2025年8月26日,杭州地铁18号线一期华家池站停车线顶管机“凯旋号”顺利始发,标志着全国首个超大断面矩形顶管机正式应用于地铁停车线建设。深圳大学为技术支撑单位,深圳大学土木与交通工程学院院长、中国工程院院士陈湘生率领顶管科研团队,正全力攻坚高水压软土地层中深埋超大矩形顶管长距离顶进施工的各项关键技术难题,为项目顺利推进提供重要保障。


杭州地铁18号线一期工程,是杭州轨道交通的关键线路。南起萧山义桥站,北至临平世纪大道站,全长48.3公里,均为地下线。沿线设19座车站,其中15座为换乘站,可与多条线路换乘。18号线华家池站位于凯旋路与华池南路交叉口,为18号线与同期15号线的“T”型换乘站,分别增设长252米、207米,宽12米,高8.7米的两处矩形顶管停车线,便于地铁列车日常的调度停放。
由于地处市中心,周边小区密集,为最大程度减少地铁施工带来的影响,华家池站此次引入超大断面矩形顶管机,以“定制化技术、低扰动工艺、高安全标准”为支撑,可适配复杂地质与城市环境,降低对周边地层的扰动,最大程度减少施工期间对地面建筑、地下管线、道路交通的影响。同时,顶管机通过集成化系统设计,能兼顾效率与空间利用,具有施工安全性与可靠性高、综合成本低、空间利用率高、显著缩短工期等优点。
始发的“凯旋号”顶管机断面宽12.02米、高8.72米,整机包含开挖系统、驱动系统、盾体系统、出渣系统、顶推系统以及后配套系统等,采用4前4后多刀盘低扰动开挖设计、多螺机防喷涌密封系统设计、主驱动耐高水压设计以及适应于大埋深盾体支护系统设计等技术,是针对杭州复杂地质条件“量身定制”的“地下巨无霸”,这开创了矩形顶管机首次应用于大埋深高水压地铁停车线施工的历史先河。

华家池站停车线矩形顶管工程面临诸多挑战:软土地层、高水压(0.3 MPa)、大埋深(22米)及长距离顶进(252米),各项指标均居国内矩形顶管工程之首。亟需解决软土中顶管姿态高精度控制、高水压环境下顶管机械与洞门密封、超长距离顶进减阻及施工扰动控制等关键技术难题。

为解决上述问题,由陈湘生院士担任技术负责人,中铁十局联合深圳大学、中铁装备等单位组建科研团队,承担了中国中铁股份有限公司重大专项“超大断面装配式隧洞微扰动高精度顶进建造新技术研究与应用”的研发任务。杭州地铁华家池站停车线工程即为该课题的示范应用项目之一。

本次工程是国内首次将矩形顶管技术应用于地铁停车线建设,体现了陈湘生院士所承担的广东省重点研发计划“繁华城区地铁暗挖车站关键技术”中矩形顶管关键技术研发的进一步推广应用。“凯旋号”的顺利始发,意味着中国中铁重大专项“超大断面装配式隧洞微扰动高精度顶进建造新技术研究与应用”示范工程正式进入实施阶段,彰显我国在矩形顶管领域的理论研究、技术开发与装备制造实现新的突破,推动了轨道交通建造技术向机械化、智能化方向迈出关键一步。
(土木与交通工程学院 供稿)