4月18日，世界最大斷面組合式矩形頂管機(jī)“大禹掘進(jìn)號(hào)”在深圳地鐵12號(hào)線二期工程沙三站順利始發(fā)，標(biāo)志著世界首個(gè)超大斷面矩形頂管暗挖車站正式進(jìn)入施工階段，實(shí)現(xiàn)了地鐵車站施工工法的重大創(chuàng)新，填補(bǔ)了我國在機(jī)械化地鐵暗挖車站施工方面的空白。

4月18日，世界最大斷面組合式矩形頂管機(jī)“大禹掘進(jìn)號(hào)”在深圳地鐵12號(hào)線二期工程沙三站順利始發(fā)，標(biāo)志著世界首個(gè)超大斷面矩形頂管暗挖車站正式進(jìn)入施工階段，實(shí)現(xiàn)了地鐵車站施工工法的重大創(chuàng)新，填補(bǔ)了我國在機(jī)械化地鐵暗挖車站施工方面的空白。據(jù)悉，“大禹掘進(jìn)號(hào)”是為地鐵12號(hào)線二期工程沙三站量身定做的矩形頂管機(jī)，機(jī)體寬11.29米、高13.55米，是目前世界上開挖面積最大的矩形盾構(gòu)頂管機(jī)。該頂管機(jī)由兩臺(tái)設(shè)備上下組合而成，采用多刀盤布置方式，通過多個(gè)螺旋機(jī)協(xié)同控制，利用微臺(tái)階開挖技術(shù)、姿態(tài)測量及控制技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)淺覆土、大斷面、零間隙開挖功能。

粵港澳大灣區(qū)在我國深化改革開放布局和現(xiàn)代化城市群建設(shè)規(guī)劃中占據(jù)重要戰(zhàn)略地位，區(qū)域城市密布、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密，對城市軌道交通的需求極其龐大。城市繁華城區(qū)地鐵車站采用傳統(tǒng)的明挖法施工，面臨交通疏解和大量管線、綠化及物業(yè)改遷的難題，且勞動(dòng)力投入大，機(jī)械化程度低，安全風(fēng)險(xiǎn)大，質(zhì)量控制難，工程建設(shè)工期長、造價(jià)高。

為了破解難題，由我院院長陳湘生院士擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，深圳市地鐵集團(tuán)聯(lián)合深圳大學(xué)、中鐵裝備和中國電建等單位組建科研團(tuán)隊(duì)，開展了廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃“現(xiàn)代工程技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)《繁華城區(qū)地鐵暗挖車站關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目研究工作，深圳地鐵12號(hào)線二期工程沙三站為該項(xiàng)目的示范性應(yīng)用工程。沙三站位于帝堂路與沙井路交叉路口，為地下二層島式車站，車站總長208.4米，標(biāo)準(zhǔn)段寬22.7米，有效站臺(tái)寬13米。車站地處城市繁華城區(qū)，周邊建筑物多，地下水充沛，地質(zhì)條件復(fù)雜，且站址有一處埋深4.2米的新建暗涵。項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，針對沙三站研制了新型暗挖施工裝備——世界上開挖面積最大（寬11.29米、高13.55米）的矩形頂管機(jī)“大禹掘進(jìn)號(hào)”。裝備由兩臺(tái)設(shè)備上下組合而成，采用多刀盤多螺機(jī)協(xié)同工作的姿態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超高掌子面水土壓力平衡和左右兩次零間隙施工裝備技術(shù)的重大突破。

在揭示空間變位規(guī)律，建立暗挖地鐵車站施工風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地采用組合式矩形頂管機(jī)分左右兩次頂推施作車站主體結(jié)構(gòu)，提出了地鐵機(jī)械化暗挖車站設(shè)計(jì)理論和方法，開發(fā)了裝配式車站結(jié)構(gòu)，解決了多洞組合頂管管片及車站結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等設(shè)計(jì)難題。同時(shí)，基于深鐵集團(tuán)安全監(jiān)測管理平臺(tái)和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，開發(fā)建設(shè)了濱海繁華城區(qū)暗挖地鐵車站建設(shè)信息化智能管理平臺(tái)，搭建具備工程信息化管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警等關(guān)鍵功能，實(shí)現(xiàn)車站建設(shè)過程實(shí)時(shí)信息化智能管控。大斷面管節(jié)拼裝是頂管推進(jìn)過程中需要破解的又一難題。早在2020年，中國電建及各相關(guān)方面著手推動(dòng)管節(jié)拼裝輔助工裝的設(shè)計(jì)、制造。該專用管節(jié)拼裝輔助工裝高15.4米，寬9米，長13米，由兩組桁架式結(jié)構(gòu)組合而成，主要包括翻轉(zhuǎn)平臺(tái)、吊梁、拼裝工裝以及平移小車等部件，其作用是在管節(jié)拼裝過程中提供工作平臺(tái)以及保證管節(jié)的精準(zhǔn)定位和安全平移。

沙三站暗挖車站是國內(nèi)首次將超大斷面組合式矩形頂管機(jī)引入地鐵建設(shè)領(lǐng)域。項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)通過攻克超大斷面組合頂管暗挖車站管片井下拼裝、始發(fā)接收、左右線密貼頂進(jìn)、近距離下穿箱涵變形控制、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等技術(shù)難題，形成了繁華城區(qū)地鐵暗挖車站施工成套技術(shù)。該技術(shù)在示范工程沙三站的成功應(yīng)用，解決了制約區(qū)域地下軌道交通大規(guī)?？焖俳ㄔO(shè)與區(qū)域內(nèi)繁華城區(qū)城市環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)和諧的矛盾。采用機(jī)械法暗挖車站，減少了勞動(dòng)力投入，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了工程質(zhì)量和工效，縮短了工期，降低綜合成本，實(shí)現(xiàn)了地鐵車站建筑工業(yè)化。

“大禹掘進(jìn)號(hào)”在深圳地鐵12號(hào)線二期工程沙三站的順利始發(fā)，預(yù)示著“繁華城區(qū)地鐵暗挖車站關(guān)鍵技術(shù)”示范工程已進(jìn)入正式實(shí)施階段，標(biāo)志著我國繁華城區(qū)復(fù)雜環(huán)境暗挖施工領(lǐng)域工程理論與技術(shù)水平、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)制造能力的提升與進(jìn)步，推進(jìn)了軌道交通建造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，向智能建造邁出了關(guān)鍵的一步。

來源：深大未來地下城市研究院