路機械掘進率超過95%,位于全國前列。地鐵三期預(yù)計有112臺盾構(gòu)、TBM投入使用。
TBM和盾構(gòu)機均為隧道掘進設(shè)備,二者適應(yīng)地質(zhì)不同,TBM“牙口”更好,適合啃動堅硬的巖石地層;而盾構(gòu)機更擅長維護隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,適合松軟易坍塌的地層。相對傳統(tǒng)掘進工法,效率能夠提升10倍。
目前,5號線、7號線二期、2號線二期、8號線支線等線路均已進入盾構(gòu)掘進階段。其中,8號線支線是服務(wù)于膠州、城陽和東岸城區(qū)間客流走廊的快速通道。今年4月24日,8號線支線第一臺盾構(gòu)機“膠州灣1號”始發(fā)。截至9月29日,歷時約170天,這條線路共有6臺盾構(gòu)機入地,平均28天始發(fā)一臺,創(chuàng)下地鐵三期建設(shè)盾構(gòu)始發(fā)新紀錄。
不止地鐵,在地下管廊領(lǐng)域也首次出現(xiàn)了盾構(gòu)機身影。今年8月,歷時163天,青島市東部城區(qū)地下管廊工程(一期)盾構(gòu)段區(qū)間順利貫通,這是青島首次采用盾構(gòu)法施工的地下管廊工程。該項目是市區(qū)第一批220千伏電力架空線下地工程,建成后將為李滄區(qū)、嶗山區(qū)釋放大量建設(shè)用地。
02
穿海:二隧“集齊”三臺盾構(gòu)機
海底追夢,通達未來。膠州灣第二隧道工程全長17.48公里,主線隧道總長14.37公里(海域段9.95公里),采用雙洞雙向六車道加中間服務(wù)隧道的布置方式。與第一條隧道相比,根據(jù)膠州灣海域地質(zhì)條件不同,工程采用明挖、盾構(gòu)和鉆爆法組合施工方案,從海底穿越膠州灣,分別從膠州灣東西兩岸向膠州灣掘進,并在海中對接。
今年以來,工程三臺盾構(gòu)機均已向項目“報到”。
膠州灣第二海底隧道首臺盾構(gòu)機“國信號”
6月30日,“國信號”盾構(gòu)機在青島端始發(fā)井順利首發(fā),標(biāo)志著膠州灣第二隧道工程盾構(gòu)段正式掘進施工,開啟膠州灣東西兩岸“對向掘進”的跨海征途。“國信號”盾構(gòu)機開挖直徑8.18米,用于服務(wù)隧道掘進施工,將在復(fù)雜海面之下為兩條主線隧道探明前方道路。目前,“國信號”盾構(gòu)機在海底破巖,運行平穩(wěn),計劃每天掘進5到6米。
在主線南線,“海天號”盾構(gòu)機正在現(xiàn)場有序組裝。“海天號”盾構(gòu)機開挖直徑15.63米,整機總長142米,總重5244噸,配備了伸縮式主驅(qū)動、伸縮式開挖倉監(jiān)視系統(tǒng)等一系列智能系統(tǒng)。9月21日,主線隧道大盾構(gòu)管片正式灌注生產(chǎn)。
在主線北線,9月26日,“深藍號”超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機在廣州南沙下線,即將開展運輸工作。“深藍號”盾構(gòu)機開挖直徑15.63米,整機機長160米,重量4600噸。為應(yīng)對地質(zhì)條件復(fù)雜、高水壓、長距離硬巖掘進等難點,二隧團隊邀請行業(yè)資深專家在刀盤形式、刀具類型、耐壓耐磨能力等方面開展專題研究,配備了伸縮式主驅(qū)動、伸縮式開挖倉監(jiān)視系統(tǒng)等智能系統(tǒng),采用了短螺旋輸送機+碎石箱+碎石機的設(shè)計,將有效減少因前艙渣石堆積造成的滯排風(fēng)險。
目前,膠州灣第二隧道工程正在加緊建設(shè),黃島陸域段工程、黃島海域段工程、青島盾構(gòu)段工程共12個施工面同步推進,計劃2027年建成通車。
03
數(shù)字化加持,讓項目更快落地
6月25日,孤懸十余年的跨海大橋高架路二期工程全線通車,成為東岸城區(qū)連接跨海大橋與青銀高速的一條重要通道;建設(shè)中的青蘭高速雙埠至河套段改擴建工程力爭10月底提前2個月實現(xiàn)主線建成通車……今年,不少在建的基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)進度明顯提速,城市更新的“青島速度”直抵人心。
項目建設(shè)周期的縮短,離不開BIM、裝配式等新技術(shù)、新工藝、新材料、新理念的應(yīng)用。“拼積木”式建房、3D智能打印道路、BIM技術(shù)……在數(shù)字化的加持下,如今青島許多工程建造場景發(fā)生了顛覆性變化,建筑工業(yè)化和智能化成為現(xiàn)實,“黑科技”的助力讓工程得以高效率推進——
比如,跨海大橋高架路二期工程鋼箱梁吊裝階段,采用北斗系統(tǒng)對每片梁進行精準定位,鋼結(jié)構(gòu)吊裝效率提升40%以上。此外,還使用3D智能監(jiān)測取代人工放線攤鋪瀝青,全面提升道路平整度。
重慶路快速路工程雛形初顯
眼下正在加速建設(shè)的重慶路快速路工程橫跨市北、李滄、城陽三區(qū),創(chuàng)造了全市項目建設(shè)的多項之“最”,是全市體量最大、參建單位最多、預(yù)制裝配率最高的市政交通類項目。整個工程參建單位多達30余家,橋梁上部結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配率超過90%,全線共計2060片預(yù)制箱梁。
僅用一年時間,讓全長17.7公里高架橋“拔地而起”并實現(xiàn)主線通車,面對如此大體量工程,如何快速高質(zhì)量完成建設(shè)?重慶路快速路工程的秘訣是:通過全過程數(shù)字化,全力打造城市交通標(biāo)桿工程。項目在施工建設(shè)過程中,采用“數(shù)字化管理+工業(yè)化建造”的技術(shù)理念,打造了“1+1+3+N”的智能建造體系,即1套標(biāo)準體系、1套數(shù)字孿生模型、3個數(shù)字化平臺(數(shù)字建管平臺、智慧工地平臺、智慧梁廠平臺)和N個應(yīng)用場景,以科技創(chuàng)新賦能項目全過程、全要素、全鏈條高質(zhì)量發(fā)展,實現(xiàn)線下一座橋、線上一座橋同步建設(shè)。
在新裝備、數(shù)字化的支撐下,這些在建的民生工程、民心工程、發(fā)展工程正朝著盡快投用的目標(biāo)加速前行。
(作者 周建亮)