深大院士领衔攻坚，世界最大断面矩形顶管暗挖地铁车站顺利贯通

1月19日，世界最大断面矩形顶管暗挖车站深圳地铁12号线二期工程沙三站正式贯通，标志着由中国工程院院士、深圳大学土木与交通工程学院院长陈湘生领衔的广东省重点专项“繁华城区地铁暗挖车站关键技术”在城市轨道交通建设领域完成了历史性突破，也是超大断面组合式矩形顶管密贴施工技术在全世界范围内的首次成功实践，填补了我国在机械化暗挖地铁车站施工方面的空白，在地铁车站建造发展史上具有里程碑式意义。

广东省重点领域研发计划“现代工程技术”重点专项“繁华城区地铁暗挖车站关键技术”项目由陈湘生担任项目负责人，深圳市地铁集团有限公司作为牵头单位，联合深圳大学、深圳市市政设计研究院有限公司、中电建南方建设投资有限公司、中国水利水电第十一工程局有限公司、中铁工程装备集团有限公司、铁科院（深圳）研究设计院有限公司、广州金土岩土工程技术有限公司、中国铁建重工集团股份有限公司和南京派光智慧感知信息技术有限公司等单位，系统地探索地铁车站绿色高效智能化的机械化暗挖施工技术。

背景与挑战：

沙三站位于帝堂路与沙井路交叉路口，为地下二层岛式站台车站，结构形式为单柱双跨框架结构，车站总长208米，标准段宽23米。车站中间部分采用顶管法施工，顶管顶进长度约70米，两端头采用明挖顺作法施工。车站地处城市繁华城区，周边建筑物多，车站范围内土质较为疏松、地下水充沛，车站结构上方存在一处埋深4.2米的大型雨水箱涵。采用传统明挖法施工技术面临着交通疏解难度巨大、大量建（构）筑物改迁、劳动力投入大、工程风险高、建设周期长、施工条件复杂等一系列重大难题。

创新点

为了解决以上难题，陈湘生院士带领研究团队开展了联合攻关，理论方面提出了机械化暗挖地铁车站的全套设计理论和方法，揭示了双洞组合顶管管片及车站结构体系转换的力学特征，建立了暗挖地铁车站施工风险综合评估体系。技术方面重点突破了新型暗挖施工装备及配套施工等关键技术，研发了世界最大断面（宽11.29米、高13.55米）组合式矩形顶管机“大禹掘进号”，采用多刀盘和多螺旋机组合布置方式，通过多台刀盘和螺旋机协同作业，开创性地实现了超高掌子面水土压力平衡和左右两次零间隙施工装备技术的重大突破，建立了微台阶、浅覆土、大断面、零间隙的开挖施工成套技术的重大突破，攻克了超大断面管节拼装、下穿地下箱涵变形控制、左右线密贴施工隧道线型控制、地表沉降控制等关键技术难点，保障了车站施工的安全高效。同时，深圳大学团队建立了融合多源感知技术的车站建设—运维全生命周期智能监测系统，通过信息化智能管理平台，建立了具备信息化管理、风险评估与智能预警等一系列功能，实现了车站建设与后期运维的全过程实时信息化智能监控与管理，形成了繁华城区地铁暗挖车站施工成套技术。

经济与社会效益

陈湘生院士接受记者采访指出：与明挖施工相比，机械法暗挖技术碳排放降低35%，节省工期15%-20%，土方外运减少40%，节省成本约20%，实现了地铁车站的建筑工业化。本项目新型机械化暗挖成套技术的成功应用示范，标志着我国繁华城区复杂环境暗挖施工领域工程理论、关键技术、装备制造能力的全面跃升，引领了地铁车站施工工艺的重大变革，极大地推进了城市地下空间的低碳、智能、高效、安全开发技术的全面进步。

来源 | 土木与交通工程学院

编辑 | 林海音

责编 | 廖楷狄 林海音

审校 | 杨振宇 李翔 李世卓 王若琳

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