打赢“2毫米”之战
■吴少妮
仲秋时节,离沪昆高铁路基最近处仅10.6米的国内邻近高铁最深基坑——上海机场联络线工程1标段1号风井基坑开挖并回筑完成,限速的高铁并行区段恢复常速。
一年多来,针对这一全线建设中安全风险最高的工程,中国铁路上海局集团有限公司科学组织,勇于创新,确保了基坑开挖和沪昆高铁并行区段运营安全,为国内邻近运营高铁深基坑施工积累了宝贵经验。
基坑变形量必须严控在2毫米内
2021年7月2日,国家发展和改革委员会印发《长江三角洲地区多层次轨道交通规划》,提出要把握多层次运输需求,统筹干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通规划布局和一体衔接,打造四网融合、覆盖充分、内畅外通的轨道交通网络,共建“轨道上的长三角”。
2019年底开工的上海机场联络线工程是长三角地区首条新建市域铁路,连接上海虹桥、浦东两大国际机场和上海虹桥站,工程全长68.6公里。与沪昆高铁并行的2个标段由上海局集团公司所属上海东华地方铁路开发有限公司代建,其中1标段由中铁二十四局集团负责施工。
上海地处长江入海口,沙土松软,地下水丰富。住房和城乡建设部颁布的《城市轨道交通工程监测技术规范》规定,基坑周边土体沉降一般不超过基坑深度的1‰,即26毫米。然而,1标段1号风井距沪昆高铁路基最近处仅10.6米,基坑最深处达25.5米、总长达156米,为目前全国距离高铁最近、开挖最深的基坑,尚无现成经验可借鉴,开挖技术难度和安全风险极高。经过专家反复论证,最终测算出高铁路基轨道允许变形量极值:务必严控在2毫米内。
开挖难题在创新中逐个击破
面对苛刻的变形量控制标准,上海东华地铁公司和中铁二十四局集团化整为零,把156米长的基坑分割成5个30米左右的短基坑,实施分期跳仓开挖。他们还安装203套伺服系统全天候监测支撑受力和基坑变形,实时调控支撑轴力。
为了让松软的坑壁变“硬”,他们要在开挖前新建一道1.5米厚的钢筋混凝土地下连续墙作为围护结构。可是,头顶是紧邻机场的飞机航道,10米外就是高铁线路,对施工机械的高度有着严格限制。一次整体吊装重120吨、长56米的钢筋笼入槽成为一大难题。
将50厘米厚的便道增至80厘米、通过计算和3D模拟改进钢筋笼结构、采用3台履带吊协同吊装、100%超声波成槽检测……上海东华地铁公司和中铁二十四局集团创新施工组织,克服重重困难,在83个凌晨“天窗”内,成功将94幅巨型钢筋笼安全快速吊入地连墙槽,没有一幅发生变形。
开挖过程中如何实现基坑不漏水、坑内降水、坑外不降水?参建单位从国外引进适合于坑底砂层的超高压喷射搅拌桩工法,先在基坑底部用水泥土“摊”了300多个相连的“大饼”,形成人工隔水层,与地连墙一起形成5面封闭的“方桶”结构,成功破解了施工难题。
全天候智能监测高铁线路状态
沪昆高铁虹桥段日常每天开行动车160多对,运输安全容不得半点闪失。
长距离邻近高铁施工,安全卡控必须细之又细。参建单位细化安全措施,采取分单元、分类型、分阶段审查方式,逐点、逐段、逐项评估每个施工点对高铁运营安全带来的风险,先后组织完成施工图、方案审查共26次。他们提前谋划,加大科研力度,利用5G、物联网、数据分析等信息技术,自主开发基于地理信息系统的高铁与深基坑智能监测预警系统,对高铁线路状态盯控做到全天候、毫米级、智能化。
参建各方加大安全“技防”投入,在高铁线路上加密设置1200多个路基位移测点,将变形报警值由2毫米调至1.55毫米。上海局集团公司相关负责人介绍,一旦触发报警,变形地段、变形量等数据图片信息将会第一时间“点对点”传至管理人员微信。据统计,基坑开挖期间,该系统一年处理现场14类监测点数据达4300多万条,基坑围护结构位移量全部在允许范围内,在全线所有标段中最校
“2毫米”之内的创新与超越,赢得了褒奖。9月中旬,上海市有关部门发来贺电,对参建单位科学组织、精心施工、攻坚克难,顺利完成1号风井施工表示祝贺。
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