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以“四新技术”为支撑,打造泉城智慧交通新标杆

2024-05-16 11:09:57 来源:中国建筑第八工程局有限公司

凝心聚力,奋力奔跑!2023年是济南轨道交通7号线开工首年,项目历时8个月,就实现了全线19座站点全部进场施工,刷新了济南轨道交通二期规划前期市政工程“新速度”。在建设过程中,中建八局济南轨道交通7号线项目以党建为引领,发挥党建新动能,制定了“1668”管理方略,按照“一个管理动作、六个管理原则、六大地铁工程、八大重点工作”,以“四新技术”为支撑,以设立“博士工作站”“科技创新实践基地”为落脚点,全力攻关绿色低碳建造、渗漏防治技术、深基坑支撑维护等新技术、新工艺、新材料相关国家级课题4项,锻造一个集技术服务、课题攻关、产学研用为一体的综合性平台,统筹增设新设备、采用新技术、摸索新工艺,促进工程建设高质量有序推进,助力项目在泉城智慧交通建造的“新形象”“新标杆”。

关键词:“四新”技术、科技、技术攻关

一、项目特点

项目总体概括为:“一首六最”。

1.一首:项目是全国第二条、山东省首条穿越黄河的地铁线路,是中建八局首条自主实施的地铁整线工程,也是济南地铁规划建设线网中唯一一条横跨黄河的南北向骨干线路,是济南市全面贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略,全力支持济南市起步区发展的重要布局。

2.地质条件最复杂:工程线路穿越地层地质条件复杂,区间隧道穿越溶洞、上软下硬、粉细砂层等多种不良地质,沿线地下水多为孔隙水、裂隙水,施工过程中极易出现洞体坍塌、地面塌陷,施工难度大、精度要求高。

3.周边环境最复杂:线路总体呈南北向纵穿主城区,盾构区间沿线穿越既有建筑物、河流、铁路、桥梁、既有建筑物桩基,在掘进过程中地层受到扰动或地层损失;线路区间先后穿越高风险区:穿越既有运营2号线、3号线、胶济铁路、石济铁路和小清河、南水北调暗渠等,穿越性质多变、情况复杂,施工难度大、精度要求高。

4.工艺工法最多:车站包含钻孔桩+微型钢管桩、钻孔桩+旋喷桩止水、钻孔灌注桩+内支撑、地下连续墙、钻孔桩+TRD工法墙、钻孔桩+水泥搅拌桩6种主体围护结构型式;除却常规明挖法、盖挖法车站,明挖法、盾构法区间外,局部采用大断面暗挖车站、冻结法联络通道、机械法联络通道、顶管法出入口、盾构弃壳接收等多种工法形式,基本上涵盖了目前国内现有地铁工程的所有施工工法。

5.前期工作量最大:本工程共涉及30余家产权单位20余类管线,迁改周期长、实施难度大。永久用地总面积约75.46公顷,工程施工、交通导改需占用临时用地面积约55.61公顷,涉及住宅、商业等拆迁面积约16.54万平,产权情况复杂,安置难度大。

6.跨行政区域最多:本工程跨越高新区、历下区、历城区、天桥区、起步区五个片区,为首条连接主城区与起步区的轨道交通线路。

7.换乘站数量最多:本工程设车站23座,含12座换乘站,项目建成后将与2号线、3号线、4号线、6号线、9号线实现换乘,构建起济南市更加完善便捷的轨道交通骨架线网,对于推进城市更新进程,提升人民群众幸福感,推动城市发展新格局具有重要意义。

线路整条走向及地质情况

二、智慧交通技术特点

20项新技术新工艺新设备

推动低碳环保和绿色施工。

济南轨道交通7号线一期工程全长约30公里,是全国第二条、山东省首条穿越黄河的地铁线路。

由于横跨济南主城区和多个重点区域,在施工过程中,济南轨道交通7号线项目先后使用了集束式反循环潜孔锤、组合降噪取土器、施工隔声墙、全覆盖基坑防尘天幕、旋挖钻机动力舱隔声仓等新工艺、新技术、新设备共6大类20余项推进防尘降噪、绿色施工,最大程度降低了施工对居民生活的影响。

取土器                                    隔声仓

集束式反循环潜孔锤是由可分离式的双动力头、高稳定性履带式桩架和液压电气控制系统构成,目前该技术在济南轨道交通7号线奥体东路站现场实施使用。奥体东路站项目副总工程师高成坤介绍,奥体东路站临近盖子山,地质条件复杂,岩石硬度非常高,传统的工艺工法会产生巨大的噪音,为周边生活、工作的居民带来困扰。而目前采用的双动力多功能钻机配集束式反循环潜孔锤施工工艺,就有效解决了这个难题。高成坤称,这种工艺,不仅降低了施工噪音,施工效率也提高了3-5倍。

潜孔锤                                                                   原理介绍             旋挖钻

在济南轨道交通7号线二环北路站,采用了TRD水泥土搅拌墙工艺,该工艺也是济南市轨道交通工程中首次应用。TRD工法具有施工深度大、适应地层广、成墙质量好、稳定性高等优点。不仅作业效率高、适应地层广,还有成墙质量好、安全性能好、止水成效好的作用,更有效地降低了对周边土体的影响。

