2021年3月6日,开工建设;2022年3月21日,首台盾构机始发;2025年4月30日,全线洞通;2025年8月31日,启动空载试运行;全长40.3公里,串联33座车站……
济南轨道交通4号线的建设,不仅是一次城市交通的跨越,更是一场与复杂地质环境的较量,全线依托29处区间盾构施工,20处顶管施工,116次盾构机吊装拆运,120次始发与接收,40台盾构机高效作业。尤其是高峰时期有28台盾构机同步推进,为实现年底开通运营目标奠定了坚实基础。
设备“量身定制”破解地质难题
济南市的地层变化多,水文地质条件极为复杂。4号线全线盾构与顶管设备均采用土压平衡盾构机与复合式刀盘,并针对不同区段“量身定制”专项解决方案。
在济南西站至大杨站区间(以下均为工程名),由于富水地层错综复杂,“金城33号”盾构机创新采用“四道盾尾刷密封+克泥效工法”,配合智能监测系统,最终在连续穿越三条高铁和轨道交通1号线的高难度作业中实现“零沉降”。
在八一立交桥站至泉城公园站区间,“广兴九号”盾构机在全国首次使用土压盾构机+双螺旋机出土工艺,既避开了泥水盾构对地下水的潜在影响,又有效遏制了螺旋机喷涌,同时在施工效率提升与工程造价优化上展现出显著优势。
面对硬岩地层,“示范号”盾构机以高转速、大推力破岩前行。其总推力超4400吨,刀盘最高转速达5.0rpm,远超普通设备,成功攻克雪山路站至田家庄站区间中密集溶洞与高硬度石灰岩层。
区间“逐个攻坚”树立施工标杆
4号线29个盾构区间各具地质特色,面临不同的施工难点,建设团队以技术与管理创新,实现难点“逐个击破”。
在舜华路站至凤凰路站区间全段为硬岩,还伴随27‰的大坡度下坡掘进,“齐鲁五号”盾构机稳扎稳打,高效推进,成功实现双线贯通。
山大路站至燕山立交桥东站区间岩石强度超80兆帕,并夹杂断层破碎带,“圣勇一号”盾构机通过优化换刀策略与渣土运输管理,坚持300余天日均推进近4环。山师东路站至山大路站区间局部岩石强度高达137兆帕,“圣勇二号”盾构机装备楔形刃滚刀,强破岩、耐磨损,大幅提升破岩效率与刀具耐用性,啃下全线“最硬岩层”。
泉城公园站至千佛山站区间是4号线穿越溶洞最多的区间,“泉兴一号”盾构机依托地面注浆加固与出土量双控等措施,历经300多天稳步推进,成功穿越上软下硬复合地层。经七路西站至纬十二路站区间受地下锚索影响超200米,项目团队采取地面预处理、刀盘加装格栅等举措,保障“泉安号”盾构机顺利贯通。
顶管工艺突破拓展应用场景
4号线在顶管施工领域实现多项“首次”和“极限突破”,极大拓展了技术应用场景。
彭家庄站C出入口首次引入“双密封装置”,通过延长钢环与双重橡胶帘布显著提升密封性能。该工法后续推广至十余个出入口施工,成效显著。
经七路西站A2出入口顶管段地处胶结砾岩区,施工前采用钻机预破碎工艺,避免机械卡滞,实现该类地层顶管施工“零的突破”。市立五院站B出入口以47°斜角接收创下国内最大角度顶管接收纪录,施工团队通过钢平台延伸与泡沫混凝土回填等工艺圆满完成任务。
邢村立交桥西站A出入口采用9.1米×5.5米大断面矩形顶管机“恒隆号”,将50余节管节在地下精准“对接”,克服浅覆土与管线密集等难题,仅用30余天实现贯通,开创济南大断面顶管施工先河。
从盾构机的“量身定制”到顶管工艺的“极限突破”,济南轨道交通4号线的施工,堪称一套系统性的复杂地层施工样本,为后续城市轨道交通建设,尤其是在水文地质敏感地区的工程实施,提供了宝贵经验与技术支撑。