盾構司機正在拼裝管片通訊員供圖
6月29日,由寧波軌道交通牽頭自主研發的類矩形盾構機「陽明號」在4號線翠柏裡站盾構工作井破土而出,這意味著全國首條穿越核心城區的類矩形盾構隧道區間順利貫通。但很多人恐怕不知道,這短短801米的隧道區間掘進了整整399天。
在傳統的盾構施工中,核心城區地下空間往往面臨「放不下」或「碰不得」的尷尬,而類矩形盾構法隧道施工能大大改進城市地下空間的利用率,優化城市空間,具有極高的經濟價值。
目前,該技術已廣泛應用於寧波軌道交通在建線路中,下一步將走出寧波,應用在杭州的地鐵建設。
速度
801米隧道區間掘進399天
6月29日15點左右,在4號線翠柏裡站,總長約66米,重1200噸的「陽明號」在盾構工作井破土而出。
這條由「陽明號」掘進後打造的類矩形盾構隧道區間長801米,從始發到破土而出,歷經整整399天,這在國內軌道交通行業實屬不易。掘進完成後,「陽明號」將進行保養修復,計劃今年9月中旬再次始發,由南向北掘進翠柏裡站—雙東路站盾構區間。
傳統的盾構區間都是「雙洞」,而「陽明號」最大的亮點是,實現了兩個隧道(盾構區間)雙線一次成型,隧道斷面寬11.83米,而傳統的盾構方式雙線需要佔用19.2米地下空間。
在投入4號線建設前,「陽明號」率先在3號線出入段進行試用。試用以後,寧波軌道交通對「陽明號」進行了升級改造,出土更為順暢。
31歲的劉興建是盾構司機,操作「陽明號」的第一人。「類矩形盾構隧道的管片採用預製拼裝的模式,每環有11塊組成,最重的一塊約4.3噸,最大的拼裝誤差必須控制在10毫米以內。」劉興建打趣說,類矩形盾構隧道猶如「螺螄殼裡做道場」,需要在狹小的空間裡完成11塊管片的拼裝,難度非常高。「第一環定位環光拼裝就花了28個小時,現在1小時就能搞定了。」
亮點
在地下連續走小半徑S彎
這次貫通的類矩形盾構隧道區間長801米,用了整整399米,這期間的施工難度可想而知。
採訪中,寧波軌道交通建設分公司相關負責人直言,「陽明號」掘進時遇到了兩大技術難點。一是沿途需要穿越大量河道、橋梁及較為密集建築物;第二就是掘進中需要進行長距離的小半徑S形施工。「採用類矩形盾構法隧道施工正是為了解決核心城區地下空間『放不下』與『碰不得』的問題,我們對『陽明號』施工時技術要求極高,儘量把對周邊環境的影響控制到最小。」
隧道區間完全在翠柏路下方敷設,翠柏路並非直線,「陽明號」在施工過程中必須得沿著翠柏路以小半徑連續進行S形曲線施工。為破解難題,寧波軌道交通研發了與「陽明號」配套的自動化測量系統。通俗來說,就如同私家車配套的GPS車載導航,可以實時監測盾構姿態、實時糾編,保障整個施工過程的安全。
採訪中,記者還聽到了一個有趣的故事。當時家住翠柏一裡的一位70多歲的大爺,怕地鐵施工影響到房屋,想將房子賣了,但又捨不得老鄰舍。在得知「陽明號」類矩形盾構機的採用就是為了更好地減少對地面建築和環境的影響後,他吃了定心丸,決定不賣房子了。
應用
將在杭州地鐵應用
這是「陽明號」在寧波核心區地下空間的第一次嘗試,不僅大大改進了城市地下空間的利用率,優化了城市空間,還有極高的經濟價值。
寧波軌道交通建設分公司相關負責人說,它有效解決了4號線工程的現實問題,極大減少因盾構影響造成的拆遷量,在4號線和2號線二期建設過程中節約經濟成本數億元。
寧波軌道交通建設分公司相關負責人說,寧波為我國地下空間建設起到了良好的示範作用,還將豐富我國地下車站、地下空間聯通、地下道路匝道、地鐵過渡段和存車段的建設工法。「相信用不了10年,這項技術將會被廣泛應用。」
據國家發改委等部門統計,截至2020年年底,國內將有50個城市開展軌道交通建設,待建裡程超過7000公裡,穿越城市核心區的情況將愈發頻繁。
去年開始,國內有很多城市的地鐵建設公司都跑來寧波取經,考慮採用「陽明號」開發地下空間。下一步,這種類矩形盾構法隧道施工將走出寧波,在杭州地鐵建設中應用。
通訊員潘慧敏範思婷 記者薛曹盛
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「陽明號」的研發歷程
早在2014年,寧波軌道交通著手4號線方案時就發現,4號線雙東路站-翠柏裡站-大卿橋站區間,蒼松路寬度僅14米,道路兩側居民房密集。如果採用傳統的兩條圓形隧道盾構施工,需佔用地下空間達到19米寬,不可避免對周邊房屋產生影響,需要大量拆遷。
如何將這種影響降到最小,有沒有可能把兩個盾構隧道區間合併到一起,雙線一次成型?4號線建設中的實際難題讓寧波軌道交通的決策者們萌生研發類矩形盾構「陽明號」的設想。
2014年6月20日,寧波軌道交通成立「類矩形盾構可行研究工作小組」,並進行了詳盡的可行性研究。同年,寧波軌道交通開啟了牽頭自主研發「陽明號」之路,創新地採用「科研-設計-施工」一體化招標方式,僅10個月就完成了「陽明號」的研發。
目前,該技術已申請國家發明專利37項,軟體著作權5項。
4號線工程進展
25個車站17個已封頂
4號線起自江北區慈城鎮,止於終點東錢湖站,全長35.95公裡,其中地下線24.45公裡,高架線11.2公裡,過渡段0.3公裡。全線共設車站25座,其中地下車站18座,高架車站7座。
目前,17個車站已結構封頂,其餘車站均在奮力施工中;1個盾構隧道區間雙線貫通,4個區間盾構機掘進中。
根據目前施工進度,4號線工程預計在2019年7月實現洞通, 2020年底通車試運營。