國(guó)內(nèi)最大直徑盾構(gòu)機(jī)穿越，BIM技術(shù)建模，InSAR衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，AI人工智能監(jiān)控，AR/VR、3D場(chǎng)景應(yīng)用進(jìn)行人員安全教育和技術(shù)交底，一體化可視實(shí)時(shí)安全管控平臺(tái)，“6S”工廠(chǎng)化管理，錢(qián)七虎、龔曉南、陳湘生等12位隧道與地下工程行業(yè)資深專(zhuān)家組成的專(zhuān)家委員會(huì)全過(guò)程技術(shù)把脈……這些領(lǐng)先的科技、技術(shù)、裝備和團(tuán)隊(duì)就出現(xiàn)在春風(fēng)隧道建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。
今年是深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)建立40周年，面對(duì)突如其來(lái)的疫情，深圳沒(méi)有放慢“雙區(qū)”建設(shè)的步伐，開(kāi)足馬力跑出邁向全球標(biāo)桿城市的“加速度”。作為灣區(qū)核心引擎，品質(zhì)一流的交通設(shè)施是實(shí)現(xiàn)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，按照市委市政府的部署，深圳市交通運(yùn)輸局提出打造品質(zhì)交通、勇當(dāng)建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的先鋒城市，位于羅湖區(qū)由中國(guó)中鐵承建的春風(fēng)隧道工程無(wú)疑是品質(zhì)交通工程建造的工程范例。
●建設(shè)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(fēng)靈韻的大小梅沙、云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游觀(guān)光客人打卡必到之處。然而通往東部地區(qū)的必經(jīng)之路，由濱海大道、濱河大道、上步高架、春風(fēng)高架、沿河南路等共同構(gòu)成的深圳“南環(huán)”快速路系統(tǒng)中，由于春風(fēng)高架主線(xiàn)基本車(chē)道數(shù)不連續(xù)、道路狹窄、線(xiàn)形指標(biāo)低等諸多原因，造成道路長(zhǎng)期交通擁堵。按照市委市政府部署，深圳市交通運(yùn)輸局規(guī)劃建設(shè)春風(fēng)隧道工程，在春風(fēng)高架南側(cè)地下新增一條連接濱河大道和沿河路的雙向四車(chē)道的快速通道。
春風(fēng)隧道工程所處的羅湖老城區(qū)歷史年代久遠(yuǎn)、地面建筑物密集，不具備同時(shí)開(kāi)挖兩條機(jī)動(dòng)車(chē)隧道的用地條件。如何在現(xiàn)有條件下，在對(duì)現(xiàn)行交通及周邊建筑物影響最小的情況下實(shí)現(xiàn)通行能力的最大提升，考驗(yàn)著交通規(guī)劃部門(mén)的智慧。為此交通規(guī)劃部門(mén)大膽創(chuàng)新，組織專(zhuān)家多次實(shí)地勘察，經(jīng)過(guò)多方反復(fù)調(diào)研論證，綜合考慮場(chǎng)地狹小、通行效果，以及安全施工等因素，決定將春風(fēng)隧道創(chuàng)新設(shè)計(jì)為深圳首條“單洞雙層”結(jié)構(gòu)的機(jī)動(dòng)車(chē)隧道，隧道分上下兩層車(chē)道，每層單向2車(chē)道加連續(xù)緊急停車(chē)帶，為小客車(chē)專(zhuān)用通道。隧道西起濱河大道上步立交東側(cè)，自西向東敷設(shè)，止于北斗路東側(cè)歸入沿河南路，在新秀立交西側(cè)與東部過(guò)境高速公路市政連接線(xiàn)配套工程相接，隧道全長(zhǎng)5.08公里，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)3.6公里。
“單洞雙層”隧道很好地解決了場(chǎng)地狹窄、周邊影響、通行干擾、空間布局等問(wèn)題，隧道建成后將形成“春風(fēng)路高架＋春風(fēng)隧道”的立體交通走廊，打通春風(fēng)路交通瓶頸，極大提升交通通行能力，極大改善“南環(huán)”快速系統(tǒng)的交通通行效率，對(duì)促進(jìn)深圳東部地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重大的意義。
●央企地方合作創(chuàng)新裝備，研制國(guó)際領(lǐng)先盾構(gòu)機(jī)
“單洞雙層”隧道的設(shè)計(jì)理念形成后，隨之而來(lái)的是如何施工建造的問(wèn)題。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，要保證足夠的空間和通行能力，“單洞雙層”隧道必須借助于先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)等大型設(shè)備一次成型，方能保證將設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品。盾構(gòu)機(jī)是應(yīng)用于全斷面隧道掘進(jìn)的超大型專(zhuān)用工程機(jī)械，長(zhǎng)期以來(lái)制造技術(shù)被美國(guó)、德國(guó)等少數(shù)西方國(guó)家壟斷。
