首创“叠落式”车站 “搭积木”装配建造

冰城深1度|探访地铁3号线建设“秘笈”

施工现场。资料片

市民乐享地铁之旅。资料片

□本报记者 邢汉夫

近日,哈尔滨地铁3号线二期工程西北环最后8座车站初期运营,3号线环线实现“闭环”,将为2025年第九届亚冬会的成功举办提供有力的交通保障。届时,运动员和游客可乘坐地铁抵达竞赛场馆、接待酒店和主要景区,享受独具冰城魅力的地铁之旅。

作为全国最北寒地地铁,3号线西北环建设中经历了哪些困难,创造了哪些奇迹?记者走进哈尔滨地铁建设单位,听技术专家揭开鲜为人知的“地下秘密”。

振动控制保护百年老建筑

哈尔滨地铁3号线北马路站、中华巴洛克街区站、清真寺站、靖宇公园站串联这一区域,可谓“一站一景”。其中,中华巴洛克历史文化街区是国内现存的面积最大、保存最完整的中华巴洛克建筑群。这里拥有独特的建筑文化、民俗文化、餐饮文化等旅游资源,吸引着各地游客前来参观体验。当游客在这些百年老建筑中游览时不禁会想,老旧建筑群下建地铁,是怎样做到的?

中交隧道局TJ2-1项目经理部基建总工单宇说,他们负责的区间为太平桥—友谊宫段,共分为6个区间,施工难度最大的莫过于地下穿越道外百年老建筑群。

道外区的施工区域中,沿线有一处地上是几十栋超过百年的老建筑,给地下盾构机施工提出了前所未有的挑战。在这样大面积的保护建筑下施工,而且隧道是从正下方穿过,这在全国其他城市从未遇到过。

为完成这次前所未有的“地下穿越”,施工人员提前对这些百年建筑进行调查摸排,拍了照片。这还远远不够,因为要减少对地面的影响,盾构机穿越此处时,需要24小时不停机连续作业,如果停机太久,再开机时的压力变化足以对地面产生“搅动”。因此,在正式挖掘前,施工人员进行了试掘进,即在一处试验段进行掘进,验证调整后的参数是否符合新标准。同时,在正式掘进的过程中,不换人连续施工。

在盾构机挖掘行进的过程中,还需要对隧道周边进行加固。正常是用一种6个孔的“注浆管片”进行注浆加固,在穿越百年建筑群时,用的则是16个孔的“多孔注浆管片”,保证了隧道穿越之后,管道和土体之间缝隙更小,保证了地上建筑的足够安全。

东北地区首创“叠落式”车站

市民乘3号线公路大桥站到丁香公园站时发现,河松街站有点“怪”,乘车去往两个方向,站台竟然不在一层。这就要说到哈尔滨地铁3号线在东北地区首创的“叠落式”车站。

中国交建哈尔滨地铁3号线二期项目总经理部总工程师刘宝许介绍,河山街-河松街、河松街—公路大桥,这两个建设区间都是叠落区间,之所以叫叠落,是由于施工环境的局限,因此是一上一下的。叠落空间总长达600米,是地铁建设中东北首个地下叠落隧道。

“最小间距仅2.1米,这是叠落区间上下两个隧道之间的间距。不到一层楼的高度,对于上下区间的挖掘来说,难度之大,创下东北三省之最。”刘宝许告诉记者,虽然下面区间是先施工的,但在对上面区间进行盾构时,由于间距小,需要尽量减少对已完成盾构区间的“搅动”。技术人员引进了先进的钢结构台车,对下面的区间做支撑,31米长的台车随着上面区间的盾构可以跟着前进,解决了这个难题。

“地铁3号线西北环作为环线的一部分,是有急转弯的。这样的急转弯,用数据来说话,就是半径最短处只有300米。”刘宝许告诉记者,比如道里前进路、哈药路交叉口,就是这样的急转弯。遇到这样的急转弯,水压大,风险也很大,需要在盾构机掘进的过程中,对盾构机切口水压等参数进行严格控制。经过对盾构机前部参数进行精确调整,施工单位顺利完成了这些风险段。

装配式建造更绿色

作为文化旅游名城,哈尔滨地铁3号线建设走出一条绿色施工路径。

3号线在施工中努力探索预制装配式车站的建造工艺。地铁丁香公园站,运用BIM智能设计,以工厂化预制、现场拼装方式,实现了标准化地铁车站侧墙、中板、顶板的装配。开创性地完成地铁车站预制拼装成套施工技术体系构建,推进地铁绿色建造。

所谓BIM智能设计,就是在电脑上,像做动画片一样,把包括管道等设施的标准件先预拼一下,进行碰撞测试,保证现场安装后拼到一起“不打架”。经“动画”预演的预制装配式车站,在精准度上可以达到毫米级的控制。

丁香公园装配式建造工艺主要用于车站主体。车站施工时挖到一定深度,在常规建造方式中,墙需浇筑而成,而装配式建造则直接把预制工厂做好的墙插到车站里,用连接件组装并焊接起来,就像“搭积木”,大大缩短了工期,仅丁香公园站主体结构就缩短了两个月工期。

预制装配式车站的另一个优点是标准件的精准。车站机电设备中预制的通风管也用到了该技术,每一个标准件都有二维码,预制加工后即可组合到一起。同时,预制装配式车站提高了机械化作业程度,场外工厂化生产更减少了路面占用,降低了对公众出行的影响。

丁香公园站预制装配式建造方式的成功应用,为今后哈尔滨地铁建设提供了新的施工思路——在结构相同的车站建设中多次复制,不仅缩短工期,而且节省建设资金。

地铁3号线开通试运营后,将起到连接城市中心城区、疏导城区交通、服务经济建设等重大作用,环线建设中攻坚克难的技术创新,也生成并固化为哈尔滨地铁建设的宝贵经验,为城市轨道交通建设发展储备了更多力量。