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【深圳40年】春風隧道范例引領創新
來源:深圳特區報    2020-08-17 10:46
作為灣區核心引擎,深圳市交通運輸局提出打造品質交通、勇當建設交通強國的先鋒城市,位於羅湖區由中國中鐵承建的春風隧道工程無疑是品質交通工程建造的工程範例。

【識港網訊】

為了提升東部城市交通供給,深圳規劃建設了春風隧道工程,采用直徑15.8米超大盾構機施工。
中國中鐵積極參與深圳基礎設施建設,助力深圳先行示範區發展。
春風隧道加大裝備創新和技術創新,引領超大地下工程建設創新。
春風隧道正以每天8米的速度全天候掘進,盾構段掘進已突破600米大關。

國內最大直徑盾構機穿越,BIM技術建模,InSAR衛星遙感監測,AI人工智能監控,AR/VR、3D場景應用進行人員安全教育和技術交底,一體化可視實時安全管控平臺,“6S”工廠化管理,錢七虎、龔曉南、陳湘生等12位隧道與地下工程行業資深專家組成的專家委員會全過程技術把脈……這些領先的科技、技術、裝備和團隊就出現在春風隧道建設現場。

今年是深圳經濟特區建立40周年,面對突如其來的疫情,深圳沒有放慢“雙區”建設的步伐,開足馬力跑出邁向全球標桿城市的“加速度”。作為灣區核心引擎,品質一流的交通設施是實現發展的基礎保障,按照市委市政府的部署,深圳市交通運輸局提出打造品質交通、勇當建設交通強國的先鋒城市,位於羅湖區由中國中鐵承建的春風隧道工程無疑是品質交通工程建造的工程範例。

●建設高架+隧道立體道路,提升城市交通供給

碧波蕩漾的南澳島、椰風靈韻的大小梅沙、雲海幽谷的東部華僑城,這些東部美景是深圳人和所有到深圳旅遊觀光客人打卡必到之處。然而通往東部地區的必經之路,由濱海大道、濱河大道、上步高架、春風高架、沿河南路等共同構成的深圳“南環”快速路系統中,由於春風高架主線基本車道數不連續、道路狹窄、線形指標低等諸多原因,造成道路長期交通擁堵。按照市委市政府部署,深圳市交通運輸局規劃建設春風隧道工程,在春風高架南側地下新增一條連接濱河大道和沿河路的雙向四車道的快速通道。

春風隧道工程所處的羅湖老城區歷史年代久遠、地面建築物密集,不具備同時開挖兩條機動車隧道的用地條件。如何在現有條件下,在對現行交通及周邊建築物影響最小的情況下實現通行能力的最大提升,考驗著交通規劃部門的智慧。為此交通規劃部門大膽創新,組織專家多次實地勘察,經過多方反復調研論證,綜合考慮場地狹小、通行效果,以及安全施工等因素,決定將春風隧道創新設計為深圳首條“單洞雙層”結構的機動車隧道,隧道分上下兩層車道,每層單向2車道加連續緊急停車帶,為小客車專用通道。隧道西起濱河大道上步立交東側,自西向東敷設,止於北鬥路東側歸入沿河南路,在新秀立交西側與東部過境高速公路市政連接線配套工程相接,隧道全長5.08公裏,其中盾構段長3.6公裏。

“單洞雙層”隧道很好地解決了場地狹窄、周邊影響、通行幹擾、空間布局等問題,隧道建成後將形成“春風路高架+春風隧道”的立體交通走廊,打通春風路交通瓶頸,極大提升交通通行能力,極大改善“南環”快速系統的交通通行效率,對促進深圳東部地區社會經濟的可持續發展具有十分重大的意義。

●央企地方合作創新裝備,研制國際領先盾構機

“單洞雙層”隧道的設計理念形成後,隨之而來的是如何施工建造的問題。根據設計參數,要保證足夠的空間和通行能力,“單洞雙層”隧道必須借助於先進的盾構機等大型設備一次成型,方能保證將設計理念轉化為實際產品。盾構機是應用於全斷面隧道掘進的超大型專用工程機械,長期以來制造技術被美國、德國等少數西方國家壟斷。

唯改革創新者勝。市交通運輸局與中國中鐵加強合作,由中國中鐵所屬中鐵南方集團、中鐵工程裝備集團、中鐵隧道集團聯合研發基於春風隧道施工作業的盾構機,廣大技術人員依托落戶於中鐵隧道局集團的隧道掘進技術國家重點實驗室,歷時一年的科研攻關,集成數百項技術創新,直徑15.80米的國內最大直徑泥水平衡盾構機於2018年9月在鄭州成功下線。該盾構機命名為“春風號”,盾構機高度超過5層樓房,盾構機總長135米,重達4800噸,盾構機開挖斷面是常規地鐵盾構機的6.2倍,功率超過1.15萬千瓦,比“復興號”高鐵的總牽引動力高10%;推力高達2.46萬噸,是我國最大運載火箭“長征五號”的24倍,擁有完全自主知識產權,代表著國際領先水平。

