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、姿態(tài)測量及控制技術等，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”重點專項《繁華城區(qū)地鐵暗挖車站關鍵技術》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，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構，提出了地鐵機械化暗挖車站設計理論和方法，開發(fā)了裝配式車站結構，解決了多洞組合頂管管片及車站結構體系轉換等設計難題。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，由兩組桁架式結構組合而成，主要包括翻轉平臺、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、結構體系轉換等技術難題，形成了繁華城區(qū)地鐵暗挖車站施工成套技術。該技術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)域內繁華城區(qū)城市環(huán)境、經濟發(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”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