【“一局隧道”品牌建设】济南地铁6号线项目智慧引领泉城复杂环境地铁智造

　　济水之南，四面荷花三面柳，一城山色半城湖，北临黄河，南倚泰山，七十二名泉美誉之滥觞，集山、泉、湖、河、城一身“北国江南”韵味。

　　在历史与现代大明湖东侧中心城区的坐标上，由中铁一局集团承建的济南轨道交通6号线东仓站、山东大学站，项目团队用智慧科技在济南泉城智造轨道交通地铁，正如火如荼的折射着泉城轨道交通发展的历史轨迹。

　　BIM模型搭建泉城地铁建造维度

　　在城市轨道交通工程施工过程中，为快速分析和研究主城区复杂环境下地铁建设方案，项目将车站选址、线路选线、道路交改、临时占地、管线迁改、场地布置的决策依托于“BIM模型+GIS地形模型+无人机倾斜摄影”基础数据，在三维空间模型上进行建设期方案的预演与分析，合理优化建造方案，为项目节约更大的建造成本，创造更大的市场效益。

　　东仓站利用无人机航测影像进行处理建模形成实景地形模型，采用“BIM+倾斜摄影”融合技术，建立包含地形信息的BIM+GIS场景的整体模型，通过两年时间对车流、人流、周边环境进行分析研究，先后进行7次交通导改BIM建模方案桌面演练，从施工材料成本、人工成本和社会成本3个方面进行分析对比，由原设计7期交改优化为4期方案。通过BIM建模对迁改树木、市政管线与车站位置关系进行对比，将车站东侧回缩23.6米，取消永久盖板设计，减少迁改树木和管线，将半盖挖车站改为明挖车站，盖挖比例由79.8%调整为11.3%，制定出经济效益最佳的建设方案，节约工期8个月。

　　山东大学站基于车站北侧110千伏高压线迁改时间流程长、难度大，老城区大直径法国梧桐保护政策，利用BIM模型进行站位建模比选方案，将车站向南整体移动5.5米，车站东侧轨道双渡线改单渡线，合理避开550米长的110千伏高压线迁改时间限制影响，法国梧桐迁移数量由163棵减少到68棵，节约工期6个月，获得了良好的经济效应评价。

　　对车站紧邻山东大学南院的一栋24层居民楼，应用互联网自动化沉降监测技术，实时掌握该楼监测情况，对连续性海量数据提取和量化分析，加快监测频率和效率，保障数据及时上传和分析，结合BIM模型对场地布置、施工流程进行合理规划，保证现场的顺利推进，建筑物沉降严格控制在标准限值内。

　　绿色科技助推泉城地铁环保高度

　　山东大学站距离周边居民区不足50米，在基坑施工过程中，深基坑土方开挖、喷射混凝土作业中最容易产生扬尘及噪音，由于车站周边商场及居民楼较多，本着从源头上遏制扬尘及噪音污染，降低施工影响，项目遵循绿色地铁、低碳环保理念，采用大规模全周期单元式智能防护罩棚技术，给车站施工区域穿上了3000平方米的“绿色”外衣，降低现场90%的PM10及70%的PM2.5的扩散。

　　单元式智能罩棚技术的自动天幕系统，配合严密的风尘降噪系统、单元式抑尘天幕系统、单元开合式传动系统，以及智能化的控制，顶网采用防火密目网，实现了建筑施工全过程的精准降尘，在济南地铁施工领域是规模面积最大、智能化应用最全、使用周期最长的抑尘天幕系统，让现场露天作业变为工厂式作业，大大改善了施工作业条件。

　　采用“自动喷淋、移动雾炮、多功能洒水车+自动化监测”3+1模式环境抑尘系统。施工现场利用施工围挡，在东仓站、山东大学站围挡上方敷设1000余米自动喷淋雾化喷管，在基坑周边设置16台移动式雾炮机，现场配置1台15吨多功能洒水车，根据实时在线的粉尘、温度、噪音、风速自动化监测仪数据，自动启动喷淋、雾炮机，定时洒水控制扬尘。

　　在施工现场进出场大门口设置自动洗车台4台，4个100立方米的三级沉淀池。采用絮凝协管一体化污水处理净化设备，能够快速分离泥水，有效的去除水中的高浓度悬浮物和有机物，悬浮物去除率达到95%以上，保证废水水处理排放回灌标准达标。

　　本着改善周边夜间施工环境，通过调整夜间施工工序，推广低噪音机械设备、路面下沉式防护钢板、井盖安装橡胶垫等措施减少噪音源，在临近居民楼一侧安装5米高40米长的隔音声屏障，深基坑顶部安装移动式隔音棚，把噪音降低到最小让市民休息满意。