唯改革創(chuàng)新者勝。市交通運(yùn)輸局與中國(guó)中鐵加強(qiáng)合作，由中國(guó)中鐵所屬中鐵南方集團(tuán)、中鐵工程裝備集團(tuán)、中鐵隧道集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)基于春風(fēng)隧道施工作業(yè)的盾構(gòu)機(jī)，廣大技術(shù)人員依托落戶(hù)于中鐵隧道局集團(tuán)的隧道掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，歷時(shí)一年的科研攻關(guān)，集成數(shù)百項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，直徑15.80米的國(guó)內(nèi)最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)于2018年9月在鄭州成功下線(xiàn)。該盾構(gòu)機(jī)命名為“春風(fēng)號(hào)”，盾構(gòu)機(jī)高度超過(guò)5層樓房，盾構(gòu)機(jī)總長(zhǎng)135米，重達(dá)4800噸，盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖斷面是常規(guī)地鐵盾構(gòu)機(jī)的6.2倍，功率超過(guò)1.15萬(wàn)千瓦，比“復(fù)興號(hào)”高鐵的總牽引動(dòng)力高10%；推力高達(dá)2.46萬(wàn)噸，是我國(guó)最大運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征五號(hào)”的24倍，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，代表著國(guó)際領(lǐng)先水平。
“春風(fēng)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)開(kāi)創(chuàng)先河，帶壓進(jìn)倉(cāng)是傳統(tǒng)隧道施工中的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，而春風(fēng)隧道施工中盾構(gòu)機(jī)采用常壓換刀刀盤(pán)，刀具在刀盤(pán)后方常壓環(huán)境下完成更換，安全性和工作效率大大提高。同時(shí)“春風(fēng)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)管路延伸零排放收漿設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了泥漿的零泄漏、零污染，從施工源頭杜絕了施工對(duì)環(huán)境造成的污染。“春風(fēng)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)的創(chuàng)新成果得到國(guó)務(wù)院國(guó)資委的高度認(rèn)可，與北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng)、“嫦娥四號(hào)”登陸月背等同時(shí)入選“2018年度央企十大創(chuàng)新工程”，成為引領(lǐng)交通建設(shè)的國(guó)之重器。
●深化科技攻關(guān)，引領(lǐng)超大地下工程建設(shè)創(chuàng)新
有了先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)裝備，科學(xué)有序高效生產(chǎn)組織就成了關(guān)鍵管理難題。春風(fēng)隧道工程將穿越布吉河、廣深鐵路等多處重大風(fēng)險(xiǎn)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(shí)達(dá)到全線(xiàn)最大埋深46.3米。在主城區(qū)地下開(kāi)挖超大直徑隧道，在國(guó)內(nèi)同類(lèi)型市政工程中尚屬首例。此外，工程地處繁華鬧市區(qū)，交通十分繁忙擁堵，進(jìn)一步加大了工程的施工難度。
在市交通運(yùn)輸局的統(tǒng)籌安排部署下，市交通公用設(shè)施建設(shè)中心、中鐵南方、中鐵隧道圍繞現(xiàn)場(chǎng)密集前期施工調(diào)查，制定施工方案，深化科技攻關(guān)，創(chuàng)新一系列組合拳，以“新施工難度、新建設(shè)理念、新技術(shù)應(yīng)用”引領(lǐng)我國(guó)超大直徑、超大地下工程領(lǐng)域的一次歷史性跨越。
打造“科技建造”示范工程。春風(fēng)隧道項(xiàng)目引入BIM建筑信息模型、InSAR衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、AI人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同工作模式等一系列最新科技技術(shù)，全面提升科技建造實(shí)力水平。其中，采用InSAR技術(shù)對(duì)隧道沿線(xiàn)一公里范圍進(jìn)行毫米級(jí)沉降監(jiān)測(cè)，共獲取5萬(wàn)多個(gè)位點(diǎn)數(shù)據(jù)，建立了一套立體的、全天候的沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控提供輔助決策。通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用，輔助實(shí)施設(shè)計(jì)方案比選，實(shí)現(xiàn)工程資料平臺(tái)整合、云端存儲(chǔ)、電子化歸檔。通過(guò)對(duì)超大型設(shè)備模塊化組裝、道路交通疏解、場(chǎng)地布置等進(jìn)行模擬仿真，達(dá)到設(shè)計(jì)方案展示可視化、三維選線(xiàn)可視化、管線(xiàn)碰撞檢查可視化、施工交底可視化、場(chǎng)地布置可視化，為科學(xué)決策提供重要依據(jù)。
