寒冷的年末,沪上轨交工地“热浪”依旧。其中,在建13号线二期华夏中路站突破建设难点最为引人注目:建设者成功完成全国首例软土地基冻结暗挖法大断面矩形地下施工,仿佛是“在豆腐块里挖出了一条路”,目前主要结构已经浇筑结束,成功书写该项工艺在软土地区应用的新篇章。
■13号线华夏中路站地下空间建设现场
这项工程是怎么来的呢?今天,上海市机械施工集团建设者披露说,13号线华夏中路站建设一直被拆迁困扰,西南角四期基坑上部有一待拆迁房屋侵入华夏中路站上行线轨行区。由于拆迁困难,严重拖延了13号线二三期竣工通车日期,为保证节点目标不变,必须想方法在不拆除该房屋的情况下将列车通行的轨行区车站结构施工完成。这样,大断面冻结暗挖法应运而生,形象地说就是“在豆腐块中挖掉一小块,表面还得纹丝不动”。
目前的冻结暗挖法在软土地区中常被用于地铁区间隧道的连通道施工中,但连通道的体积非常小,施工难度也相对较小,而华夏中路站的相关地下空间体积是常规连通道的16倍之多,体积的扩大将工程难度成倍数放大,给施工单位带来了艰巨的考验。
所谓“冻结暗挖法”, 通俗地说就是通过冷冻降温将暗挖区周围的土体冻结后再进行操作。24小时不间断循环输送零下28度的低温盐水,把土体的热量带走,这样就在开挖土体周围形成坚硬的冻土。冻结历时48天,选用5台冷冻机24小时不停工作,还采用遮阳棚和保温棉包围冻结区减少热量损失。无论外部气温多高,车站下保持冰天冻地。
由于开挖断面大,冻土受力较大,为确保安全,采用机器人配合人工开挖的工艺。其中,第1、3区采用遥控机器人开挖,它使开挖面可以无操作人员,降低安全风险,开挖效率也得到提高,一天出土量达到40方,是同等条件下人工开挖效率的4倍。
在冷冻暗挖期间,在地基扰动下保护地面房屋的安全是关键所在。冻结暗挖前,采用专门的房屋加固措施,将房屋的基础脱换成钢筋混凝土筏板基础,在墙体两侧设置钢筋网并灌水泥砂浆进行加固,使得房子像一艘整体的小船,可以抵挡地基的隆沉。
■13号线华夏中路站地下掘进现场景象
不久前,暗挖结构终于全部完成,地铁轨道将从这条暗挖通道中铺过,可以打通13号线二期的要塞,这个关键瓶颈的解决对13号线建设和竣工意义十分重大。
据了解,在冻结暗挖工程实施期间,华夏中路站还完成了首批预制楼梯的吊装作业,为13号线铺轨通车里程碑再添一块重要基石。传统的楼梯施工至少需要一个半月的时间。但预制楼梯预制时间不在工期的范围内,它在工厂内预制,模板可重复使用,节约支架,只需要将预制好的楼梯运至现场,通过起重设备2到3天的安装,一部楼梯就全部完成,并且立即可以使用。
周到君还了解到,13号线莲溪路站到华夏中路站区间也顺利实现了贯通验收。此外,13号线二期工程在建车站主体结构已经全部顺利封顶;而13号线三期总长11公里的隧道已全线贯通,后续的铺轨和机电安装等工作即将全面展开。
上海轨交13号线是上海轨道交通网络中重要的骨干线路之一,作为网络中西北—东南走向的直径线,穿越了上海城市核心城区,强化了中心区域向外围的交通辐射功能。其整个工程分三期进行建设:一期工程为金运路站—南京西路站,线路全长16.468公里,设14座地下站,北翟路停车场,控制中心与11号线共享。二期工程为南京西路站—华夏中路站,线路长度17.108公里,设14座地下站,设与7号线间的联络线、川杨河停车场一座,及入场线一条;三期工程为华夏中路站—张江路站,线路长度5.254公里,设3座地下站,设川杨河停车场出场线一条。