【“一局隧道”品牌建設】濟南地鐵6號線項目智慧引領泉城復雜環境地鐵智造

　　濟水之南，四面荷花三面柳，一城山色半城湖，北臨黃河，南倚泰山，七十二名泉美譽之濫觴，集山、泉、湖、河、城一身“北國江南”韻味。

　　在歷史與現代大明湖東側中心城區的坐標上，由中鐵一局集團承建的濟南軌道交通6號線東倉站、山東大學站，項目團隊用智慧科技在濟南泉城智造軌道交通地鐵，正如火如荼的折射著泉城軌道交通發展的歷史軌跡。

　　BIM模型搭建泉城地鐵建造維度

　　在城市軌道交通工程施工過程中，為快速分析和研究主城區復雜環境下地鐵建設方案，項目將車站選址、線路選線、道路交改、臨時占地、管線遷改、場地布置的決策依托于“BIM模型+GIS地形模型+無人機傾斜攝影”基礎數據，在三維空間模型上進行建設期方案的預演與分析，合理優化建造方案，為項目節約更大的建造成本，創造更大的市場效益。

　　東倉站利用無人機航測影像進行處理建模形成實景地形模型，采用“BIM+傾斜攝影”融合技術，建立包含地形信息的BIM+GIS場景的整體模型，通過兩年時間對車流、人流、周邊環境進行分析研究，先后進行7次交通導改BIM建模方案桌面演練，從施工材料成本、人工成本和社會成本3個方面進行分析對比，由原設計7期交改優化為4期方案。通過BIM建模對遷改樹木、市政管線與車站位置關系進行對比，將車站東側回縮23.6米，取消永久蓋板設計，減少遷改樹木和管線，將半蓋挖車站改為明挖車站，蓋挖比例由79.8%調整為11.3%，制定出經濟效益最佳的建設方案，節約工期8個月。

　　山東大學站基于車站北側110千伏高壓線遷改時間流程長、難度大，老城區大直徑法國梧桐保護政策，利用BIM模型進行站位建模比選方案，將車站向南整體移動5.5米，車站東側軌道雙渡線改單渡線，合理避開550米長的110千伏高壓線遷改時間限制影響，法國梧桐遷移數量由163棵減少到68棵，節約工期6個月，獲得了良好的經濟效應評價。

　　對車站緊鄰山東大學南院的一棟24層居民樓，應用互聯網自動化沉降監測技術，實時掌握該樓監測情況，對連續性海量數據提取和量化分析，加快監測頻率和效率，保障數據及時上傳和分析，結合BIM模型對場地布置、施工流程進行合理規劃，保證現場的順利推進，建筑物沉降嚴格控制在標準限值內。

　　綠色科技助推泉城地鐵環保高度

　　山東大學站距離周邊居民區不足50米，在基坑施工過程中，深基坑土方開挖、噴射混凝土作業中最容易產生揚塵及噪音，由于車站周邊商場及居民樓較多，本著從源頭上遏制揚塵及噪音污染，降低施工影響，項目遵循綠色地鐵、低碳環保理念，采用大規模全周期單元式智能防護罩棚技術，給車站施工區域穿上了3000平方米的“綠色”外衣，降低現場90%的PM10及70%的PM2.5的擴散。

　　單元式智能罩棚技術的自動天幕系統，配合嚴密的風塵降噪系統、單元式抑塵天幕系統、單元開合式傳動系統，以及智能化的控制，頂網采用防火密目網，實現了建筑施工全過程的精準降塵，在濟南地鐵施工領域是規模面積最大、智能化應用最全、使用周期最長的抑塵天幕系統，讓現場露天作業變為工廠式作業，大大改善了施工作業條件。

　　采用“自動噴淋、移動霧炮、多功能灑水車+自動化監測”3+1模式環境抑塵系統。施工現場利用施工圍擋，在東倉站、山東大學站圍擋上方敷設1000余米自動噴淋霧化噴管，在基坑周邊設置16臺移動式霧炮機，現場配置1臺15噸多功能灑水車，根據實時在線的粉塵、溫度、噪音、風速自動化監測儀數據，自動啟動噴淋、霧炮機，定時灑水控制揚塵。

　　在施工現場進出場大門口設置自動洗車臺4臺，4個100立方米的三級沉淀池。采用絮凝協管一體化污水處理凈化設備，能夠快速分離泥水，有效的去除水中的高濃度懸浮物和有機物，懸浮物去除率達到95%以上，保證廢水水處理排放回灌標準達標。

　　本著改善周邊夜間施工環境，通過調整夜間施工工序，推廣低噪音機械設備、路面下沉式防護鋼板、井蓋安裝橡膠墊等措施減少噪音源，在臨近居民樓一側安裝5米高40米長的隔音聲屏障，深基坑頂部安裝移動式隔音棚，把噪音降低到最小讓市民休息滿意。