TRD工艺

济南轨道交通7号线气象局站目前处于基坑开挖阶段,也是施工全周期出土最多,比较容易产生扬尘的阶段。为了减少扬尘对周边环境的影响,气象局站率先采用“特色天幕”技术,将土方开挖作业的“露天作业”变为“室内作业”,不仅减少了施工粉尘,降低了噪音,也保证了施工现场的整洁、美观,有效地做到了“低碳环保、绿色施工”。

全自动大跨度防尘天幕

保温全自动“天幕”首用

保轨道交通冬季安全施工

“硬核”的新技术和新工艺并不单单用在了防尘降噪上。随着低温严寒天气的到来,济南轨道交通7号线项目还采用了全自动大跨度保温“天幕”系统,全力保障冬期施工安全有序进行。

“在连续低温严寒的情况下,一旦土壤、混凝土、砂浆等所含的水分冻结,建筑材料容易脆裂,项目施工就会面临极大困难。”轨道交通7号线一期工程土建9工区大桥站(工程名)项目相关负责人介绍,保温“天幕”主要用于保温养护混凝土浇筑完成后的成品,在设计上以冠梁及挡墙为基础,采用型钢结构及钢索、保温化纤布等材料,进行装配式快速组装、拆除,有效保障冬期特别是极寒条件下主体结构施工质量。

大跨度保温“天幕”

此项技术已在7号线一期工程多个站点投入使用。这是济南市轨道交通领域首个保温“天幕”系统先行试点,此项技术将为解决轨道交通冬期施工混凝土保温养护提供有力支撑。

在搭建保温“天幕”对基坑进行封闭、设专人对“天幕”内环境温度、混凝土温度定期检测的基础上,项目部还采用暖风机加热、蒸养机蒸汽养护、阻燃棉被覆盖保温等措施,确保混凝土养护质量,为各施工车站结构“不渗不漏”目标奠定坚实基础。

冬季保温措施

智能混凝土导管浇筑控制设备

提高浇筑质量、促进降本增效

中建八局工程研究院与中建八局城市发展公司联合研发的智能混凝土导管浇筑控制设备在济南轨道交通7号线一期清河北路站项目落地应用。

据悉,智能混凝土导管浇筑控制设备由混凝土浇筑液面深度自动量测系统、混凝土浇筑导管插入深度监测系统以及远程控制系统PC端、手机APP端等组成。该设备配备了水分传感器和微波物料传感器对混凝土浇筑液面实时量测,双传感器组合监测有效降低测量误差精准保障成桩、成墙质量。

远程控制系统

另外,混凝土浇筑液面深度自动量测系统的传感器缆线收放采用人工或自动模式,实现了对水下混凝土浇筑液面上升高度的实时量测,超灌时自动发出警报,浇筑完成后自动生成浇筑曲线。同时,混凝土浇筑导管插入深度监测系统的导管计数采用人工按钮式操作或基于称重传感器反馈数据的自动计数,实现对导管插入深度的实时自动监测,当导管插入过深或过浅时,设备自动发出警报。

现场监测

为了达到能够实时了解现场情况的目标,该设备可实现PC端、手机APP端与设备操作界面同步显示浇筑液面深度、导管插入深度以及浇筑曲线等,工作人员可远程同步控制设备操作界面,及时对现场问题进行反馈。

现场操作

济南轨道交通7号线一期清河北路站项目部相关负责人介绍,该设备通过对地下连续墙或灌注桩的混凝土浇筑过程实时监控,不仅有效保证了浇筑液面深度与导管插入深度的准确性,提高了混凝土浇筑质量,还避免了因过度超灌导致的材料浪费,起到了降本增效的作用。

建地铁7号线博士工作站

推进科技研发和技术攻关

为助力济南轨道交通7号线一期工程的技术力量、业务力量再上一个层级,2023年5月,中建八局专门成立了济南城市轨道交通7号线一期工程博士工作站。

博士工作站由工程研究院团队、项目技术质量责任骨干和专家团队组成。博士工作站成立后,紧跟中建八局发展战略,结合项目需求,切实推进“产学研”深度融合、促进科研成果有效转化。同时,博士工作站紧密结合工程实际,发挥人才与科研资源优势,共同推进科技研发与技术攻关,在科技创新、创效等方面也为项目提供有力支持。

博士工作站揭牌

与此同时,济南轨道交通7号线项目结合全周期建设任务,重点聚焦“安全地铁、绿色地铁、智慧地铁、品质地铁”四大宣传主题,联合济南市生态环境局历城分局、济南市生态环境局高新区分局、历城区交通重点工程建设指挥部等10家单位成立“环境友好型工地联盟”,树立建筑行业文明新形象。

环境友好型工地联盟成立

同时开展多种形式的劳动竞赛活动,“以赛促建”“以赛促产”,推进全线施工进度,助力将轨道交通7号线打造成为“安全地铁、绿色地铁、智慧地铁、品质地铁、创新地铁、廉洁地铁”。

“铁军杯”劳动竞赛启动仪式

铆钉“中建排头、行业领先”的目标,中建八局高度重视建设现场安全文明标准化施工,将积极践行“双碳”目标,依托院士工作站、工作室、博士后工作站等科技创新工作平台,利用“四新技术”科技支撑,从“新技术、新工艺、新材料、新设备”等方面不断创新突破;通过“地下空间绿色发展高峰论坛”“中建八局科技论坛”等高端学术论坛,搭建科技交流平台,不断突破行业先进技术,助力济南轨道交通建设绿色发展新格局,高举“敢为人先 行业领跑”线性工程的旗帜,跑出“加速度”、确保高质量,为泉城地铁建设贡献中建力量。

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