4月18日，世界最大斷面組合式矩形頂管機“大禹掘進號”在深圳地鐵12號線二期工程沙三站順利始發(fā)，標志著世界首個超大斷面矩形頂管暗挖車站正式進入施工階段，實現(xiàn)了地鐵車站施工工法的重大創(chuàng)新，填補了我國在機械化地鐵暗挖車站施工方面的空白。

4月18日，世界最大斷面組合式矩形頂管機“大禹掘進號”在深圳地鐵12號線二期工程沙三站順利始發(fā)，標志著世界首個超大斷面矩形頂管暗挖車站正式進入施工階段，實現(xiàn)了地鐵車站施工工法的重大創(chuàng)新，填補了我國在機械化地鐵暗挖車站施工方面的空白。據(jù)悉，“大禹掘進號”是為地鐵12號線二期工程沙三站量身定做的矩形頂管機，機體寬11.29米、高13.55米，是目前世界上開挖面積最大的矩形盾構(gòu)頂管機。該頂管機由兩臺設備上下組合而成，采用多刀盤布置方式，通過多個螺旋機協(xié)同控制，利用微臺階開挖技術(shù)、姿態(tài)測量及控制技術(shù)等，可實現(xiàn)淺覆土、大斷面、零間隙開挖功能。

粵港澳大灣區(qū)在我國深化改革開放布局和現(xiàn)代化城市群建設規(guī)劃中占據(jù)重要戰(zhàn)略地位，區(qū)域城市密布、經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密，對城市軌道交通的需求極其龐大。城市繁華城區(qū)地鐵車站采用傳統(tǒng)的明挖法施工，面臨交通疏解和大量管線、綠化及物業(yè)改遷的難題，且勞動力投入大，機械化程度低，安全風險大，質(zhì)量控制難，工程建設工期長、造價高。

為了破解難題，由我院院長陳湘生院士擔任項目負責人，深圳市地鐵集團聯(lián)合深圳大學、中鐵裝備和中國電建等單位組建科研團隊，開展了廣東省重點領域研發(fā)計劃“現(xiàn)代工程技術(shù)”重點專項《繁華城區(qū)地鐵暗挖車站關鍵技術(shù)》項目研究工作，深圳地鐵12號線二期工程沙三站為該項目的示范性應用工程。沙三站位于帝堂路與沙井路交叉路口，為地下二層島式車站，車站總長208.4米，標準段寬22.7米，有效站臺寬13米。車站地處城市繁華城區(qū)，周邊建筑物多，地下水充沛，地質(zhì)條件復雜，且站址有一處埋深4.2米的新建暗涵。項目科研團隊攻堅克難，針對沙三站研制了新型暗挖施工裝備——世界上開挖面積最大（寬11.29米、高13.55米）的矩形頂管機“大禹掘進號”。裝備由兩臺設備上下組合而成，采用多刀盤多螺機協(xié)同工作的姿態(tài)控制技術(shù)，實現(xiàn)了超高掌子面水土壓力平衡和左右兩次零間隙施工裝備技術(shù)的重大突破。

在揭示空間變位規(guī)律，建立暗挖地鐵車站施工風險綜合評估體系的基礎上，創(chuàng)造性地采用組合式矩形頂管機分左右兩次頂推施作車站主體結(jié)構(gòu)，提出了地鐵機械化暗挖車站設計理論和方法，開發(fā)了裝配式車站結(jié)構(gòu)，解決了多洞組合頂管管片及車站結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等設計難題。同時，基于深鐵集團安全監(jiān)測管理平臺和大數(shù)據(jù)分析平臺，開發(fā)建設了濱海繁華城區(qū)暗挖地鐵車站建設信息化智能管理平臺，搭建具備工程信息化管理、風險評估與預警等關鍵功能，實現(xiàn)車站建設過程實時信息化智能管控。大斷面管節(jié)拼裝是頂管推進過程中需要破解的又一難題。早在2020年，中國電建及各相關方面著手推動管節(jié)拼裝輔助工裝的設計、制造。該專用管節(jié)拼裝輔助工裝高15.4米，寬9米，長13米，由兩組桁架式結(jié)構(gòu)組合而成，主要包括翻轉(zhuǎn)平臺、吊梁、拼裝工裝以及平移小車等部件，其作用是在管節(jié)拼裝過程中提供工作平臺以及保證管節(jié)的精準定位和安全平移。

沙三站暗挖車站是國內(nèi)首次將超大斷面組合式矩形頂管機引入地鐵建設領域。項目科研團隊通過攻克超大斷面組合頂管暗挖車站管片井下拼裝、始發(fā)接收、左右線密貼頂進、近距離下穿箱涵變形控制、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等技術(shù)難題，形成了繁華城區(qū)地鐵暗挖車站施工成套技術(shù)。該技術(shù)在示范工程沙三站的成功應用，解決了制約區(qū)域地下軌道交通大規(guī)?？焖俳ㄔO與區(qū)域內(nèi)繁華城區(qū)城市環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、社會和諧的矛盾。采用機械法暗挖車站，減少了勞動力投入，減少安全風險，提升了工程質(zhì)量和工效，縮短了工期，降低綜合成本，實現(xiàn)了地鐵車站建筑工業(yè)化。

“大禹掘進號”在深圳地鐵12號線二期工程沙三站的順利始發(fā)，預示著“繁華城區(qū)地鐵暗挖車站關鍵技術(shù)”示范工程已進入正式實施階段，標志著我國繁華城區(qū)復雜環(huán)境暗挖施工領域工程理論與技術(shù)水平、關鍵設備研發(fā)制造能力的提升與進步，推進了軌道交通建造技術(shù)的發(fā)展和進步，向智能建造邁出了關鍵的一步。

來源：深大未來地下城市研究院