　　液氧氣能破巖解決硬巖開挖速度

　　東倉站、山東大學站深基坑凝灰巖、閃長巖硬巖占比達開挖總量的40％以上，共計12萬立方米。

　　為解決城市復雜環境硬巖開挖掘進難題，因傳統鉆爆法施工效率低、安全風險大、造價成本高等問題，項目引進基于液氧的氣能破巖技術，對氣能破巖機理如何運用到城市密集老城區地鐵車站基坑開挖的施工程序和工藝進行了科研攻關。

　　城市復雜環境氣能破巖開挖施工工法特點是利用由液態變成氣態體積迅速膨脹形成壓氣體進入裂縫產生“氣鍥”效應達到巖石預裂的目的。

　　該技術在應用過程中不會產生有毒、有害氣體,僅釋放少量二氧化碳及大量氧氣，對環境危害較小，氣能破巖振動強度約為爆破的十分之一，噪聲較小對周邊復雜環境影響小，大大降低了安全風險等級控制。

　　在施工速度方面，車站場地狹窄無法采用大型機械進行巖石機械靜力破除，小型設備開挖效率低，嚴重影響施工進度，使用氣能破巖技術，可不受場地狹小的制約，大大提高生產速度，與傳統靜態巖石劈裂相比,破巖功效提升3倍。

　　氣能破巖效率顯著提升，適用范圍廣泛，特別是在禁止使用炸藥爆破的區域能快速破巖，相對于氣動破碎錘、液壓劈裂機、水泥膨脹劑破巖效率更高、成本更低、更有優越性，審批手續簡單，不涉及民爆器材管理。

　　項目團隊在東倉站、山東大學站硬巖開挖應用液氧破巖技術，通過146次氣能破巖試驗，不斷進行方案優化摸索改進，在施工現場開挖質量、破巖速度、材料消耗、安全管理等方面均得到了良好效果，形成了一套完整的液氧氣能破巖施工工法。

　　地下水回灌保泉城泉涌文化熱度

　　濟南素以泉水眾多、風景秀麗而聞名天下，據統計有四大泉域，十大泉群，733 個天然泉，是舉世無雙的天然巖溶泉水博物館，盛水時節，呈現出“家家泉水，戶戶垂柳”“清泉石上流”的綺麗風光。濟南的城市發展、歷史沿革、民風民俗也與泉水密切相關，形成了獨特的泉城文化。

　　濟南地鐵又是如何與泉水共生?

　　軌道交通建設以保泉、護泉為前提，離不開保泉、護泉。

　　為解決“軌道交通、城市發展、泉城文化”相互權衡的問題，項目團隊對地鐵施工期間“保泉”目標進行了深層次的研究和探索。

　　在響應泉水保護的基礎上， 項目團隊在車站和線路選址上參照水文地質，依照東高西低的地勢，避開保泉線、抗浮水線，合理規劃車站、線路位置和埋深。

　　山東大學站深基坑開挖期間，從石縫中出現小泉眼涌水，這些水來自地下孔隙水和裂隙水，按照“坑外堵水、坑內降水、廢水回收、清水回灌”的理念控制基巖裂隙水的流失。

　　基坑降排水采取加壓保泉回灌井及降水保泉回灌一體化措施，采用地下回灌，提高地下水水位，將基坑降排水回灌再利用，回灌量達到80%，試驗期間達到100%，最大化保證基坑降水回灌地下，防止由于地下水水位大幅度下降導致泉脈水流不足的嚴重后果。

　　東倉站位于城市中心大明湖附近，直線距離最近約500米，距離東護城河、黑虎泉居民取水點僅300米。

　　工程地質條件極其復雜，地下水脈縱橫交錯，水資源極其豐富。500米長的山東大學站每天的排水量平均達到2000立方米，東倉站每天排水量平均達到1600立方米，兩個車站近兩年的回灌量總方量達到了261萬立方米，相當于一個半大明湖的總水量，保障了線路沿線趵突泉、大明湖、黑虎泉的地下水位線。

　　車站各設2個監測井,實時監測車站周邊的水位、水溫、水質情況，根據監測結果車站的水位和周邊水位一致，車站建設期水位沒有發生變化。通過一些列保泉措施，保障了泉脈水位線的水位目標要求。

　　從我做起，節水保泉，將現場的洗車水、地面文明施工灑水、混凝土養護灑水，經過回收沉淀凈化處理回灌至地下，為保持泉水持續噴涌做一滴水不浪費的貢獻。

　　中鐵一局濟南地鐵6號線項目山東大學站車站主體結構已順利封頂，東倉站站內土石方已完成開挖任務并全面轉入主體結構施工。項目依托智能建造、科技創新、先進工法、優秀工裝的優勢，打造“山大好鄰居”黨建品牌，樹立企業形象，塑造企業信譽，彰顯企業責任，共同推進“一局隧道”品牌建設。

　　技術人員研究“無人機+BIM+GIS”應用

　　山東大學站綠色天幕系統

　　“山大好鄰居”黨建品牌創建

　　BIM模型和GIS地形模型的場景創建

　　地下水回灌處理設備