وصلة حديد التسليح لمترو الأنفاق – مشروع مترو شيآن الخط السادس

كشخصية ناقدة وصلة حديد التسليح للمترو وفي مشاريع الهندسة تحت الأرض المماثلة، تلعب هذه التكنولوجيا دوراً محورياً في ضمان سلامة البنية التحتية. يواجه خط مترو شيآن رقم 6، الذي يعمل بمثابة الطريق الرئيسي الذي يعبر مدينة شيآن القديمة من الشرق إلى الغرب، تحديات متعددة بما في ذلك الظروف الجيولوجية المعقدة، ومتطلبات الحفاظ على التراث الثقافي، ومعايير مقاومة الزلازل الصارمة. تفرض هذه المتطلبات متطلبات عالية بشكل استثنائي على تقنية توصيل التعزيزات.

بصفتها أحد موردي وصلات حديد التسليح لخط مترو شيآن السادس، ستُجري شركة هنغشوي Anda لمعدات الآلات المحدودة تحليلاً شاملاً للتطبيقات الخاصة لتقنية وصلات حديد التسليح في مختلف مراحل مشروع خط مترو شيآن السادس. وبالاستناد إلى خبرتها في هذا المشروع، سيغطي هذا التحليل كل شيء، من الهياكل الرئيسية للمحطة إلى أقسام أنفاق الدرع، ومن اختيار المواد إلى ابتكار العمليات، موضحاً كيف تضمن هذه التقنية جودة وتقدم أعمال بناء المترو مع تلبية المتطلبات الجيولوجية والزلزالية الفريدة لمدينة شيآن. ومن خلال تحليل متعمق لحالات بناء محددة ومواصفات فنية، سيكشف هذا التحليل عن الدور المحوري لتقنية أكمام حديد التسليح في بناء مترو الأنفاق واتجاهات تطويره المستقبلية.

نظرة عامة على خط مترو شيآن رقم 6

مترو شيآن الخط السادس هو سابع خط رئيسي يُنجز ويُشغل ضمن شبكة النقل بالسكك الحديدية الحضرية في شيآن، وقد شُيّد على مرحلتين. بدأ بناء المرحلة الأولى (محطة سكة حديد شيآن الجنوبية - محطة جامعة البوليتكنيك الشمالية الغربية) في 28 مارس 2016، وبدأ تشغيله في 28 ديسمبر 2020. أما المرحلة الثانية (محطة جامعة البوليتكنيك الشمالية الغربية - محطة مدينة النسيج) فقد بدأ بناؤها في 9 يناير 2017، وافتُتحت رسميًا في نهاية عام 2022. يبلغ طول هذا الخط 19.5 كيلومترًا، ويضم 17 محطة تحت الأرض، بما في ذلك 6 محطات تحويل. ويمر عبر منطقة التكنولوجيا الفائقة، ويربط مناطق مثل تشانغآن وبيليين ويانتا، وينتهي في محطة مدينة النسيج، مما يعزز وظائف الشبكة الأساسية لنظام مترو شيآن.

1. تحدي البناء

• • يمر الطريق عبر مواقع التراث الثقافي مثل برج الجرس، الأمر الذي يتطلب اهتماما خاصا لتأثيره على الهياكل التاريخية أثناء البناء.
  • تقع مدينة شيآن في منطقة زلزالية عالية الكثافة حيث تصل شدة التحصين الزلزالي إلى 8 درجات (0.20 جرام)، مما يفرض متطلبات عالية للغاية على قوة ومتانة الهياكل المبنية.
  • تسود مدينة شيآن ظروف جيولوجية معقدة ومتغيرة، تتميز بانتشار تربة اللوس القابلة للانهيار. يُظهر هذا النوع من التربة انخفاضًا حادًا في قوتها عند تشبعها بالمياه، مما يؤدي إلى ترسبات كبيرة. يُشكل هذا تهديدًا خطيرًا لاستقرار منحدرات الحفر والسلامة الهيكلية للأنفاق. لذا، تُعد المعالجة الدقيقة للأساسات، وتجفيف المياه، والعزل المائي أمرًا بالغ الأهمية.