　　液氧气能破岩解决硬岩开挖速度

　　东仓站、山东大学站深基坑凝灰岩、闪长岩硬岩占比达开挖总量的40％以上，共计12万立方米。

　　为解决城市复杂环境硬岩开挖掘进难题，因传统钻爆法施工效率低、安全风险大、造价成本高等问题，项目引进基于液氧的气能破岩技术，对气能破岩机理如何运用到城市密集老城区地铁车站基坑开挖的施工程序和工艺进行了科研攻关。

　　城市复杂环境气能破岩开挖施工工法特点是利用由液态变成气态体积迅速膨胀形成压气体进入裂缝产生“气锲”效应达到岩石预裂的目的。

　　该技术在应用过程中不会产生有毒、有害气体,仅释放少量二氧化碳及大量氧气，对环境危害较小，气能破岩振动强度约为爆破的十分之一，噪声较小对周边复杂环境影响小，大大降低了安全风险等级控制。

　　在施工速度方面，车站场地狭窄无法采用大型机械进行岩石机械静力破除，小型设备开挖效率低，严重影响施工进度，使用气能破岩技术，可不受场地狭小的制约，大大提高生产速度，与传统静态岩石劈裂相比,破岩功效提升3倍。

　　气能破岩效率显著提升，适用范围广泛，特别是在禁止使用炸药爆破的区域能快速破岩，相对于气动破碎锤、液压劈裂机、水泥膨胀剂破岩效率更高、成本更低、更有优越性，审批手续简单，不涉及民爆器材管理。

　　项目团队在东仓站、山东大学站硬岩开挖应用液氧破岩技术，通过146次气能破岩试验，不断进行方案优化摸索改进，在施工现场开挖质量、破岩速度、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气能破岩施工工法。

　　地下水回灌保泉城泉涌文化热度

　　济南素以泉水众多、风景秀丽而闻名天下，据统计有四大泉域，十大泉群，733 个天然泉，是举世无双的天然岩溶泉水博物馆，盛水时节，呈现出“家家泉水，户户垂柳”“清泉石上流”的绮丽风光。济南的城市发展、历史沿革、民风民俗也与泉水密切相关，形成了独特的泉城文化。

　　济南地铁又是如何与泉水共生?

　　轨道交通建设以保泉、护泉为前提，离不开保泉、护泉。

　　为解决“轨道交通、城市发展、泉城文化”相互权衡的问题，项目团队对地铁施工期间“保泉”目标进行了深层次的研究和探索。

　　在响应泉水保护的基础上， 项目团队在车站和线路选址上参照水文地质，依照东高西低的地势，避开保泉线、抗浮水线，合理规划车站、线路位置和埋深。

　　山东大学站深基坑开挖期间，从石缝中出现小泉眼涌水，这些水来自地下孔隙水和裂隙水，按照“坑外堵水、坑内降水、废水回收、清水回灌”的理念控制基岩裂隙水的流失。

　　基坑降排水采取加压保泉回灌井及降水保泉回灌一体化措施，采用地下回灌，提高地下水水位，将基坑降排水回灌再利用，回灌量达到80%，试验期间达到100%，最大化保证基坑降水回灌地下，防止由于地下水水位大幅度下降导致泉脉水流不足的严重后果。

　　东仓站位于城市中心大明湖附近，直线距离最近约500米，距离东护城河、黑虎泉居民取水点仅300米。

　　工程地质条件极其复杂，地下水脉纵横交错，水资源极其丰富。500米长的山东大学站每天的排水量平均达到2000立方米，东仓站每天排水量平均达到1600立方米，两个车站近两年的回灌量总方量达到了261万立方米，相当于一个半大明湖的总水量，保障了线路沿线趵突泉、大明湖、黑虎泉的地下水位线。

　　车站各设2个监测井,实时监测车站周边的水位、水温、水质情况，根据监测结果车站的水位和周边水位一致，车站建设期水位没有发生变化。通过一些列保泉措施，保障了泉脉水位线的水位目标要求。

　　从我做起，节水保泉，将现场的洗车水、地面文明施工洒水、混凝土养护洒水，经过回收沉淀净化处理回灌至地下，为保持泉水持续喷涌做一滴水不浪费的贡献。

　　中铁一局济南地铁6号线项目山东大学站车站主体结构已顺利封顶，东仓站站内土石方已完成开挖任务并全面转入主体结构施工。项目依托智能建造、科技创新、先进工法、优秀工装的优势，打造“山大好邻居”党建品牌，树立企业形象，塑造企业信誉，彰显企业责任，共同推进“一局隧道”品牌建设。

　　技术人员研究“无人机+BIM+GIS”应用

　　山东大学站绿色天幕系统

　　“山大好邻居”党建品牌创建

　　BIM模型和GIS地形模型的场景创建

　　地下水回灌处理设备