打造“智慧建造”示范工程。由市交通運(yùn)輸局全程主導(dǎo)，組建了“春風(fēng)隧道安全風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)”，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、隧道周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)分析、施工風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、作業(yè)人員動(dòng)態(tài)管理、違章作業(yè)智能識(shí)別抓拍等一體化整合，形成強(qiáng)大的“智慧大腦”。管控平臺(tái)綜合地質(zhì)信息、風(fēng)險(xiǎn)源分析、沉降監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估分析，為盾構(gòu)機(jī)應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境、動(dòng)態(tài)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)提供技術(shù)支持，“一環(huán)一策”。“春風(fēng)隧道安全風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)”以系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理為核心，以檢測(cè)、監(jiān)測(cè)管理為抓手，構(gòu)建全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管控體系，永臨結(jié)合、建管結(jié)合、監(jiān)（測(cè)）管（理）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全壽命周期的全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，打造智慧建造新高地。
打造“安全建造”示范工程。項(xiàng)目按照打造超級(jí)盾構(gòu)旗艦品牌要求，創(chuàng)新安全文明標(biāo)準(zhǔn)化施工管理，引入“6S”工廠(chǎng)化管理理念，實(shí)行定制化管理，施工現(xiàn)場(chǎng)人車(chē)分離，大型機(jī)具定點(diǎn)圍蔽存放，現(xiàn)場(chǎng)材料按區(qū)按功能分類(lèi)堆碼，規(guī)整分類(lèi)。將安全管理與信息化技術(shù)結(jié)合，通過(guò)智能配電箱、起重吊裝設(shè)備主動(dòng)安全防護(hù)、施工監(jiān)測(cè)與重大風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)等手段，促進(jìn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。項(xiàng)目采用AR/VR對(duì)進(jìn)場(chǎng)人員進(jìn)行安全教育，運(yùn)用3D動(dòng)畫(huà)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，為工程安全高效推進(jìn)提供有力技術(shù)保障。
打造“綠色建造”示范工程。泥水平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中，特制泥漿攜帶渣土、碎石輸送到分離廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)泥水分離后泥漿輸送至隧道內(nèi)循環(huán)利用，過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了零排放、零污染。同傳統(tǒng)的鉆爆法相比，盾構(gòu)法在控制建構(gòu)筑物沉降、降低周邊環(huán)境擾動(dòng)、防止揚(yáng)塵污染和噪音污染方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