وتتطلب هذه العوامل مجتمعة اعتماد تكنولوجيا توصيل قضبان الفولاذ عالية الجودة لخط مترو شيآن رقم 6 لضمان سلامة الهيكل والأداء الزلزالي.

2. مزايا توصيلات الأكمام الفولاذية

تعاني طرق توصيل حديد التسليح التقليدية، مثل الوصل المتداخل واللحام، من العديد من القيود، بما في ذلك عدم ثبات قوة الوصلات، وانخفاض كفاءة البناء، وتقلبات الجودة الكبيرة. في المقابل، تُحقق تقنية توصيل أكمام حديد التسليح نقل القوة بين القضبان من خلال التشابك الميكانيكي، مما يوفر مزايا مميزة مثل قوة التوصيل العالية، وثبات الجودة، وسرعة البناء، والقدرة العالية على التكيف. هذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للمشاريع الضخمة تحت الأرض، مثل خط مترو شيآن رقم 6. تُستخدم قضبان الفولاذ المضلعة المدرفلة على الساخن على نطاق واسع في بناء مترو الأنفاق، حيث تلتزم معايير المواد بدقة بالمعيار GB/T 1499.2-2007/1-2009 "فولاذ للخرسانة المسلحة - الجزء 2: قضبان الفولاذ المضلعة المدرفلة على الساخن". وهذا يوفر مادة أساسية ممتازة لتوصيلات الأكمام.

3. التحديات الجيولوجية تدفع الابتكار التكنولوجي

لا يقتصر خط مترو شيآن السادس على طول مساره وعدد محطاته فحسب، بل يُمثل أيضًا تحديات إنشائية كبيرة. يمر الخط عبر ظروف جيولوجية معقدة ومتنوعة، لا سيما في أقسام مثل القسم الواقع بين محطة مركز المؤتمرات ومحطة لاوتون، حيث تشمل التحديات بيئات جيولوجية معقدة وأطوالًا طويلة للأنفاق. دفعت هذه الخصائص الهندسية شركات البناء إلى الابتكار في تقنيات توصيل قضبان التسليح، واعتماد أساليب متقدمة متعددة - بما في ذلك وصلات الخيوط المستقيمة - لتلبية متطلبات توصيل قضبان التسليح المتنوعة في مختلف أقسام المشروع وبيئات البناء.

التطبيقات الرئيسية في الهيكل الرئيسي للمحطة

استُخدمت تقنية توصيلات أكمام حديد التسليح على نطاق واسع في بناء المحطات على طول خط مترو شيآن السادس، مما لعب دورًا أساسيًا في ضمان سلامة الهيكل وتعزيز كفاءته. ولنأخذ محطة نانكي في المرحلة الأولى من الخط السادس كمثال، تتميز هذه المحطة الواقعة تحت الأرض، والتي تقع على منصة جزيرة، بمستويين مع أقسام جزئية في المستوى الثالث. يبلغ طول مبنى المحطة 378.3 مترًا، وعرض المقطع القياسي 22.6 مترًا، وتتجاوز المساحة الأرضية الإجمالية 21,564 مترًا مربعًا. يتميز حجم هندسة حديد التسليح فيها بضخامة حجمه وتعقيده الهيكلي. وفي هذه الهياكل الخرسانية الضخمة، استطاعت تقنية توصيلات أكمام حديد التسليح حل تحديات البناء في المناطق شديدة التسليح الناتجة عن طرق الوصل المتداخل التقليدية، مما يضمن بفعالية أداء نقل الأحمال للعقد الهيكلية.

