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(jìn)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(jī)等機(jī)械化掘進(jìn)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(jiān)項(xiàng)目相繼開啟“盾構(gòu)機(jī)時代”，施工效率大大提升，建設(shè)“進(jìn)度條”不斷刷新。

膠州灣二隧海天號盾構(gòu)機(jī)

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(jìn)機(jī)）。截至9月底，15臺TBM／盾構(gòu)已始發(fā)掘進(jìn)，工程建設(shè)進(jìn)入提速推進(jìn)新階段；

膠州灣第二隧道計劃投入三臺盾構(gòu)機(jī)，目前三臺均已向項(xiàng)目“報到”。眼下，用于服務(wù)隧道的盾構(gòu)機(jī)正在海底破巖，運(yùn)行平穩(wěn)。兩臺主線盾構(gòu)機(jī)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(jìn)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(jī)，全稱盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，又被稱作“工程機(jī)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(qiáng)度低等特點(diǎn)。

2015年，國產(chǎn)首臺鐵路大直徑盾構(gòu)機(jī)下線，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，打破了國外近一個世紀(jì)的技術(shù)壟斷。如今，我國已經(jīng)成為全球最大的盾構(gòu)機(jī)市場，也是最大的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)國和消費(fèi)國。據(jù)中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年中國盾構(gòu)機(jī)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(dá)到400億元。

目前，盾構(gòu)機(jī)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(kuò)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(jī)“入地”掘進(jìn)

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(jī)械掘進(jìn)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(jī)均為隧道掘進(jìn)設(shè)備，二者適應(yīng)地質(zhì)不同，TBM“牙口”更好，適合啃動堅(jiān)硬的巖石地層；而盾構(gòu)機(jī)更擅長維護(hù)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(jìn)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(jìn)入盾構(gòu)掘進(jìn)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(jī)“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(jī)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(jì)錄。

不止地鐵，在地下管廊領(lǐng)域也首次出現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)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(xiàng)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(jī)

海底追夢，通達(dá)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(jìn)，并在海中對接。

今年以來，工程三臺盾構(gòu)機(jī)均已向項(xiàng)目“報到”。

膠州灣第二海底隧道首臺盾構(gòu)機(jī)“國信號”

6月30日，“國信號”盾構(gòu)機(jī)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(jìn)施工，開啟膠州灣東西兩岸“對向掘進(jìn)”的跨海征途?！皣盘枴倍軜?gòu)機(jī)開挖直徑8．18米，用于服務(wù)隧道掘進(jìn)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(jī)在海底破巖，運(yùn)行平穩(wěn)，計劃每天掘進(jìn)5到6米。

在主線南線，“海天號”盾構(gòu)機(jī)正在現(xiàn)場有序組裝?！昂Ｌ焯枴倍軜?gòu)機(jī)開挖直徑15．63米，整機(jī)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(lán)號”超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)在廣州南沙下線，即將開展運(yùn)輸工作?！吧钏{(lán)號”盾構(gòu)機(jī)開挖直徑15．63米，整機(jī)機(jī)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(jìn)等難點(diǎn)，二隧團(tuán)隊(duì)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(jī)＋碎石箱＋碎石機(jī)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(jìn)，計劃2027年建成通車。

03

數(shù)字化加持，讓項(xiàng)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(kuò)建工程力爭10月底提前2個月實(shí)現(xiàn)主線建成通車……今年，不少在建的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度明顯提速，城市更新的“青島速度”直抵人心。

項(xiàng)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(shí)，“黑科技”的助力讓工程得以高效率推進(jìn)——

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(jìn)行精準(zhǔn)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(xiàng)目建設(shè)的多項(xiàng)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(xiàng)目。整個工程參建單位多達(dá)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(shí)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(xiàng)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(zhǔn)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(xiàng)目全過程、全要素、全鏈條高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)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）