【“一局隧道”品牌建設】濟南地鐵6號線項目智慧引領泉城復雜環(huán)境地鐵智造

時間：2024年10月23日作者：桑建平點擊量：來源：閆娜

　　濟水之南，四面荷花三面柳，一城山色半城湖，北臨黃河，南倚泰山，七十二名泉美譽之濫觴，集山、泉、湖、河、城一身“北國江南”韻味。

　　在歷史與現(xiàn)代大明湖東側(cè)中心城區(qū)的坐標上，由中鐵一局集團承建的濟南軌道交通6號線東倉站、山東大學站，項目團隊用智慧科技在濟南泉城智造軌道交通地鐵，正如火如荼的折射著泉城軌道交通發(fā)展的歷史軌跡。

　　BIM模型搭建泉城地鐵建造維度

　　在城市軌道交通工程施工過程中，為快速分析和研究主城區(qū)復雜環(huán)境下地鐵建設方案，項目將車站選址、線路選線、道路交改、臨時占地、管線遷改、場地布置的決策依托于“BIM模型+GIS地形模型+無人機傾斜攝影”基礎數(shù)據(jù)，在三維空間模型上進行建設期方案的預演與分析，合理優(yōu)化建造方案，為項目節(jié)約更大的建造成本，創(chuàng)造更大的市場效益。

　　東倉站利用無人機航測影像進行處理建模形成實景地形模型，采用“BIM+傾斜攝影”融合技術，建立包含地形信息的BIM+GIS場景的整體模型，通過兩年時間對車流、人流、周邊環(huán)境進行分析研究，先后進行7次交通導改BIM建模方案桌面演練，從施工材料成本、人工成本和社會成本3個方面進行分析對比，由原設計7期交改優(yōu)化為4期方案。通過BIM建模對遷改樹木、市政管線與車站位置關系進行對比，將車站東側(cè)回縮23.6米，取消永久蓋板設計，減少遷改樹木和管線，將半蓋挖車站改為明挖車站，蓋挖比例由79.8%調(diào)整為11.3%，制定出經(jīng)濟效益最佳的建設方案，節(jié)約工期8個月。

　　山東大學站基于車站北側(cè)110千伏高壓線遷改時間流程長、難度大，老城區(qū)大直徑法國梧桐保護政策，利用BIM模型進行站位建模比選方案，將車站向南整體移動5.5米，車站東側(cè)軌道雙渡線改單渡線，合理避開550米長的110千伏高壓線遷改時間限制影響，法國梧桐遷移數(shù)量由163棵減少到68棵，節(jié)約工期6個月，獲得了良好的經(jīng)濟效應評價。

　　對車站緊鄰山東大學南院的一棟24層居民樓，應用互聯(lián)網(wǎng)自動化沉降監(jiān)測技術，實時掌握該樓監(jiān)測情況，對連續(xù)性海量數(shù)據(jù)提取和量化分析，加快監(jiān)測頻率和效率，保障數(shù)據(jù)及時上傳和分析，結(jié)合BIM模型對場地布置、施工流程進行合理規(guī)劃，保證現(xiàn)場的順利推進，建筑物沉降嚴格控制在標準限值內(nèi)。

　　綠色科技助推泉城地鐵環(huán)保高度

　　山東大學站距離周邊居民區(qū)不足50米，在基坑施工過程中，深基坑土方開挖、噴射混凝土作業(yè)中最容易產(chǎn)生揚塵及噪音，由于車站周邊商場及居民樓較多，本著從源頭上遏制揚塵及噪音污染，降低施工影響，項目遵循綠色地鐵、低碳環(huán)保理念，采用大規(guī)模全周期單元式智能防護罩棚技術，給車站施工區(qū)域穿上了3000平方米的“綠色”外衣，降低現(xiàn)場90%的PM10及70%的PM2.5的擴散。

　　單元式智能罩棚技術的自動天幕系統(tǒng)，配合嚴密的風塵降噪系統(tǒng)、單元式抑塵天幕系統(tǒng)、單元開合式傳動系統(tǒng)，以及智能化的控制，頂網(wǎng)采用防火密目網(wǎng)，實現(xiàn)了建筑施工全過程的精準降塵，在濟南地鐵施工領域是規(guī)模面積最大、智能化應用最全、使用周期最長的抑塵天幕系統(tǒng)，讓現(xiàn)場露天作業(yè)變?yōu)楣S式作業(yè)，大大改善了施工作業(yè)條件。

　　采用“自動噴淋、移動霧炮、多功能灑水車+自動化監(jiān)測”3+1模式環(huán)境抑塵系統(tǒng)。施工現(xiàn)場利用施工圍擋，在東倉站、山東大學站圍擋上方敷設1000余米自動噴淋霧化噴管，在基坑周邊設置16臺移動式霧炮機，現(xiàn)場配置1臺15噸多功能灑水車，根據(jù)實時在線的粉塵、溫度、噪音、風速自動化監(jiān)測儀數(shù)據(jù)，自動啟動噴淋、霧炮機，定時灑水控制揚塵。

　　在施工現(xiàn)場進出場大門口設置自動洗車臺4臺，4個100立方米的三級沉淀池。采用絮凝協(xié)管一體化污水處理凈化設備，能夠快速分離泥水，有效的去除水中的高濃度懸浮物和有機物，懸浮物去除率達到95%以上，保證廢水水處理排放回灌標準達標。

　　本著改善周邊夜間施工環(huán)境，通過調(diào)整夜間施工工序，推廣低噪音機械設備、路面下沉式防護鋼板、井蓋安裝橡膠墊等措施減少噪音源，在臨近居民樓一側(cè)安裝5米高40米長的隔音聲屏障，深基坑頂部安裝移動式隔音棚，把噪音降低到最小讓市民休息滿意。