تقنية توصيل قضبان التسليح ذات الخيوط المستقيمة

أثناء بناء الهيكل الرئيسي للمحطة، استخدم فريق المشروع بشكل أساسي كم حديد التسليح ذو الخيط المستقيم تقنية التوصيل. طُبّقت هذه التقنية بشكل منهجي في محطات مثل محطة شارع قوانغجي بموجب العقد TJSG-16 لخط مترو شيآن السادس، المرحلة الثانية. يعتمد مبدأ عملية توصيلات الأكمام ذات الخيوط المستقيمة على تشكيل أطراف قضيبين فولاذيين متصلين إلى خيوط مستقيمة عبر عملية درفلة، ثم تشابك هذه الأطراف باستخدام أكمام خيوط مستقيمة متخصصة. ويتم نقل الإجهاد من خلال قوة التشابك الميكانيكية للخيوط. بالمقارنة مع اللحام التقليدي أو الوصل المتداخل، توفر طريقة التوصيل هذه مزايا متعددة: قوة توصيل عالية (تحقيق متانة مادة قضيب الفولاذ الأصلي)، وسرعة بناء عالية، ومقاومة للعوامل الجوية، والقضاء على مخاطر السلامة الناجمة عن تشغيل اللهب المكشوف، وانخفاض استهلاك الطاقة، بما يتماشى مع مبادئ البناء الأخضر.

نظام مراقبة الجودة

في عملية البناء المحددة، عكست وصلة حديد التسليح لتطبيقات المترو في خط مترو شيآن رقم 6 نظامًا صارمًا لمراقبة الجودة.

• قبل البدء بالبناء، يجب التحقق من جميع مواد التسليح الفولاذي الخام من خلال شهادات ضمان الجودة، وشهادات مطابقة المصنع، وغيرها من الوثائق. تُدار المواد حسب الدفعة، والمواصفات، ورقم الفرن، والشركة المصنعة.
• يجب على الفنيين العاملين في مجال معالجة حديد التسليح تلقي تدريب فني متخصص واجتياز التقييمات اللازمة قبل السماح لهم بالعمل. ويجب أن يظل توزيع الموظفين ثابتًا نسبيًا لضمان اتساق العمليات.
• تم تجهيز موقع البناء بأدوات متخصصة بما في ذلك آلات الخيوط ومفاتيح الأنابيب،, مفاتيح عزم الدوران, وآلات القطع لضمان دقة التحكم في كل خطوة من خطوات العملية. والأهم من ذلك، أجرى فريق المشروع دراسة متخصصة حول "مراقبة جودة تركيب وصلات الخيوط المستقيمة" من خلال أنشطة فريق مراقبة الجودة. حسّنت هذه المبادرة تقنيات البناء، ووحدت إجراءات التشغيل، وعالجت بشكل خاص مشاكل الجودة الشائعة، مثل عدم اكتمال طحن الخيوط وعدم دقة التحكم في عزم الدوران. وقد حاز هذا الإنجاز على جائزة "نشاط فريق مراقبة الجودة المتميز من الفئة الثالثة" ضمن جوائز شيان للإنشاءات الهندسية لعام ٢٠٢٤.

الأنواع الرئيسية ومواقع استخدام وصلات قضبان التسليح في بناء محطة مترو شيآن الخط السادس

متطلبات التصميم الزلزالي عالي الكثافة

لتلبية متطلبات التصميم الزلزالي العالية في شيآن (بقوة 8 درجات، 0.20 جي)، يجب أن تتمتع عقد توصيل قضبان الفولاذ في محطات المترو بأداء زلزالي ممتاز وقدرة ممتازة على تحمل التشوه. تضمن وصلات أكمام قضبان التسليح المتانة والليونة في منطقة الوصلات من خلال عمليات موحدة، مما يُجنّب خطر الكسر الناتج عن اللحام. ويضمن استخدام وصلات الأكمام، لا سيما في المواقع الحرجة، مثل الوصلات بين ألواح سقف المحطة والجدران الجانبية، وعند وصلات الأعمدة والعوارض، نقلًا فعالًا للإجهاد، مما يُحسّن الأداء الزلزالي العام للهيكل.