“春風號”盾構機多項創新技術開創先河,帶壓進倉是傳統隧道施工中的高風險作業,而春風隧道施工中盾構機采用常壓換刀刀盤,刀具在刀盤後方常壓環境下完成更換,安全性和工作效率大大提高。同時“春風號”盾構機管路延伸零排放收漿設計,實現了泥漿的零泄漏、零汙染,從施工源頭杜絕了施工對環境造成的汙染。“春風號”盾構機的創新成果得到國務院國資委的高度認可,與北鬥衛星全球組網、“嫦娥四號”登陸月背等同時入選“2018年度央企十大創新工程”,成為引領交通建設的國之重器。

●深化科技攻關,引領超大地下工程建設創新

有了先進的盾構機裝備,科學有序高效生產組織就成了關鍵管理難題。春風隧道工程將穿越布吉河、廣深鐵路等多處重大風險源,隧道平均埋深約20米,最小埋深6.9米,下穿廣深鐵路羅湖站時達到全線最大埋深46.3米。在主城區地下開挖超大直徑隧道,在國內同類型市政工程中尚屬首例。此外,工程地處繁華鬧市區,交通十分繁忙擁堵,進一步加大了工程的施工難度。

在市交通運輸局的統籌安排部署下,市交通公用設施建設中心、中鐵南方、中鐵隧道圍繞現場密集前期施工調查,制定施工方案,深化科技攻關,創新一系列組合拳,以“新施工難度、新建設理念、新技術應用”引領我國超大直徑、超大地下工程領域的一次歷史性跨越。

打造“科技建造”示範工程。春風隧道項目引入BIM建築信息模型、InSAR衛星遙感監測、AI人工智能、“互聯網+”協同工作模式等一系列最新科技技術,全面提升科技建造實力水平。其中,采用InSAR技術對隧道沿線一公裏範圍進行毫米級沈降監測,共獲取5萬多個位點數據,建立了一套立體的、全天候的沈降監測網,通過風險分級管控提供輔助決策。通過BIM技術應用,輔助實施設計方案比選,實現工程資料平臺整合、雲端存儲、電子化歸檔。通過對超大型設備模塊化組裝、道路交通疏解、場地布置等進行模擬仿真,達到設計方案展示可視化、三維選線可視化、管線碰撞檢查可視化、施工交底可視化、場地布置可視化,為科學決策提供重要依據。

打造“智慧建造”示範工程。由市交通運輸局全程主導,組建了“春風隧道安全風險管控平臺”,平臺實現了盾構機實時監測、隧道周邊建築物沈降監測分析、施工風險分級管控、施工現場實時監控、作業人員動態管理、違章作業智能識別抓拍等一體化整合,形成強大的“智慧大腦”。管控平臺綜合地質信息、風險源分析、沈降監測等數據進行評估分析,為盾構機應對復雜多變的地質環境、動態調整掘進參數提供技術支持,“一環一策”。“春風隧道安全風險管控平臺”以系統化風險管理為核心,以檢測、監測管理為抓手,構建全過程風險管控體系,永臨結合、建管結合、監(測)管(理)結合,實現全壽命周期的全自動化監測預警網絡,打造智慧建造新高地。

打造“安全建造”示範工程。項目按照打造超級盾構旗艦品牌要求,創新安全文明標準化施工管理,引入“6S”工廠化管理理念,實行定制化管理,施工現場人車分離,大型機具定點圍蔽存放,現場材料按區按功能分類堆碼,規整分類。將安全管理與信息化技術結合,通過智能配電箱、起重吊裝設備主動安全防護、施工監測與重大風險管控平臺等手段,促進項目實現本質安全。項目采用AR/VR對進場人員進行安全教育,運用3D動畫對作業人員進行技術交底,為工程安全高效推進提供有力技術保障。

打造“綠色建造”示範工程。泥水平衡盾構機掘進過程中,特制泥漿攜帶渣土、碎石輸送到分離廠,經過泥水分離後泥漿輸送至隧道內循環利用,過程中實現了零排放、零汙染。同傳統的鉆爆法相比,盾構法在控制建構築物沈降、降低周邊環境擾動、防止揚塵汙染和噪音汙染方面具有顯著優勢。

打造“品質建造”示範工程。春風隧道按照“首件先行、樣板引路”的總體思路,根據不同工序特點、對工程實體質量建立質量控制點,用實測檢測手段進行動態的施工質量管理。春風隧道建設過程中,按照“深圳質量、品質交通”要求,對隧道管片、口子件等預制構件實施溯源管理,通過電子二維碼身份證一鍵掃碼實現預制構件生產流程、原材料來源、驗收資料等信息可查、可追溯。項目積極依托市交通建設創新研究中心平臺,大力推廣“五小四新”(小發明、小改造、小創新、小專利和小設計,新技術、新設備、新材料、新工藝)成果應用,積極推動施工班組標準化建設,支持班組開展三微改(工藝微改進、設備微改造、工法微改良)、QC小組等活動,通過強化工程質量管理體系,確保工程質量達到深圳市優質結構工程、深圳市優質工程及廣東省建設工程優質獎標準,全部單項工程達到驗收合格標準,爭創“中國建設工程魯班獎”。

