超小超深基坑施工,这个工地是这样做的

2019-07-24   上海工地

在建中的上海轨交18号线

是上海新一轮规划的浦江南北越江线

连接浦东、杨浦、宝山“腹地”

其强大的交通网络换乘功能

令许多市民翘首以盼

而18号线浦东段的重要换乘车站

民生路站和杨高中路站

因为工期紧、难度大、风险高

成为了浦东段通车的关键点

今天,工地君就带大家去18号线12标现场走走,实地了解一下这两个车站的建设情况。

上海轨交18号线工程土建12标项目包括:杨高中路站、民生路站以及民生路站~杨高中路站盾构区间、民生路站~昌邑路站盾构区间,由隧道股份上海隧道承建。

来到杨高中路站施工现场,工地君看见地下三层岛式车站的主体结构已封顶,车站一旁的附属设施结构区还在施工中。

项目总工曹骥告诉工地君:杨高中路和民生路两个站分别于2018年4月和2019年1月完成了车站主体结构封顶,目前杨高中路站正在进行二次结构以及附属出入口的施工;民生路站正在进行盾构推进及清障井施工。民生路站~杨高中路站盾构区间也已经已于5月前后从民生路站南端头井始发,目前上行线已经推进560m,下行线推进330m。民生路站~昌邑路站盾构区间计划于进博会后从民生路站北端头井始发。

工地君现场了解到,民生路站是18号线浦东段通车关键点。由民生路站始发的两条区间4台盾构机分别要穿越运营中的6号线和9号线,施工风险非常大。因此业主单位也高度重视,对工程安全管控以及进度管理上提出了严格要求。为此,施工团队想出各种“妙招”攻克盾构推进中的难点,确保作业安全。究竟有哪些“妙招”呢?工地君来介绍一下。

一、上海首次在运营中的地铁车站内使用“爆破法”施工

民生路站~杨高中路站盾构区间推进过程中,需下穿运营中的9号线车站。由于当初设计方案时已考虑到区间穿越的情况,因此车站地下围护墙采用的是玻璃纤维筋和轻质泡沫混凝土。针对这个情况,项目团队决采用“爆破地下墙”的方式,进一步提高盾构推进施工效率。据介绍,四幅地下连续墙已于2017年11月完成爆破。目前,上行线盾构机也已经推进到了9号线车站底部爆破区间穿越段,项目团队正在对整个穿越过程进行风险控制。

如何控制爆破威力?对运营中的9号线站主体结构会不会有影响?

曹骥说:“现场爆破请了专业爆破团队进行作业,实施方案也是经过多方论证,爆破点设置距离以及塑胶炸药用量都是经过仔细核算,均在安全可控范围以内。所有爆破作业申报手续都很完备,并通过公安部门的严格审批。当天的爆破作业安排在夜里12点,地铁停运后实施。爆破作业后,就安排专家对9号线车站内部结构进行观测和评估,整体结构并没有受到影响。”

二、超小断面超深清障井内进行非降水施工

民生路站~昌邑路站盾构区间推进中,需要从运营中的6号线车站主体结构底部穿过。按照原先施工方案是将民生路建造为上下层换乘大厅,因此车站主体结构下方预留了6根立柱及地下围护墙。如今受施工环境条件限制,方案调整后,这些立柱和地连墙结构挡在了盾构推进线路上,因此必须先将这些障碍物清除,盾构机才可以继续推进。

针对这个情况,项目团队在6号线车站底部采用了专门的 “清障法”施工。即在6号线车站四周开挖4个深24m清障井,将车站底部土进行冻结后,由人工在井底凿开底部围护结构,清理土层并进行立柱切割。而该做法的难点就在于:

1、清障井施工受限于周围环境

由于6号线在民生路张杨路交叉口,受道路南北两侧社会管线影响,清障井井筒断面相当小,每个清障井断面面积仅45㎡左右,常规施工无法在井内实施。对此项目团队成立攻关小组,针对这4口超小断面超深基坑有限净空及限制作业进行了多项技术攻关。目前4个清障井都已经顺利完成。这些科研攻关项目正在申请国家专利。

