张贵锋 武 冲
8月29日,新建福州南站客站服务智能管控平台调试完成,标志着福厦高铁全线站房建设完成。全线设立的8座车站,犹如一颗颗明珠熠熠生辉,成为东南沿海城市新地标。
自开工建设以来,东南沿海铁路福建有限责任公司致力于把福厦高铁打造成“新时代标志性、示范性工程”,按照“精品工程、智能福厦”的要求,积极探索、应用大型铁路站房建设新工艺、新技术,全力以赴保进度、保质量、保安全,实现了期到必成的目标。
科学施工保安全
新建厦门北站是福厦高铁全线8座车站中规模最大、施工难度最高的车站之一。它是建在既有地铁隧道之上的大型建筑,地铁隧道与站房基础底板水平重合达250米,垂直相距仅有3米,需开挖土方17万立方米。
由于距离很近,土方开挖导致的荷载变化会使地铁隧道变得极为“敏感”,但地铁隧道最大可承受的结构变形不能超过8毫米,无异于在“心脏上动手术”,工况复杂程度全国罕见。
中铁建设集团有限公司项目团队通过大量受力计算和施工模拟试验,以及多次方案比选、论证,首创上盖逆挖组合式地铁保护工艺,重组传统施工工序,创新构建“分散传力体系”,通过在隧道周围设置压顶墩、围护桩、抗拔桩等,与既有地铁隧道连为一体,给地铁隧道套上混凝土“安全罩”,把基坑施工造成的回弹应力、挤压应力有效分散传递至地层深处,确保了每天300余趟地铁列车的运行安全。
中铁建设集团项目团队还应用自动化监测预警技术,设立57个监测断面,实时监控地铁隧道沉降、位移等6大变形指标,施工过程实际变形控制小于3毫米,确保了临近营业线施工的安全推进。
福厦高铁莆田站是与福厦铁路莆田站并场新建的站场和站房。新建天桥横跨既有莆田站内3个站台10条股道,作业难度大、安全风险高。中铁十二局集团有限公司项目团队在顶推施工中应用多项创新技术,天桥顶推采用滚动顶推法代替滑动顶推法,减小摩擦阻力;应用智能化监测技术,自主研发基于智能云台的数字化顶推装备,通过计算机数值分析软件监控受力状态,实现了天桥施工作业的安全可控。
精细作业铸精品
东南沿海铁路公司重点推广BIM技术装修装配式施工,运用智能机器人等打造智慧工地;制定“精品工程、智能福厦”考核办法,坚持开展季度和半年度精品工程考评,将考评结果运用至半年度企业信用评价,激发了参建单位精益求精铸精品的热情。
新建厦门北站钢结构焊缝总长超14公里,为确保结构的稳定性,要求焊缝表面无裂纹、焊瘤等缺陷,部分巨型构件需多名焊工倒班轮换,不停歇焊接40小时才能完成一条焊缝。
为提升焊接质量和效率,中铁建设集团项目团队积极探索应用智能焊接机器人替代人工焊接。智能焊接机器人自带强力永磁导轨,可在钢梁和钢柱上轻松“攀梁走壁”,内置的挡风程序极大降低风力对焊接的影响,自带的摄像头与智能芯片赋予其“火眼金睛”,全程监控焊接路线和精度。采用智能焊接机器人比人工焊接的效率提升两到三倍,焊接质量提升2倍,工期缩短1/3,焊接成本降低1/3。
泉州南站雨棚设计为清水混凝土形式,对于混凝土外观质量要求等级非常高,中铁电气化局集团有限公司反复试验,改进异形雨棚施工工艺和工装模具,解决了曲面板局部发生扭曲、滴水线不顺直、雨棚外檐口不在一条直线上,以及外立面不垂直等问题,确保施工质量满足精品工程的要求。
福州南站采用“桥建合一”形式,室内大量采用清水混凝土设计,柱角设通长弧形收边造型,梁柱交接处曲线双向加腋,呈“开花”状,结构复杂多变。中铁建工集团有限公司项目团队精心设计工艺工法,采用定型钢模、圆弧钢木相结合的多模板体系,为结构“量身塑形”,高质量呈现设计意图。
精心组织提效率
福州南站总建筑面积约40万平方米。为确保施工进度,施工单位采用网格化管理,将承轨层划分为3个相对独立的施工区域、81个作业单元,采取施工区平行推进与作业单元流水施工相结合,多点开花、穿插有序,实现作业面施工效率最大化;11.2万平方米承轨层板面施工采用“跳仓法”施工,将承轨层划分为65个区块,采用“品”字形推进,确保施工效率。
福州南站施工单位还打造智能化钢筋集中加工厂,采用自动化、智能化加工设备,确保效率高、精度高。他们经过对机器人施工工效的统计、优缺点比对,梳理出5类适用于站房高大空间施工的智能机器人,大幅度提高了施工效率。
泉州南站站房外立面檐口主结构均为悬挑构件、铝单板装饰。屋面檐口高29.3米,外挑11.35米,中间屋面上下叠层为受限空间,无法采用满堂架施工;受檐口高度的限制,落客平台楼面无法承受大型高空作业车的荷载。
中铁电气化局集团结合弧形曲面大檐口铝板特点、现场工况,采用高空悬吊作业平台施工工法。这个工法安全便捷、节约工期和成本、有效提升施工质量。与传统搭设满堂脚手架方案相比,工期由45天缩短至25天。
中铁建设集团厦门北站项目团队成立BIM工作室,专项研究建筑信息模型在施工中的深化应用。
针对钢结构、金属屋面、装饰装修等多专业交叉施工难题,他们通过BIM技术模拟各专业全过程施工情况,精准预测施工中可能发生的1000余个问题,确保了现场施工安全、高效展开。