●改革創新,勇當深圳城市交通建設排頭兵

為了更好地加強在深工程管理,中國中鐵在深圳成立華南區域總部、中鐵南方投資集團有限公司,並且聯合本地建築企業加強合作,積極參與深圳重大基礎設施投資建設,在深圳城市基礎設施建設領域發揮排頭兵作用。在市交通運輸局等行業主管部門的統一領導下,中國中鐵全面發揮自身在盾構施工方面的優勢,加快深圳第一條跨海隧道——媽灣跨海通道的建設,這是深圳第一條跨海通道,工程難度大、施工風險高。中國中鐵發揮先進盾構設備制造技術和復雜地質條件盾構設計施工一體化經驗,專門研制了一臺15.53米超大直徑泥水平衡盾構機施工,為項目建設提供最先進的裝備支持。項目首次創新運用5G和北鬥高精度定位技術,有效解決了以往項目樁基存在垂直度偏差大的問題。此外媽灣跨海通道工程還大力推廣高效環保的裝配式道路應用、泡沫輕質土新材料應用、混凝土路面智能激光整平攤鋪技術、智能“VR-720°”全景技術交底等新技術、新材料、新工藝,以數字化、智能化引領智能建造、產業升級。

濱海大道交通綜合改造工程屬深圳市政府的重點項目,項目西起沙河東路立交,東至廣深高速公路,其中主線下沈隧道暗埋段長度1057米、敞開段503米,地面改造段長度4390米。為支撐超總片區高強度開發,下沈段設計與片區規劃緊密結合,將穗莞深城際超級總部站、地下港灣式公交停靠站、市政隧道上下一體化設計和施工,並做好與超總地下空間的銜接預留,開創深圳新片區發展模式。市交通運輸局貫徹“五個轉變”思想,創新以EPC工程總承包模式進行建設,經嚴格招投標程序,中國中鐵中標承建濱海大道綜合改造工程,通過加強前期設計,減少後期變更,確保投資規模控制在交通規劃匡算投資內,EPC模式有利於控制投資規模、加快建設進程、提升建造品質、有效降低廉政風險等諸多優勢,創新了深圳市政建設模式,為難度大的基礎設施項目建設提供了有益借鑒。

●黨建引領樹標桿,把項目建成百年品質工程

自2019年以來,春風隧道工程項目認真貫徹落實市交通運輸局“四個聚焦”(聚焦黨風廉政,築牢安全風險“防火墻”;聚焦既定目標,推動重點工作“加速跑”;聚焦項目管理,夯實固本強基“奠基石”;聚焦項目建設,打好品質提升“攻堅戰”),圍繞施工生產需要和大盾構戰略規劃實施“向日葵”黨建,確立了黨員身邊創“三無”(無違章、無隱患、無事故)、見習生培養與導師帶徒、技能工匠團隊三個黨建課題,通過充實黨員領導幹部在安全生產管理中的先鋒力量,培育壯大以青年技術人員和大盾構施工配套技能工匠為主的專業人才,為項目施工生產搭建起了人力資源保障。春風隧道項目依托“大國工匠”母永奇盾構機操作大師工作室,大力培養產業化工人隊伍,項目已累計培養盾構工程師、高級技師等大盾構專業人才54人。項目黨組織通過《廉潔自律承諾書》等方式,以黨風廉政建設為抓手,不斷改進工作作風,持續鞏固廉政建設,打造陽光工程。

春風隧道項目部積極加強與周邊單位黨組織共建,將春風隧道這一民生工程變成民心工程。2019年10月18日春風隧道泥水分離廠投入運行以來,市交通運輸局、鹿丹村社區和中國中鐵等單位啟動黨建共建機制,就交通出行、施工擾民等多次傾聽居民訴求,通過優化盾構作業時間,邀請中科院聲學所、環保部環評中心、同濟大學等科研機構、院校行業大咖就施工噪音等影響進行會診,泥水分離廠搬遷優化完成後,經市生態環境局羅湖管理局測試,泥水分離廠滿足環保要求,解除了居民的生活之憂,為建設和諧民生工程營造了良好氛圍。

“春風”浩蕩,勇毅前行。目前,春風隧道正以每天8米的速度全天候掘進,盾構段掘進已突破600米大關,安全、質量等各項指標全面受控。中國中鐵全體建設者將繼續發揚“攻堅克難、品質至上”的精神追求,強化工程進度、質量、安全、文明施工管理,把春風隧道建設成為惠及廣大市民的百年品質工程、追趕國際標準的標桿工程、中國隧道與地下工程的示範工程,助力深圳交通建設品質提升,助力深圳建設中國特色社會主義先行示範區。

责任编辑:lwh