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打贏“2毫米”保衛戰——上海機場聯絡線工程1標段1號風井基坑開挖紀實

2021-10-23

  近日,離滬昆高速鐵路路基近處僅10.6米的國內鄰近高速鐵路深軟土路基基坑——上海機場聯絡線工程1標段1號風井基坑在完成開挖、回筑后,限速的滬昆高速鐵路并行區段恢復常速。

  一年來,該基坑作為全線建設中安全風險高的工程,施工單位科學組織,勇于創新,確保了工程開挖和滬昆高速鐵路并行區段運營安全,為國內鄰近運營高速鐵路深基坑施工積累了寶貴經驗。

  基坑變形量必須嚴控在2毫米內

  2021年7月,國家發改委印發《長江三角洲地區多層次軌道交通規劃》,提出要把握多層次運輸需求,統籌干線鐵路、城際鐵路、市域(郊)鐵路、城市軌道交通規劃布局和一體銜接,打造四網融合、覆蓋充分、內暢外通的軌道交通網絡,共建軌道上的長三角。

  2019年年底開工的機場聯絡線工程是長三角地區首條新建市域鐵路,連接上海虹橋、浦東兩大國際機場和上海虹橋站,工程全長68.6公里。

  上海地處長江入海口,沙土松軟,地下水豐富,地基像一塊豆腐。住房和城鄉建設部印發的《城市軌道交通工程監測技術規范》規定,基坑周邊土體沉降一般不超過基坑深度的千分之一,即26毫米。然而,1標段1號風井距滬昆高速鐵路路基近處僅10.6米、深處達25.5米、總長達156米,為目前全國距離高速鐵路近、開挖深的基坑,尚無現成經驗可借鑒,開挖技術難度和安全風險極高。為確保施工中高速鐵路安全運營,經過專家反復論證,終測算出高速鐵路路基軌道允許變形量極值:務必嚴控在2毫米內。

  開挖難題在創新中逐個擊破

  面對苛刻的變形量控制標準,施工單位積極與第三方監測單位、鐵路監測單位、高速鐵路設施段溝通協調,把156米長的基坑分割成5個30米左右的短基坑,化整為零實施分期跳倉開挖。安裝203套伺服系統全天候監測支撐受力和基坑變形,實時調控支撐軸力。

  為了讓松軟的坑壁變“硬”,需要在開挖前新建一道1.5米厚的鋼筋混凝土地下連續墻做為圍護結構。然而,頭頂是緊鄰機場的飛機航道,10米外是高速鐵路線路,對施工機械的高度有著嚴格限制。一次整體吊裝重120噸、長56米的鋼筋籠入槽成為一大難題。

  “將50厘米厚的便道增加至80厘米、通過計算和3D模擬改進鋼筋籠結構、采用3臺履帶吊協同吊裝、100%超聲波成槽檢測……”項目經理為起吊安全加上“多重保險”。

  施工團隊創新施工組織,克服重重困難,在83個凌晨“天窗”內,成功將94幅巨型鋼筋籠安全快速吊入地連墻槽。

  開挖過程中如何實現基坑不漏水、坑內降水、坑外不降水?項目施工方引進適合于坑底砂層的超高壓噴射攪拌樁工法,在基坑底部用水泥土“攤”了300多個相連的“大餅”,形成人工隔水層,與地連墻一起形成5面封閉的“方桶”結構,成功破解了施工難題。

  全天候智能監測保障安全

  滬昆高速鐵路虹橋段日常每天開行動車160多對,運輸安全容不得半點閃失。

  長距離鄰近高鐵施工,安全卡控必須細之又細。參建單位細化安全措施,采取分單元、分類型、分階段審查方式,逐點、逐段、逐項評估每個施工點對高速鐵路運營安全帶來的風險,先后組織完成施工圖、方案審查共26次。提前謀劃,加大科研力度,利用物聯網、數據分析等信息技術,自主開發基于“地理信息系統”的高速鐵路與深基坑智能監測預警系統,對高速鐵路線路及深基坑狀態盯控做到全天候、毫米級、智能化。

  參建各方加大安全“技防”投入,加密安裝了1200多個路基位移測點,將變形報警閾值由2毫米下調至1.55毫米。一旦觸發報警,變形地段、變形量等數據圖片信息將會時間“點對點”傳至管理人員。

  通過精心施工,項目團隊順利完成1號風井施工,實現了“2毫米”之內的創新與超越。

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