2、运用超深超小基坑立体式止水帷幕工艺。

为了避免在运营中的6号线车站及周边重要管线建构筑物不受承压水降水而导致沉降的风险,项目团队采用立体式止水帷幕工艺,在清障井内对基坑底部土体进行MJS分层加固施工,在不降承压水前提下对4口24米超深基坑开挖。

3、运用超近距离冻结暗挖工艺。

车站底部6根桩基冻结清障通道距离运营中的6号线车站底板仅不到1米距离,对运营中的车站存在一定的风险。为减小冻结施工对运营车站影响,项目部在专家们的指导下,严格制定清障作业的实施方案和风险预案,包括对支护再加固以及加强对土体冻胀力的控制。在6号线车站底部多处部位增设了温控孔,对土体冻胀力进行实时监测,确保车站运营过程中沉降受控。

就现场进度而言,两个清障井已完成土体冻结,另外两个井预计8月初完成冻结,下一步将进行掏挖和切割作业,至进博会后完成全部清障施工。等所有清障作业完成以后,项目团队将用轻质泡沫混凝土对清障区间进行填充,灌满整个区间后再进行盾构推进。

三、“豆腐”保护套确保盾构安全出洞

由于两条盾构区间的进洞端头井都非常深。特别是昌邑路车站为地下五层结构。这表示盾构将推进到上海市风险最大的-2承压含水层,进洞风险相当大。为了确保盾构进洞安全,施工团队进一步优化了杨高中路车站、昌邑路车站的盾构进洞施工方案以及保护措施,在上海轨交专家指导下,采用“明洞法”进行施工。

该做法就是在盾构机进洞时,在进洞区域用轻质泡沫混凝土制作一个立方体结构保护套。由于泡沫混凝土吸水率低,防水性较好,但本身强度不高,好比“豆腐”一般,不会对盾构推进造成太大阻力。等盾构机全部进洞后,再对“豆腐”进行处理,就能有效防止承压水渗漏造成洞口坍塌。

除了以上这些盾构区间推进的施工亮点之外,此前建造车站主体结构时,项目团队也尝试了许多新工艺,解决了不少难题。

1、紧邻9号线主变电站

杨高中路站主体结构施工时,距离9号线地铁车站车站主变电站仅隔着一堵地下连续墙。在整个车站基坑开挖及结构施工过程中,施工团队采用钢支撑配上伺服系统,增加基坑整体稳定性,同时对基坑变形及变电站结构沉降进行严密监测,经监测基坑变形率始终稳定在要求范围以内。

2、换乘通道上穿电力隧道

杨高中路站与9号线换乘通道采用的是顶管施工工艺。两条顶管区间需上穿一条直径3m的电力隧道。电力隧道顶部距离区间底部仅30cm。施工团队现场精密控制顶管穿越过程,做到与9号线车站无缝对接,电力隧道沉降也满足规范要求,受到电力权属部门认可。

3,运用大型钢模型和诱导缝等工艺施工

为了响应申通集团无渗漏施工号召,在民生路站主体结构施工时,施工团队积极尝试新工艺,运用超大型钢模及诱导缝等工艺进行施工,提高车站内部结构质量,实现内部结构无渗漏,得到了业主单位以及上海市质监站的肯定。项目团队还计划于年底申报上海市优质结构工程评选。

采访最后,曹骥告诉工地君,18号线12标工程自开工以来,施工团队凭借精细化的现场管理、动态化的安全管控,确保了工程的顺利推进,并荣获了2018年上海市文明工地,全国工程建设优秀质量管理小组二等奖等多个奖项。下阶段施工团队会再接再厉,朝着更高目标冲刺,努力把工程做得更好。

文 / 徐 晶

主编 / momo