交通基础设施建设事关城市功能完善、群众生活品质提升,是重要的民生工程、民心工程、发展工程。


(资料图)

如何加快工程进度,优化施工组织,确保按期完成建设任务?青岛大批量“上马”大国重器——盾构机等机械化掘进设备,拥抱现代化、数字化转型的新基建发展趋势。特别是今年,地铁三期、胶州湾二隧等攻坚项目相继开启“盾构机时代”,施工效率大大提升,建设“进度条”不断刷新。

胶州湾二隧海天号盾构机

其中,青岛地铁三期7条线路计划投入112台盾构、TBM(全断面硬岩隧道掘进机)。截至9月底,15台TBM/盾构已始发掘进,工程建设进入提速推进新阶段;

胶州湾第二隧道计划投入三台盾构机,目前三台均已向项目“报到”。眼下,用于服务隧道的盾构机正在海底破岩,运行平稳。两台主线盾构机预计分别在明年1月和3月错时始发,届时茫茫胶州湾将有“三条巨龙”同时在海底潜行,全速推动青岛进入“双隧时代”。

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入地:城轨领域需求最大

“上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构”。

盾构机,全称盾构隧道掘进机,又被称作“工程机械之王”,一直以来都是隧道建设中必不可少的核心装备。与传统施工方式相比,盾构法具有施工安全、环保、操作方便、工程质量高、占地资源少、劳动强度低等特点。

2015年,国产首台铁路大直径盾构机下线,拥有完全自主知识产权,打破了国外近一个世纪的技术垄断。如今,我国已经成为全球最大的盾构机市场,也是最大的盾构机生产国和消费国。据中国工程机械工业协会数据,2022年中国盾构机市场规模约为276亿元,同比增长14.05%,预计2024年市场空间达到400亿元。

目前,盾构机应用领域从传统的城轨领域逐步向铁路公路隧道、水利水电、市政、能源煤矿、综合管廊等新兴领域扩展。其中,城市轨道交通占比40%,是需求最大的领域。

2号线二期首台盾构机“入地”掘进

青岛地铁共有10条线路在建,包括2号线二期、5号线、6号线二期、7号线二期、8号线支线、9号线一期和15号线一期等7条三期规划线路。与一期、二期相比,三期7条线路机械掘进率超过95%,位于全国前列。地铁三期预计有112台盾构、TBM投入使用。

TBM和盾构机均为隧道掘进设备,二者适应地质不同,TBM“牙口”更好,适合啃动坚硬的岩石地层;而盾构机更擅长维护隧道结构稳定,适合松软易坍塌的地层。相对传统掘进工法,效率能够提升10倍。

目前,5号线、7号线二期、2号线二期、8号线支线等线路均已进入盾构掘进阶段。其中,8号线支线是服务于胶州、城阳和东岸城区间客流走廊的快速通道。今年4月24日,8号线支线第一台盾构机“胶州湾1号”始发。截至9月29日,历时约170天,这条线路共有6台盾构机入地,平均28天始发一台,创下地铁三期建设盾构始发新纪录。

不止地铁,在地下管廊领域也首次出现了盾构机身影。今年8月,历时163天,青岛市东部城区地下管廊工程(一期)盾构段区间顺利贯通,这是青岛首次采用盾构法施工的地下管廊工程。该项目是市区第一批220千伏电力架空线下地工程,建成后将为李沧区、崂山区释放大量建设用地。

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穿海:二隧“集齐”三台盾构机

海底追梦,通达未来。胶州湾第二隧道工程全长17.48公里,主线隧道总长14.37公里(海域段9.95公里),采用双洞双向六车道加中间服务隧道的布置方式。与第一条隧道相比,根据胶州湾海域地质条件不同,工程采用明挖、盾构和钻爆法组合施工方案,从海底穿越胶州湾,分别从胶州湾东西两岸向胶州湾掘进,并在海中对接。

今年以来,工程三台盾构机均已向项目“报到”。

胶州湾第二海底隧道首台盾构机“国信号”

6月30日,“国信号”盾构机在青岛端始发井顺利首发,标志着胶州湾第二隧道工程盾构段正式掘进施工,开启胶州湾东西两岸“对向掘进”的跨海征途。“国信号”盾构机开挖直径8.18米,用于服务隧道掘进施工,将在复杂海面之下为两条主线隧道探明前方道路。目前,“国信号”盾构机在海底破岩,运行平稳,计划每天掘进5到6米。

在主线南线,“海天号”盾构机正在现场有序组装。“海天号”盾构机开挖直径15.63米,整机总长142米,总重5244吨,配备了伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓监视系统等一系列智能系统。9月21日,主线隧道大盾构管片正式灌注生产。

在主线北线,9月26日,“深蓝号”超大直径泥水平衡盾构机在广州南沙下线,即将开展运输工作。“深蓝号”盾构机开挖直径15.63米,整机机长160米,重量4600吨。为应对地质条件复杂、高水压、长距离硬岩掘进等难点,二隧团队邀请行业资深专家在刀盘形式、刀具类型、耐压耐磨能力等方面开展专题研究,配备了伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓监视系统等智能系统,采用了短螺旋输送机+碎石箱+碎石机的设计,将有效减少因前舱渣石堆积造成的滞排风险。

目前,胶州湾第二隧道工程正在加紧建设,黄岛陆域段工程、黄岛海域段工程、青岛盾构段工程共12个施工面同步推进,计划2027年建成通车。

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数字化加持,让项目更快落地

6月25日,孤悬十余年的跨海大桥高架路二期工程全线通车,成为东岸城区连接跨海大桥与青银高速的一条重要通道;建设中的青兰高速双埠至河套段改扩建工程力争10月底提前2个月实现主线建成通车……今年,不少在建的基础设施项目建设进度明显提速,城市更新的“青岛速度”直抵人心。

项目建设周期的缩短,离不开BIM、装配式等新技术、新工艺、新材料、新理念的应用。“拼积木”式建房、3D智能打印道路、BIM技术……在数字化的加持下,如今青岛许多工程建造场景发生了颠覆性变化,建筑工业化和智能化成为现实,“黑科技”的助力让工程得以高效率推进——

比如,跨海大桥高架路二期工程钢箱梁吊装阶段,采用北斗系统对每片梁进行精准定位,钢结构吊装效率提升40%以上。此外,还使用3D智能监测取代人工放线摊铺沥青,全面提升道路平整度。

重庆路快速路工程雏形初显

眼下正在加速建设的重庆路快速路工程横跨市北、李沧、城阳三区,创造了全市项目建设的多项之“最”,是全市体量最大、参建单位最多、预制装配率最高的市政交通类项目。整个工程参建单位多达30余家,桥梁上部结构预制装配率超过90%,全线共计2060片预制箱梁。

仅用一年时间,让全长17.7公里高架桥“拔地而起”并实现主线通车,面对如此大体量工程,如何快速高质量完成建设?重庆路快速路工程的秘诀是:通过全过程数字化,全力打造城市交通标杆工程。项目在施工建设过程中,采用“数字化管理+工业化建造”的技术理念,打造了“1+1+3+N”的智能建造体系,即1套标准体系、1套数字孪生模型、3个数字化平台(数字建管平台、智慧工地平台、智慧梁厂平台)和N个应用场景,以科技创新赋能项目全过程、全要素、全链条高质量发展,实现线下一座桥、线上一座桥同步建设。

在新装备、数字化的支撑下,这些在建的民生工程、民心工程、发展工程正朝着尽快投用的目标加速前行。

(作者 周建亮)

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