El pasillo de entrada y salida del metro tiene una pendiente longitudinal de hasta 30°, equivalente a una pendiente de unos seis pisos de altura. En dicha pendiente, cada pieza prefabricada, que pesa varias toneladas, se ensambla con precisión como si se tratara de un juego de bloques, con un margen de error controlado a nivel milimétrico. El 25 de junio, la entrada y salida D de la estación Hainan Road, de la segunda fase de la Línea 6 del Metro de Qingdao, construida por el Grupo de Ingeniería n.º 8 de China Railway, completó el ensamblaje de la última pieza prefabricada, marcando la finalización exitosa de la primera entrada de metro prefabricada del país con una gran pendiente de 30°. Esto representa un avance de "0 a 1" en el campo de la construcción prefabricada de estructuras auxiliares de metro en pendientes pronunciadas en China.

El "dilema de la pendiente" en las entradas de metro

Debido a las múltiples condiciones restrictivas, como las carreteras en superficie, los edificios circundantes y las tuberías subterráneas, los pasillos de las entradas de las estaciones de metro a menudo requieren pendientes longitudinales considerables. Con el método tradicional de construcción in situ, el vertido de hormigón en tramos inclinados es difícil, el encofrado es complejo y el control de calidad de la impermeabilización es problemático. Durante mucho tiempo, la construcción de entradas de metro con grandes pendientes ha dependido en gran medida del trabajo húmedo in situ, lo que conlleva plazos largos, alta densidad de personal y gran variabilidad en la calidad, siendo un "hueso duro de roer" que limita la mejora de la eficiencia en la construcción de proyectos de transporte ferroviario.

Aunque la construcción prefabricada ya se ha aplicado en las estructuras principales de las estaciones, su extensión a las estructuras auxiliares de entradas con grandes pendientes presenta una serie de nuevos desafíos. El ensamblaje de piezas prefabricadas en pendientes pronunciadas corre el riesgo de vuelco, deslizamiento o desalineación de las juntas ante el más mínimo error; el sistema de impermeabilización en las juntas de la pendiente también es mucho más complejo que en estructuras planas. Cómo lograr de forma segura y precisa la construcción prefabricada, similar a "jugar con bloques", en una pendiente de 30° se ha convertido en un problema de clase mundial para los constructores.

Cuatro avances tecnológicos clave

Ante el grave desafío del alto riesgo y la gran dificultad de control en el ensamblaje en pendientes pronunciadas, el equipo del proyecto del Grupo de Ingeniería n.º 8 de China Railway aplicó por primera vez en la industria un conjunto integrado de tecnología de construcción prefabricada que combina la simulación completa del proceso BIM con un carro de ensamblaje especial para pendientes.

"Probar antes de construir": Simulación digital gemela de todo el proceso BIM

Antes del ensamblaje formal, el equipo utilizó la tecnología de modelado de información de construcción (BIM) para realizar una simulación digital completa de la trayectoria de elevación, el ajuste de posición y el orden de colocación de cada pieza prefabricada. Esta estrategia de gemelo digital de "probar antes de construir" permitió detectar y resolver posibles conflictos espaciales y riesgos de proceso en el espacio virtual con antelación, proporcionando un "mapa de navegación" preciso para la construcción in situ.

"Especial para pendientes": Carro de ensamblaje personalizado y sistema antideslizante de limitación de posición

Los carros de ensamblaje planos convencionales no pueden funcionar de manera estable en pendientes pronunciadas. El equipo desarrolló de forma independiente un conjunto de equipos de carro de ensamblaje especial para pendientes, combinado con un sistema de medición y control en tiempo real tridimensional con estación total y múltiples dispositivos de protección antideslizante y de limitación de posición, logrando una operación continua integrada de agarre, rotación y colocación precisa de piezas prefabricadas en pendientes. Esto equivale a tender un "riel" y un "sistema de frenos" exclusivos para cada pieza en la pendiente, garantizando la seguridad de la construcción desde el nivel del equipo.

"Triple impermeabilización": Resolver el problema de filtraciones en juntas de grandes pendientes

La impermeabilización de juntas en estructuras prefabricadas es un problema común en la industria, especialmente en condiciones de grandes pendientes. El equipo del proyecto desarrolló de forma independiente un sistema de triple impermeabilización: mediante una combinación de múltiples procesos, como el posicionamiento preciso con ranuras y lengüetas, el tensado por pretensado y la inyección de sellado con doble junta de goma, se construyó una barrera de protección de impermeabilización de múltiples niveles. La actividad de observación de toda la red de metro organizada por el Metro de Qingdao el 7 de julio coincidió con lluvias continuas, y el rendimiento de impermeabilización de este sistema fue sometido a una prueba integral en condiciones reales de lluvia, recibiendo el reconocimiento unánime del grupo de observación.