تقنية أكمام حديد التسليح المُدمجة مسبقًا في أقسام أنفاق الدرع

1. الإنجازات التقنية في البحث والتطوير والابتكار

خلال تشييد خط مترو شيآن السادس، شكّل فريق المشروع فريق عمل فنيًا متخصصًا يُركّز على التغلب على التحديات الجوهرية من خلال ابتكارات ثورية. ومن خلال تحسين معايير حفر الأنفاق الدرعية وتطوير مواد حقن متزامنة جديدة، نجحوا في التحكم في هبوط الأرض في حدود 3 ملليمترات، مما يضمن سلامة المنشآت المحيطة.

2. توصيلات عالية الدقة في الإنتاج القطاعي

تلعب تقنية توصيل أكمام التسليح دورًا محوريًا في إنتاج قطاعات أنفاق الدرع. ولتلبية المتطلبات الصارمة للقوة الهيكلية ودقة أبعاد هيكل تسليح القطاعات، اعتمد المشروع تقنية توصيل الأكمام ذات الخيوط المستقيمة. تضمن هذه الطريقة المُصنّعة مسبقًا في المصنع جودة ثابتة في كل عقدة توصيل تسليح، مما يُرسي الأساس لتجميع القطاعات بسلاسة. وبالتالي، تضمن سلامة هيكل النفق وأدائه المقاوم للماء.

3. مخطط اتصال للعقد الهيكلية الخاصة

عند نقطة التقاء أقسام نفق الدرع والمحطات، يُشكّل الهيكل المُعقّد، والتسليح الكثيف، واتجاهات الإجهاد المُتغيّرة، تحدياتٍ كبيرةً في التوصيل. ولمعالجة هذه التحديات، يستخدم المشروع أكمام توصيل ممتدة الطول أو من نوع صامولة القفل. تُتيح هذه الأكمام المُتخصصة توصيلاتٍ موثوقةً حتى عند تعذر تدوير التسليح، مما يضمن نقلًا فعّالًا للإجهاد من هيكل النفق إلى هيكل المحطة. وهذا أمرٌ بالغ الأهمية للحفاظ على استمرارية هيكل الخط وأدائه الزلزالي العام.

4. فلسفة التصميم لدورة الحياة بأكملها

يجسد تطبيق تكنولوجيا الأكمام المضمنة مسبقًا في هندسة مترو الأنفاق نهجًا منهجيًا يشمل دورة حياة كاملة من التصميم والبناء والتشغيل والصيانة.

• • مرحلة البناء: تتيح هذه التقنية تحديد المواقع بدقة أثناء توصيل القطاعات وتوفر نقاط اتصال مدمجة مسبقًا وموثوقة لتركيبات MEP اللاحقة.
  • مرحلة التشغيل والصيانة: بخلاف المراسي التقليدية المثبتة لاحقًا والتي تتطلب حفرًا تدميريًا في أجزاء مسبقة الصنع، تُركّب الأكمام المُدمجة بدقة أثناء تصنيع الأجزاء. هذا يُتيح الاستخدام المباشر خلال التركيبات اللاحقة، مما يُقلل بشكل كبير من التداخل مع هيكل النفق. كما أنه يحمي نظام العزل المائي، ويُطيل عمر خدمة النفق، ويتوافق بشكل وثيق مع أهداف التنمية المستدامة لبناء مترو الأنفاق.

باعتباره جزءًا أساسيًا من شبكة النقل بالسكك الحديدية الحضرية في شيآن، فإن جودة بناء خط مترو شيآن السادس تؤثر بشكل مباشر على موثوقية وسلامة هذا المشروع الذي يمتد على مدى قرن من الزمان. خلال تطبيق تقنية أكمام حديد التسليح، وضع فريق المشروع نظامًا صارمًا لمراقبة الجودة وعملية إدارة فنية لضمان استيفاء كل عقدة توصيل حديد التسليح لمتطلبات التصميم والمعايير الهندسية. يشمل هذا النظام مراحل متعددة تشمل اختيار المواد، ومراقبة العمليات، وتدريب الموظفين، وعمليات فحص القبول، مما يشكل نموذجًا شاملًا لإدارة الجودة من البداية إلى النهاية.