北京地鐵8號線6標近日通過了最後一次驗收。該標段中的永定門外地鐵站是全國首個採用「水下開挖」法施工的地鐵站。這座車站月底開通後,可與地鐵14號線永定門外站實現換乘。「這是北京地鐵建設史上難度最大的明挖車站。」早在建設之初,業內專家就對8號線永定門外站做出這樣的評價。這是因為,這座地下四層結構的車站猶如「水上漂」——永定門外豐沛的地下水,讓車站大約有一半結構都泡在水中。
全國地鐵車站施工中首次運用水下開挖
永定門外站是北京地鐵8號線3期難度最大的車站之一,該站地下水充盈,如果按照常規施工,車站的日涌水量將達到18萬立方米,既浪費地下水資源,又有極大的安全控制風險。「當年北京南站施工時的日排水量達到13萬立方米,永定門外站水位比南站還深了近6米,常規開挖方法根本無法完成施工。」在制定施工方案時,專家這樣說。
為了解決這個技術難題,施工單位決定參照在建設南京緯三路過江通道時水下開挖的方式,提出永定門外站水下開挖施工的初步設想。經過參建單位和專家的反覆論證、演示,用了近半年時間,方案才最後確定。
工法介紹:水下開挖
水下開挖是一種跨江河橋樑深水墩基礎施工工藝,而修地鐵和橋樑不一樣,從圍護體系、開挖方式到作業環境都不一樣,將水下開挖運用到地鐵施工中,在國內尚屬首次。
水下開挖怎麼挖?
方案設計好了,怎麼開挖還是個問題。項目部將車站分為16個倉進行開挖,並採用了超厚地連牆、貝雷鋼架平台作業、旋挖鑽車站水下取土、蛙人水下作業等軌道交通建設中極少見到的工藝設備。
永定門外站地連牆成槽採用「抓銑結合」的成槽工藝,地表以下30m區域內先利用液壓成槽機抓取上部較軟土層,剩餘卵石部分採用銑槽機銑槽作業,最終完成地連牆成槽。地連牆鋼筋籠現場製作,採用導管法進行水下混凝土澆築。
工法介紹:貝雷鋼架平台
水下開挖施工平台由貝雷梁與行走系統構成。下部軌道布置在地下連續牆頂冠樑上,平台可沿車站南北平移。平台上部結構為上承式貝雷平台,左右半幅對稱,半幅之間採用豎向、橫向支撐架聯繫。貝雷梁外部利用型鋼加固,相當於給貝雷架穿上一套結實的盔甲。
工法介紹:旋挖鑽車站水下取土
旋挖鑽車站水下取土是利用貝雷梁搭設水下開挖平台,置於車站基坑上方,旋挖鑽機於平台上方採用常規成樁工藝進行取土,每次取土深度不超過2米,間距1.6米,跳孔作業,防止塌孔。
工法介紹:蛙人水下作業
由於施工過程中水量太大,支撐結構造成的盲區較多,水下開挖還首次用到了大批的潛水員隊伍。施工最繁忙階段有70餘名潛水員,分6個班組工作。這在軌道交通建設領域是第一次。
歷經40天左右,永定門外站水下封底施工全部完成,目前該站正在進行抽水、清淤、級配碎石回填施工,為水下開挖進行最後的收尾工作。
地鐵水下開挖或將形成標準
地鐵車站深基坑採用水下開挖及水下砼封底,在全國尚屬首例。經過永定門外站的施工,北京地鐵已經初步形成了一套水下開挖的管理體系和作業標準,項目科研課題已經作為北京地下水處理課題的重要組成部分在住建部立項,專利申請已經全面推進。依託這項工程,項目團隊編寫了十餘篇論文,有望最終形成地鐵施工水下開挖標準化指南。
原標題為《快看!全國首個採用「水下開挖」法施工地鐵站是這麼的……》