Modularización totalmente prefabricada: Integración de losa de fondo, muro lateral, losa de techo y escaleras

Todos los componentes de la entrada y salida D de la estación Hainan Road, como la losa de fondo, los muros laterales, la losa de techo y las escaleras, se prefabricaron de forma estandarizada en una fábrica profesional y se ensamblaron in situ de manera unificada. Este modelo de "fabricar piezas en la fábrica y ensamblar como bloques in situ" trasladó una gran cantidad de trabajos en altura y espacios reducidos a la fábrica en tierra, reduciendo significativamente los riesgos de seguridad de la construcción.

Reducción del plazo de construcción en un 44% y de la mano de obra en un 77%

En comparación con la construcción tradicional in situ, el modelo de construcción prefabricada muestra ventajas significativas en términos de beneficios integrales:

Además, los diversos equipos y herramientas especializados pueden reutilizarse en ciclos, reduciendo continuamente la inversión en construcción de proyectos posteriores. Esta tecnología ha dado lugar a múltiples equipos y procesos de construcción patentados desarrollados de forma independiente, con derechos de propiedad intelectual propios, llenando un vacío técnico en la construcción prefabricada de estructuras auxiliares de metro con grandes pendientes en China.

Llenar un vacío técnico nacional y establecer un punto de referencia en la industria

Este proyecto es la primera entrada de metro prefabricada con gran pendiente en la industria de transporte ferroviario de China, y su tecnología clave de construcción llena un vacío en la industria. El 7 de julio, el Grupo del Metro de Qingdao organizó una actividad de observación e intercambio sobre tecnología de construcción de entradas prefabricadas en toda la red. Wang Shouhui, subdirector general, junto con representantes de varias filiales de construcción, el instituto de diseño de la tercera fase y todas las unidades participantes en la red, realizaron una observación in situ, verificando plenamente la viabilidad, estabilidad y avanzada de esta tecnología.

Bajo en carbono y ecológico, apoyando el objetivo de "doble carbono"

La construcción prefabricada adopta un modelo de prefabricación centralizada por lotes de componentes en fábrica y ensamblaje modular in situ, lo que reduce significativamente el trabajo húmedo in situ y el desperdicio de materiales, en línea con el concepto de desarrollo ecológico y bajo en carbono, proporcionando un sólido apoyo para la implementación del objetivo nacional de "doble carbono". La prefabricación industrializada por lotes también puede mejorar la calidad del producto, reducir los defectos estructurales y aumentar la eficiencia de producción.

Reproducible y promovible, liderando la actualización de la industria

Esta tecnología ha formado un modelo práctico reproducible y promovible. Sobre la base de resumir completamente la experiencia de diseño y construcción de las estaciones prefabricadas de la Línea 6, el Metro de Qingdao ha propuesto y formado un sistema de construcción integrado y prefabricado para el transporte ferroviario. Las 14 estaciones que cumplen las condiciones en las líneas de la tercera fase de planificación aplicarán esta tecnología. Este conjunto de tecnologías de construcción para entradas prefabricadas con grandes pendientes proporciona una importante demostración para la integración profunda de la industrialización, la informatización y la inteligencia en las obras auxiliares del transporte ferroviario nacional.

De la "estrategia de masas humanas" a la "fabricación inteligente con máquinas", del "vertido in situ" a la "prefabricación en fábrica": la finalización de la primera entrada de metro prefabricada del país con una pendiente de 30° no solo es el éxito de un proyecto, sino que marca un cambio fundamental en el modelo de construcción de obras auxiliares del transporte ferroviario en China.

Como lo verificó la actividad de observación: cuando las piezas prefabricadas en una pendiente de 30° logran un ensamblaje preciso a nivel milimétrico, y cuando el sistema de triple impermeabilización resiste la prueba práctica de lluvias continuas, esta tecnología que llena un vacío nacional ha pasado del "laboratorio" a la "obra", de la "demostración" a la "promoción". En el futuro, con la aplicación de la tecnología de construcción prefabricada en más líneas de metro y en escenarios de pendientes más pronunciadas, la construcción de transporte ferroviario en China acelerará su avance hacia una nueva etapa más eficiente, segura y ecológica.