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建筑结构丨全国首例大断面浅覆土车站整体冻结暗挖施工顺利完成!长见识了!

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来源:上海建工机施集团、上海工地。

3月31日上午,在位于18号线江浦路站地下站台处,全线最后一节钢轨铺设顺利完成,标志上海轨道交通18号线一期北段轨道工程实现全线贯通。这其中,上海建工机施集团承建的一期北段的江浦路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”搬迁和交通“零”影响。

何为“冷冻暗挖”

轨道交通18号线江浦路站建成后与已运营8号线“十”字换乘,鉴于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“MJS+管棚+冻结法”进行土体加固,矿山暗挖法进行施工,开挖断面约306平方米,体积是常规联络通道的55倍之多。通常地铁车站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。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。

暗挖工作井及明挖车站明挖采用“一线天”开挖工艺

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,除去暗挖段,整个江浦路站基坑属于半逆作半盖挖形式施工,整个工程交通翻交多达22次。需先施工西侧围护结构,完成西侧逆作顶板,后进行管线割接和交通翻交,后进行东侧围护、栈桥、开挖、结构。21米宽的基坑,只有中间7米有空间进行开挖及支撑施工,基坑成一线天形式,即“一线天”开挖工艺。

▲一线天开挖形式
▲MJS、管棚、冻结管断面示意图
▲暗挖段两侧结构示意图
▲暗挖段开挖及支护施工
▲暗挖段结构施工
暗挖段持续“冻土”330天

为解决大断面开挖的困难,机施集团将整个暗挖段分成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,从第一个区域第一根冻结管冻结,到最后一个区域解冻,总共用时330天。其中,冻结管断裂是大型冻结工程的重要风险控制点,机施集团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。

▲冻结管内接箍焊接图
冻结管焊接接头
暗挖工序繁多

相比正常的暗挖施工,本工程车站主体暗挖工序更为复杂,整个过程穿插了不同分部工程的施工。首先需工作井基坑开挖至逆作顶板→暗挖的顶部管棚进场施工→管棚管廊通道,连接管路施工→第一期管棚退场→逆作顶板施工→管线割接交通翻交→进行工作井后续的围护、加固、开挖支撑及结构施工→水平MJS施工→第二期冻结管、管棚进场施工→再按照正常暗挖工序施工→封堵墙分区凿除→施工后浇带。整个施工周期长达3年半。

▲水平MJS施工
▲冻结管钻孔
▲暗挖段开洞门
▲暗挖段皮带机运土
▲暗挖段钢筋绑扎
▲暗挖段钢筋绑扎
▲暗挖段底板混凝土浇筑
“暗中”挖出一座车站

江浦路站限于暗挖空间限制,采取分块分段暗挖,现场作业以小微型机械设备为主、人工为辅。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方。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。

如今,江浦路站土建施工已全部完成,18号线一期北段轨道也已全线贯通,为18号线一期北段通车打下了坚实基础。

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