裝配式車站、清水混凝土......青島地鐵6號線那些“接二連三”的“綠色”技術(shù)

青島新聞網(wǎng)4月22日訊（記者 張曉楠）眾所周知，地鐵是綠色低碳公共交通工具，但與此同時，地鐵建設(shè)工程浩大，運(yùn)營中的地鐵又是用電大戶，所以地鐵也是節(jié)能降碳的“潛力股”。青島地鐵積極踐行國家“雙碳”戰(zhàn)略，于2022年率先發(fā)布了《青島地鐵綠色城軌發(fā)展實施方案》，提出了九大行動方案，明確到2028年實現(xiàn)節(jié)電30%、降碳40%的戰(zhàn)略目標(biāo)。同時，編制了《青島地鐵綠色城軌三年行動計劃》（2023-2025），提出了58個綠色實施項點。

即將開通的青島地鐵6號線一期集青島地鐵十余年建設(shè)發(fā)展經(jīng)驗于一體，從建設(shè)到運(yùn)營各個環(huán)節(jié)，向著打造“全生命周期”的綠色地鐵不斷努力。裝配式車站、清水混凝土等一系列技術(shù)的使用，也為青島地鐵三期建設(shè)提供經(jīng)驗和樣本。

21座車站中6座是裝配式車站

裝配式建筑因為生產(chǎn)效率高、構(gòu)件精準(zhǔn)、綠色環(huán)保的特點，代表了現(xiàn)代化建筑業(yè)的未來趨勢。6號線一期共有21座車站，其中6座車站是裝配式車站，接近1/3。大膽啟用裝配式建筑技術(shù)是6號線一期實現(xiàn)提質(zhì)增效、加快綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要舉措。

青島地鐵集團(tuán)西海岸建設(shè)分公司歷時10個月，成功攻克裝配式車站設(shè)計、生產(chǎn)、拼裝全鏈條技術(shù)；歷時15個月，完成6座裝配式車站共計12萬噸的主體結(jié)構(gòu)拼裝。這6座裝配式車站分別是毛家山（黃海學(xué)院）站、北門外站、九頂山站、馬家樓站、抓馬山站和河洛埠（中德生態(tài)園）站。 

裝配式車站施工過程中

說到裝配式車站，有人將其形象地比喻成“搭積木”。車站構(gòu)件在預(yù)制廠內(nèi)集中生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，像“搭積木”一樣按順序拼裝成型。2022年4月27日，全國首座全方位裝配式地鐵站——青島地鐵6號線抓馬山站（工程站名可洛石站）主體結(jié)構(gòu)拼裝順利完成。這個車站歷時6個月，實現(xiàn)地鐵車站梁、板、柱、墻100%預(yù)制裝配，30多名工作人員將總重達(dá)2.3萬噸的地鐵站“拼裝”完成。這也是全國首座全方位裝配式地鐵站。

較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)車站相比，每個裝配式車站施工人員由150人減少為30人左右，縮短工期4-6個月；節(jié)省鋼材約800噸、木材800立方米，施工廢棄量減少50%，碳排放量減少約20%，減少裝修或免裝修。除此之外，因為構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場沒有澆筑混凝土的噪音、粉塵、震動，減少建筑垃圾60%，也將地鐵建設(shè)對周邊環(huán)境的影響降到最低。

除此之外，6號線一期在站臺板、樓梯、設(shè)備安裝、變電站等19個方面廣泛采用預(yù)制裝配工藝。

2022年4月27日，全國首個全方位裝配式地鐵車站主體結(jié)構(gòu)拼裝完成

據(jù)了解，通過技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，西海岸建設(shè)分公司共取得各類裝配式車站施工專利技術(shù)54余項、省級工法3項，形成了整套的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全預(yù)制裝配式車站預(yù)制、拼裝技術(shù)，獲得中國城市軌道交通協(xié)會科技進(jìn)步獎特等獎，國際隧道協(xié)會（ITA）技術(shù)創(chuàng)新大獎，被中國土木工程學(xué)會評為“城市軌道交通技術(shù)創(chuàng)新推廣項目”。

6號線一期在裝配式技術(shù)方面的探索，也為未來地鐵三期的建設(shè)提供了借鑒。去年年底，青島首座全樁撐體系大分塊坦拱形式裝配式地鐵車站——青島地鐵15號線四方廠站正式啟動拼裝。

清水混凝土技術(shù)為三期80多座車站做鋪墊

4月17日，中廣聯(lián)合會交通宣傳委員會第29屆年會暨全國交通廣播總監(jiān)工作會議“暢行中國·奮進(jìn)新時代——100小時·全國交通廣播記者青島行”融媒傳播大型主題活動的來自全國各地的一百多名電臺主播齊聚西海岸，“探班”開通在即的青島地鐵6號線一期?！斑@居然是混凝土本來的樣子？”采訪中，主播們對清水混凝土車站產(chǎn)生了興趣，紛紛將手中的設(shè)備對準(zhǔn)了墻面的細(xì)節(jié)。