打造“品質(zhì)建造”示范工程。春風(fēng)隧道按照“首件先行、樣板引路”的總體思路，根據(jù)不同工序特點(diǎn)、對(duì)工程實(shí)體質(zhì)量建立質(zhì)量控制點(diǎn)，用實(shí)測(cè)檢測(cè)手段進(jìn)行動(dòng)態(tài)的施工質(zhì)量管理。春風(fēng)隧道建設(shè)過(guò)程中，按照“深圳質(zhì)量、品質(zhì)交通”要求，對(duì)隧道管片、口子件等預(yù)制構(gòu)件實(shí)施溯源管理，通過(guò)電子二維碼身份證一鍵掃碼實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)流程、原材料來(lái)源、驗(yàn)收資料等信息可查、可追溯。項(xiàng)目積極依托市交通建設(shè)創(chuàng)新研究中心平臺(tái)，大力推廣“五小四新”（小發(fā)明、小改造、小創(chuàng)新、小專(zhuān)利和小設(shè)計(jì)，新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝）成果應(yīng)用，積極推動(dòng)施工班組標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，支持班組開(kāi)展三微改（工藝微改進(jìn)、設(shè)備微改造、工法微改良）、QC小組等活動(dòng)，通過(guò)強(qiáng)化工程質(zhì)量管理體系，確保工程質(zhì)量達(dá)到深圳市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程、深圳市優(yōu)質(zhì)工程及廣東省建設(shè)工程優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)，全部單項(xiàng)工程達(dá)到驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)創(chuàng)“中國(guó)建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)”。
●改革創(chuàng)新，勇當(dāng)深圳城市交通建設(shè)排頭兵
為了更好地加強(qiáng)在深工程管理，中國(guó)中鐵在深圳成立華南區(qū)域總部、中鐵南方投資集團(tuán)有限公司，并且聯(lián)合本地建筑企業(yè)加強(qiáng)合作，積極參與深圳重大基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)，在深圳城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮排頭兵作用。在市交通運(yùn)輸局等行業(yè)主管部門(mén)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，中國(guó)中鐵全面發(fā)揮自身在盾構(gòu)施工方面的優(yōu)勢(shì)，加快深圳第一條跨海隧道——媽灣跨海通道的建設(shè)，這是深圳第一條跨海通道，工程難度大、施工風(fēng)險(xiǎn)高。中國(guó)中鐵發(fā)揮先進(jìn)盾構(gòu)設(shè)備制造技術(shù)和復(fù)雜地質(zhì)條件盾構(gòu)設(shè)計(jì)施工一體化經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)研制了一臺(tái)15.53米超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工，為項(xiàng)目建設(shè)提供最先進(jìn)的裝備支持。項(xiàng)目首次創(chuàng)新運(yùn)用5G和北斗高精度定位技術(shù)，有效解決了以往項(xiàng)目樁基存在垂直度偏差大的問(wèn)題。此外媽灣跨海通道工程還大力推廣高效環(huán)保的裝配式道路應(yīng)用、泡沫輕質(zhì)土新材料應(yīng)用、混凝土路面智能激光整平攤鋪技術(shù)、智能“VR-720°”全景技術(shù)交底等新技術(shù)、新材料、新工藝，以數(shù)字化、智能化引領(lǐng)智能建造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
濱海大道交通綜合改造工程屬深圳市政府的重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目西起沙河?xùn)|路立交，東至廣深高速公路，其中主線(xiàn)下沉隧道暗埋段長(zhǎng)度1057米、敞開(kāi)段503米，地面改造段長(zhǎng)度4390米。為支撐超總片區(qū)高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，下沉段設(shè)計(jì)與片區(qū)規(guī)劃緊密結(jié)合，將穗莞深城際超級(jí)總部站、地下港灣式公交?？空?、市政隧道上下一體化設(shè)計(jì)和施工，并做好與超總地下空間的銜接預(yù)留，開(kāi)創(chuàng)深圳新片區(qū)發(fā)展模式。市交通運(yùn)輸局貫徹“五個(gè)轉(zhuǎn)變”思想，創(chuàng)新以EPC工程總承包模式進(jìn)行建設(shè)，經(jīng)嚴(yán)格招投標(biāo)程序，中國(guó)中鐵中標(biāo)承建濱海大道綜合改造工程，通過(guò)加強(qiáng)前期設(shè)計(jì)，減少后期變更，確保投資規(guī)?？刂圃诮煌ㄒ?guī)劃匡算投資內(nèi)，EPC模式有利于控制投資規(guī)模、加快建設(shè)進(jìn)程、提升建造品質(zhì)、有效降低廉政風(fēng)險(xiǎn)等諸多優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新了深圳市政建設(shè)模式，為難度大的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)提供了有益借鑒。