　　液氧氣能破巖解決硬巖開挖速度

　　東倉站、山東大學站深基坑凝灰?guī)r、閃長巖硬巖占比達開挖總量的40％以上，共計12萬立方米。

　　為解決城市復雜環(huán)境硬巖開挖掘進難題，因傳統(tǒng)鉆爆法施工效率低、安全風險大、造價成本高等問題，項目引進基于液氧的氣能破巖技術，對氣能破巖機理如何運用到城市密集老城區(qū)地鐵車站基坑開挖的施工程序和工藝進行了科研攻關。

　　城市復雜環(huán)境氣能破巖開挖施工工法特點是利用由液態(tài)變成氣態(tài)體積迅速膨脹形成壓氣體進入裂縫產(chǎn)生“氣鍥”效應達到巖石預裂的目的。

　　該技術在應用過程中不會產(chǎn)生有毒、有害氣體,僅釋放少量二氧化碳及大量氧氣，對環(huán)境危害較小，氣能破巖振動強度約為爆破的十分之一，噪聲較小對周邊復雜環(huán)境影響小，大大降低了安全風險等級控制。

　　在施工速度方面，車站場地狹窄無法采用大型機械進行巖石機械靜力破除，小型設備開挖效率低，嚴重影響施工進度，使用氣能破巖技術，可不受場地狹小的制約，大大提高生產(chǎn)速度，與傳統(tǒng)靜態(tài)巖石劈裂相比,破巖功效提升3倍。

　　氣能破巖效率顯著提升，適用范圍廣泛，特別是在禁止使用炸藥爆破的區(qū)域能快速破巖，相對于氣動破碎錘、液壓劈裂機、水泥膨脹劑破巖效率更高、成本更低、更有優(yōu)越性，審批手續(xù)簡單，不涉及民爆器材管理。

　　項目團隊在東倉站、山東大學站硬巖開挖應用液氧破巖技術，通過146次氣能破巖試驗，不斷進行方案優(yōu)化摸索改進，在施工現(xiàn)場開挖質(zhì)量、破巖速度、材料消耗、安全管理等方面均得到了良好效果，形成了一套完整的液氧氣能破巖施工工法。

　　地下水回灌保泉城泉涌文化熱度

　　濟南素以泉水眾多、風景秀麗而聞名天下，據(jù)統(tǒng)計有四大泉域，十大泉群，733 個天然泉，是舉世無雙的天然巖溶泉水博物館，盛水時節(jié)，呈現(xiàn)出“家家泉水，戶戶垂柳”“清泉石上流”的綺麗風光。濟南的城市發(fā)展、歷史沿革、民風民俗也與泉水密切相關，形成了獨特的泉城文化。

　　濟南地鐵又是如何與泉水共生?

　　軌道交通建設以保泉、護泉為前提，離不開保泉、護泉。

　　為解決“軌道交通、城市發(fā)展、泉城文化”相互權(quán)衡的問題，項目團隊對地鐵施工期間“保泉”目標進行了深層次的研究和探索。

　　在響應泉水保護的基礎上，項目團隊在車站和線路選址上參照水文地質(zhì)，依照東高西低的地勢，避開保泉線、抗浮水線，合理規(guī)劃車站、線路位置和埋深。

　　山東大學站深基坑開挖期間，從石縫中出現(xiàn)小泉眼涌水，這些水來自地下孔隙水和裂隙水，按照“坑外堵水、坑內(nèi)降水、廢水回收、清水回灌”的理念控制基巖裂隙水的流失。

　　基坑降排水采取加壓保泉回灌井及降水保泉回灌一體化措施，采用地下回灌，提高地下水水位，將基坑降排水回灌再利用，回灌量達到80%，試驗期間達到100%，最大化保證基坑降水回灌地下，防止由于地下水水位大幅度下降導致泉脈水流不足的嚴重后果。

　　東倉站位于城市中心大明湖附近，直線距離最近約500米，距離東護城河、黑虎泉居民取水點僅300米。

　　工程地質(zhì)條件極其復雜，地下水脈縱橫交錯，水資源極其豐富。500米長的山東大學站每天的排水量平均達到2000立方米，東倉站每天排水量平均達到1600立方米，兩個車站近兩年的回灌量總方量達到了261萬立方米，相當于一個半大明湖的總水量，保障了線路沿線趵突泉、大明湖、黑虎泉的地下水位線。

　　車站各設2個監(jiān)測井,實時監(jiān)測車站周邊的水位、水溫、水質(zhì)情況，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果車站的水位和周邊水位一致，車站建設期水位沒有發(fā)生變化。通過一些列保泉措施，保障了泉脈水位線的水位目標要求。

　　從我做起，節(jié)水保泉，將現(xiàn)場的洗車水、地面文明施工灑水、混凝土養(yǎng)護灑水，經(jīng)過回收沉淀凈化處理回灌至地下，為保持泉水持續(xù)噴涌做一滴水不浪費的貢獻。

　　中鐵一局濟南地鐵6號線項目山東大學站車站主體結(jié)構(gòu)已順利封頂，東倉站站內(nèi)土石方已完成開挖任務并全面轉(zhuǎn)入主體結(jié)構(gòu)施工。項目依托智能建造、科技創(chuàng)新、先進工法、優(yōu)秀工裝的優(yōu)勢，打造“山大好鄰居”黨建品牌，樹立企業(yè)形象，塑造企業(yè)信譽，彰顯企業(yè)責任，共同推進“一局隧道”品牌建設。