清水混凝土是建筑現(xiàn)代主義的一種表現(xiàn)手法，因其極具裝飾效果也稱裝飾混凝土，能突出混凝土素顏的美感，讓簡裝修、免裝修成為可能。青島地鐵首次在車站建設(shè)中使用清水混凝土技術(shù)，便是西海岸建設(shè)分公司負(fù)責(zé)建設(shè)的西海岸快線。在此基礎(chǔ)上，西海岸建設(shè)分公司總結(jié)形成濱海環(huán)境高耐久清水混凝土成套技術(shù)，獲得青島市科技進(jìn)步獎二等獎，該項技術(shù)成功應(yīng)用于6號線一期工程趙家廟（影視產(chǎn)業(yè)園）站（工程站名石山路站），成為青島地鐵首個暗挖清水混凝土車站。

青島地鐵首個暗挖清水混凝土車站趙家廟（影視產(chǎn)業(yè)園）站

6號線一期工程的7座準(zhǔn)清水混凝土車站均采用簡裝工藝，單站節(jié)約裝飾材料約1200平方米，更符合綠色低碳的建筑需求，減少裝修投資約100萬元/站。

6號線一期在清水混凝土工藝上的探索也將為未來青島地鐵三期的建設(shè)提供經(jīng)驗和依據(jù)。據(jù)悉，青島地鐵已研究制定出飾面高性能混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋內(nèi)實外美21條，9大環(huán)節(jié)41個步驟128個指標(biāo)。青島地鐵將在三期工程全面推行飾面高性能混凝土，通過采用優(yōu)質(zhì)常規(guī)材料，嚴(yán)格工藝控制，提升綜合性能和耐久性能，更加突出混凝土建筑的結(jié)構(gòu)美感和獨特的肌理效果，達(dá)到車站公共區(qū)輕裝修、簡裝修、不滲不漏、綠色低碳的目標(biāo)。在三期線路中80余座車站中推廣飾面高性能混凝土，預(yù)計減少水泥用量1萬噸，減少裝修面積總計10萬余平方米。

大跨暗挖地鐵車站主動支護(hù)技術(shù)國際領(lǐng)先

2022年8月，由青島地鐵集團(tuán)西海岸建設(shè)分公司牽頭完成的“大跨隧道高預(yù)應(yīng)力開挖補(bǔ)償理論與關(guān)鍵技術(shù)”成功應(yīng)用于6號線一期6座暗挖車站，并獲評國際領(lǐng)先水平。青島地鐵聯(lián)合設(shè)計、科研院校等單位研發(fā)攻關(guān)，構(gòu)建了“預(yù)應(yīng)力錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土”主動支護(hù)體系，將支護(hù)結(jié)構(gòu)與巖體緊密結(jié)合，形成一層堅固的“蛋殼”，充分發(fā)揮隧道拱頂巖體的自承能力。

主動支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)開挖工藝對比

較傳統(tǒng)支護(hù)，主動支護(hù)工藝提高了作業(yè)空間，更利于機(jī)械化配套施工，沉降變形量減少約50%；每座車站噴射混凝土用量平均減少約30%，節(jié)省水泥約4000噸，格柵鋼筋用量減少約35%，鋼材節(jié)省約3200噸，碳排放量減少18%，工期縮短3-5個月。目前，“大跨隧道高預(yù)應(yīng)力開挖補(bǔ)償理論與關(guān)鍵技術(shù)”已取得發(fā)明專利15項、省級工法2項，榮獲中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”一等獎、青島市質(zhì)量創(chuàng)新大賽二等獎。

綠色運(yùn)營實現(xiàn)節(jié)電降碳一邊“省”一邊“產(chǎn)”

除了建設(shè)環(huán)節(jié)，6號線一期還從剎車能量回收、列車牽引、新能源等方面入手，讓將來進(jìn)入運(yùn)營周期的6號線一期在綠色降碳范疇持續(xù)作為。

光伏發(fā)電。青島光資源豐富，具有利用太陽能的良好條件。6號線一期在橫云山路站設(shè)置屋面光伏系統(tǒng)，總裝機(jī)容量約為477千瓦，就地并網(wǎng)于地鐵車站400伏低壓側(cè)，供給照明、空調(diào)、電扶梯等車站所有低壓用電負(fù)荷，即發(fā)即用進(jìn)而實現(xiàn)地鐵供電節(jié)能降耗的目的。除了衡云山路站，6號線一期還在抓馬山車輛基地安裝了光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給停車棚車輛充電。

經(jīng)測算，6號線一期光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量0.9兆瓦，可實現(xiàn)每年節(jié)電50萬度、減排二氧化碳500噸。

復(fù)合儲能。2021年國家發(fā)展改革委、國家能源局正式發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出將發(fā)展新型儲能作為提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和綜合效率的重要舉措。

青島地鐵首創(chuàng)的“中壓逆變+飛輪”的復(fù)合儲能技術(shù)，在6號線一期落地實施，具有穩(wěn)定牽引網(wǎng)電壓、減少向電網(wǎng)諧波注入等優(yōu)點，可年節(jié)約電量650萬度，年節(jié)省電費(fèi)468萬元左右，年減少二氧化碳排放約6500噸。

永磁牽引。永磁牽引電機(jī)具有體積小、噪音小、效率高、功率密度高、過載能力強(qiáng)等優(yōu)勢，是未來的發(fā)展方向。6號線一期開展永磁牽引列車驗證和應(yīng)用，上線兩列車，將達(dá)到15%節(jié)能率，后續(xù)將在三期線路全面推廣。