突破冬季施工瓶颈，自主研发多项新技术｜探访哈尔滨地铁3号线建设背后的故事

护士左雅雯

突破冬季施工瓶颈，自主研发多项新技术｜探访哈尔滨地铁3号线建设背后的故事
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哈尔滨地铁3号线二期工程西北环道里段即将开通试运营，3号线环线由此实现正式“闭环”。

作为全国最北寒地地铁，3号线建设中克服了冬季低温施工、地质结构复杂等诸多难题。日前，记者采访中国交建哈尔滨地铁3号线总经理部总经理张伟，揭秘项目建设背后的创新力量。

东北首创：建造冰城地铁“叠落家族”

市民试乘3号线公路大桥站到丁香公园站时发现，“怎么河松街站有点不一样？乘车去往两个方向，站台竟然不在一层。”事实上，哈尔滨地铁3号线在东北地区首创“叠落式”车站，站台分上下两层叠落而成。

张伟介绍，即将开通的3号线“公路大桥站—河松街站—河山街站（不含）”两站两区间，沿哈药路和前进路高架敷设，形成了城市高架快速路+路面城区主路+地下城市轨道交通的三层、立体、交叉式大交通网络。这种布局的好处在于节约了城市土地空间资源，实现对车流、人流、地铁客流的集中管理，使地铁的建造工艺从二维平面提升至三维交叉。

中交集团开创性采用“叠落”式立体施工技术，首先打造三层的“叠落式”河松街站（一层站厅、两层站台），将通常平行的站台叠放，形成上下布置，然后将区间的左线隧道“叠落”在右线隧道之上，形成罕见的上下构型。同时，在隧道中间采用全冻结法构筑两座“叠落”式联络疏散通道。最后将公路大桥站一分为二，坐落在哈药路高架桥两侧，形成“分离岛”式车站。通过这一系列创新的操作，实现传统技术无法完成的“叠落家族”地铁建造，实现“叠落”技术的突破。
据测算，这两个叠落区间约为1.8公里，而且叠落区间上下距离很近，最近处只有1.9米。在施工过程中，为了保证安全，技术员自主研发了支撑台车，用来支顶隧道。也就是说，在下边的隧道先做完之后，用支撑台车支撑，上边再挖另一个隧道。一般盾构机大概就是100米长度，支撑台车跟盾构机是一样长度，跟着盾构机前进。
创新设计：成槽机高温“护体”，高寒施工不停

为抢工期，哈尔滨地铁3号线建设冬季也在不间断地施工，并突破了冬季零下二三十摄氏度持续作业的技术瓶颈。其中，给成槽机加上高温高压蒸汽装置，是哈尔滨在地铁建设过程中的首创。

啥是沉槽机？地下连续墙施工时，由地表向下开挖成槽的机械装备。成槽机施工时，需要通过钢丝绳往地下层放，然后再拉到地面，如此反复往返。张伟介绍，成槽机需要往下挖到一定的深度才浇混凝土，它在上下移动过程中会把地下的水带上来，在冬季高寒环境下，成槽机返回地面时，核心作业部件很快就会结冰，导致机器“趴窝”。

为了解决成槽机上到地面结冰的难题，技术人员在成槽机上加了一种可以喷出高温高压蒸汽的设备，在成槽机每天连续施工的24小时里，一直有高温高压蒸汽“护体”，特别是卷钢丝绳部位通过喷蒸汽保温，保持不冻状态。

这个自主研发配置的高压高温蒸汽设备，专门解决北方地区成槽机在冬季挖车站主体、出入口以及地连墙施工中遭遇的低温困扰。在哈尔滨地铁3号线建设当中被广泛应用，仅去年冬天就在友谊路的19个出入口、风亭等附属设施中大量使用，极大程度地保证了施工工期。

在冬季施工中，还有一个难点便是地连墙的钢筋焊接。当气温达到－20℃以下时，钢筋的韧性降低、脆性增加。为了保证工程质量，施工人员在焊接过程中加密了焊点，比正常焊点多了三成。除了加密焊点外，还会在低温到来之前，先把钢筋上的弯钩加工完，因为冬季钢筋弯曲加工容易导致钢筋产生裂纹，影响钢筋的性能和结构质量。
成功示范：地下车站可以装配而成

冰天雪地、欧陆风情是哈尔滨作为文化旅游名城的一张重要城市名片。3号线的建设，尝试走一条绿色施工路径。
3号线在施工中努力探索预制装配式车站的建造工艺。地铁丁香公园站，运用BIM智能设计，以工厂化预制、现场拼装方式，实现了标准化地铁车站侧墙、中板、顶板的装配。开创性地完成地铁车站预制拼装成套施工技术体系构建，将地铁绿色建造推进一步。

所谓BIM设计，就是在电脑上，像做动画片一样，把包括管道等设施的标准件先预拼一下，进行碰撞测试，保证现场安装后拼到一起“不打架”。经“动画”预演的预制装配式车站，在精准度上可以达到毫米级的控制。

丁香公园装配式建造工艺主要用于车站主体。具体说，车站施工时挖到一定深度，在常规建造方式中，墙需浇筑而成，装配式建造则直接把预制工厂做好的墙插到车站里，用连接件组装并焊接起来，就像“搭积木”。由于省去了现场浇筑的环节，大大缩短了工期，仅丁香公园站主体结构就缩短了两个月工期。

预制专配式车站的另一个优点是标准件的精准。车站机电设备中预制的通风管也用到了该技术，每一个标准件都有二维码，预制加工后即可组合到一起。同时，装配式车站提高了机械化作业程度，场外工厂化生产，更减少了占用道路面积，减少了对公众出行的影响。

丁香公园站预制装配式建造方式的成功应用，也为今后哈尔滨地铁建设提供了新的施工思路——在结构相同的车站建设中多次复制，不仅缩短工期，也会节省建设资金。

地铁3号线作为哈尔滨一条环线，开通试运营后，将起到连接城市中心城区、疏导城区交通、服务经济建设等重大作用，环线建设中攻坚克难的技术创新，也成为哈尔滨地铁建设的宝贵经验，为城市轨道交通建设发展储备更多力量。