□记者 胡婧琛 通讯员 李露
3月31日,从申通地铁集团获悉,跨越3区,串起众多景点、高校的上海轨交18号线一期北段轨通。与此同时,备受关注的在夹缝中施工的18号线江浦路站冻结暗挖完工。该车站也创下了一个新纪录——全国首例大断面浅覆土车站整体冻结暗挖施工顺利完成,实现了中心城区管线“零”搬迁。
由上海建工机施集团承建的轨交18号线江浦路站为地下两层岛式站台车站,车站总长348.9米,是18号线一期北段施工难度最高的车站。车站沿上海市杨浦区主干道路江浦路南北走向,跨控江路路口,与已通车的上海轨交8号线江浦路站“十”字换乘, 紧邻新华医院、江浦路桥改造工程、居民小区等。
场地狭小 在“一线天”下作业
通常地铁车站整体都采用明挖的施工工艺,也就是地面开挖,建成后再封闭起来。但是,由于8号线顶板覆土浅、地下管线密布且搬迁难度大、周边环境影响控制要求高等原因,故对18号线江浦路车站主体及附属局部采用“全方位高压喷射工法(即Metro Jet System,以下简称MJS)围护加固+管棚+冻结法”进行土体加固,矿山暗挖法进行施工,即对开挖体四周进行水平MJS加固,开挖区域进行分层注浆,并采用管棚冻结法加固地层,然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道开挖支护施工。
为减少结构沉降,项目分为南、北两段工作区域,二者独立施工,单侧施工中采用先负二层后负一层的施工原则。但在暗挖施工前需要先施工完成暗挖工作井及明挖车站主体。然江浦路站结构施工过程基坑西侧距离新华医院的两部外挂电梯最近只有2.5米;且为确保江浦路能单项车辆通行,施工场地最大宽度只有16米。针对以上难题,项目部以半逆作半盖挖形式开展施工,整个车站21米宽的基坑被纵向分成五段,只有中间的7米空间进行开挖及支撑施工,形成“一线天”之势。
“冻土”330天 挖出一座车站
所谓“暗挖”,形象地说就是在有“盖子”的情况下,把地下的土“掏”出来。上海地下普遍土质松软,因此要暗挖就要先让泥土变硬,这样挖出泥土之后,周边的土质才不会引起塌方。开挖断面约306平方米,体积是常规联络通道的55倍之多。“这么大的体量,这么狭小的工作场地,我也是第一次碰到。这是一个可参考不可复制的工程。”具有地下深基坑施工、隧道工程等大型市政工程的技术研究和应用30年经验的上海轨交18号线江浦路站项目经理金福强这样说道。
江浦路站限于暗挖空间限制,现场作业以小微型机械设备为主、人工为辅解决大断面开挖的困难,项目部将整个暗挖段分成9个独立部分分区冻结,在地下插入700根冻结管来“冻结”土层,提高土体刚性,降低施工风险。其中,冻结管断裂是大型冻结工程的重要风险控制点,项目技术团队吸取借鉴已有大型冻结工程经验,采取了防断管措施,通过严控各施工作业环节,用于工程作业的冻结管最长冻结时间达到300天,无一根出现断裂情况,确保了车站暗挖施工的顺利实施。
为确保暗挖段结构施工的质量,项目部优化混凝土浇筑方式,分两层浇筑底板,减少渗漏缝隙。和以往从上至下浇筑混凝土不同,车站暗挖段结构中板、顶板需泵送挤压法自低向高浇筑,这就意味着只有流淌性能强的混凝土才能符合施工条件。为此项目部多次进行流淌试验,反复试验,最终确定采用配C40P8防水、高耐久性自密实聚丙烯纤维混凝土浇筑。
考虑项目基坑深度达18米左右,采用顶升架稳定性差,无法保证水平MJS的顺直度,因此项目部量身定做,采用3个300毫米×300毫米H型钢搭建的独立顶升工作用的钢平台,构建平台的立柱上设置液压油缸顶升,采用高强螺栓连接。
自2020年1月5日打设第一根冻结管开始,至2021年2月5日负一层结构顶板封顶结束,历时399天,挖土达到了8200立方米。每个暗挖段开挖断面最大23.7米×12.92米,顶部管棚与管线最近位置只有4厘米左右,为全国地铁首例大断面、首次在浅覆土(杂填土)车站整体冻结暗挖施工。浦江路站项目工程师周丹伟告诉记者,相比以往,浦江路车站主体暗挖工序更为复杂,整个过程穿插了在不同分部工程的施工。前前后后需经过工作井基坑开挖、逆作顶板施工、水平MJS施工等十几道工序,相当于以往暗挖工序的两倍多,整个施工周期长达3年半。
自项目开工到如今的冻结暗挖完成,历经三年多的时间,面对建设工期紧、地下管线密布、紧邻轨交8号线等难点,上海建工机施18号线江浦路站项目部以技术创新为驱动,在全国地铁施工中首次使用地铁车站“一线天”施工,大断面、浅覆土地铁车站整体暗挖施工等工艺,得到了业主及业内专家的高度认可,发布专利《一种对既有建筑进行加固的加固结构》《冻结暗挖地下车站结构的施工方法》《一种建造地铁车站的暗挖施工方法》。18号线江浦路站被评为2019年、2020年上海市文明工地、上海市优质结构工程。