地铁保护与项目建设同步进行解决超复杂施工难题
前海控股一体化开发建设理念领先全国
前海交易广场项目建设现场。
前海交易广场是以前海控股为开发建设主体的重点产业项目,该项目自开工建设之日起就备受社会各界广泛关注。前海交易广场项目位于桂湾片区核心地段,由南、中、北共6个地块组成,是前海落实产业发展使命,促进金融及要素交易类产业集聚发展的重要平台,未来将引进港交所、香港金银业贸易场、前海股权交易中心等大型金融机构,战略地位重要,对桂湾片区乃至整个前海的开发建设具有示范引领作用。
由于项目下方有地铁1号线贯穿通过,地铁所处项目区段最初是养蚝池塘,长度约350米,埋深16~18米,地铁建设过程中历经了挤淤回填、软基处理等阶段。地质环境复杂,如何在运营中的地铁线上统筹推进近8万平方米的用地开发,是项目建设面临的重要难题。鉴于项目的复杂性与特殊性,为保证前海交易广场项目的顺利运营,前海控股充分发挥敢行敢试、勇于担当的精神,把地铁保护工程作为市政基础设施建设的重要组成部分,实行地下地上一体化开发,以实现前海品质、速度与安全的同步推进,在获得良好建设效果的同时,项目的多项建设理念全国领先。
地下地上一体化开发
据了解,目前交易广场项目区段地铁已是限速运营,地铁保护刻不容缓,而交易广场项目的建设必须与地铁保护同步实施,即在项目施工过程中即实施支护桩与抗浮压板等地铁保护措施,针对地铁形成“门字形”支架结构,将地铁牢固地围护起来,使其免受外部环境变化的影响,进而一劳永逸地解决一号线交易广场段的地铁安全问题。
据前海控股置业开发事业部副总经理闻家明介绍,项目整体设计采用围合式建筑群布局以保障整体功能齐备,并服务于整个区域,项目南中北区同步建设,实施一体化整体运营管理,对项目乃至区域整体功能目标实现至关重要。项目切实落实了市政府和前海管理局关于“地上地下一体化开发”的指示精神,编制详尽深入的街坊整体开发方案,并系统落位服务于整个区域包括供冷4号站、公交场站、地铁站点间地下联络通道等在内的公用设施,形成地上地下空间一体化、公共空间与商业设施一体化、地铁保护与地下空间一体化三个“一体化”开发模式。
“深圳地铁每天的运载客流量约为480万人次,地铁安全关系千家万户。在我们承接这个项目之初,大家心里都很忐忑。我们所肩负的是百万人次的安全,利民之事,丝发必兴,这种压力,促使我们在项目的设计、实施等每个环节都会多方考证,严谨有序。”闻家明告诉记者。
地铁保护与项目建设同步实施
由于前海地质条件复杂,规划打造地上地下两座城,地下空间规划建设面积达660万平米,贯穿地铁线路共14条。其中,由于地铁一号线从前海交易广场项目下方穿过,使得整个项目地下工程的设计和施工复杂程度超乎想象,一度被称为“不可能完成的任务”。
据介绍,交易广场项目有三层地下室,底板埋深较深,而前海又处于沿海地段,地下水位埋藏较浅,上浮力非常大。地下室施工完成后若地上施工无法协同推进,就如同将一个大混凝土盒子放置在水中一样,地下室有可能“飘”起来,为不让这个盒子“浮动”就需要长期抽取地下水,而地基失水会引发地铁下沉、侧移等更严峻的后果。
负责该项目实施工作的中铁一局区域指挥长李勇告诉记者:“从地铁保护角度出发,交易广场必须实施地铁保护与项目建设同步施工,地下地上结构施工须有序衔接,使地上部分荷载可以有效传导至地下,以满足地下室抗浮要求,而最终确保地铁的结构及运营安全。地铁盾构洞顶土方仅剩三米,这种情况在全国地铁施工中也是罕见的。前海控股团队面对这样的难题和挑战,走出了一条以科研试验为先导,进而指导设计与施工的前沿之路,对深圳乃至全国的类似工程都有一定的指导意义。”
率先运用科研成果为建设施工保驾护航
据悉,为确保地铁1号线结构及运营安全,前海联合铁科院、同济大学等专业机构成立科研团队,利用国家实验室进行1∶1大型隧道整环管片试验和现代数值仿真实验,模拟项目地下工程实施前、中、后三个阶段的隧道受力状态,为地铁隧道保护提供了坚实理论和实验基础。该项目为华南地区首个开展大型模型试验模拟隧道安全的工程,获得了业内肯定,为全国类似工程提供了借鉴。
前海控股置业开发事业部高级工程师李红告诉记者:“在运营中的地铁线上进行近8万平米的用地开发,同时还必须得保证处在软弱地基上的运营地铁的安全,对交易广场而言确实是一个很大的挑战。面对困难,前海控股以确保运营地铁安全为前提,将地铁保护与项目建设同步实施,进行一体化的开发建设,还创新性的开创了以地铁保护科研试验为先导、以科研手段为项目地下工程施工保驾护航的前沿之路。正所谓‘没有比脚更长的路,没有比人更高的山’既要打造出高品质的建设项目,更要心系民生,确保地铁安全。”
据介绍截至目前交易广场项目,第一、二阶段科研试验已对未加钢环和已加钢环区域地铁隧道现状受力情况及安全余量进行了分析研究,正在进行的第三阶段科研试验相比第一、二阶段试验。
统筹协调、对称开挖
据了解,地铁一号线呈弯弧形从交易广场下方通过,作为“对角线”把项目分为南北两部分,而地铁弯道区段本就侧移风险较大,怎样确保在地铁两侧取土而不对地铁产生扰动对项目地下工程而言是一个重大挑战。经过多轮的讨论分析,项目最终采用地铁两侧对称开挖、平衡受力的原则进行设计、施工,这一方案在地铁保护专家评审会上得到了与会专家的高度认可。
“大家一致认为只有平衡对称的方式进行地铁两侧的土方开挖才能最大限度地确保地铁安全。地铁之于项目南北地块就像人的身体之于双腿一样,只有对称才能保持平衡,再者,自然界本来就存在一种内在的对称关系,打破这种平衡有时会诱发很大的工程事故。”前海控股置业开发事业部执行经理郭强告诉记者。
据介绍,前海控股公司领导对交易广场项目地铁保护建设非常重视,要求模拟非对称开挖工况,制定应对措施。考虑到施工过程中可能存在的非对称开挖工况,要将地铁保护区的监测数据采集扩展到整个项目,要模拟分析非对称开挖工况下地铁变形情况,并制定相应的应对措施。
此外,依托大量试验数据,探索管片加固标准。随着后续项目开发密度越来越大,地块与地铁的关系越来越密切,会存在先地块开发后地铁施工、地铁已存在情况下地块建设以及地块与地铁同步建设等几种工况。科研试验要依托大量的试验数据,探索各工况下地铁管片加固标准,并研究管片在前海的适应性。
同时,前海交易广场地铁保护工程极其复杂,传统技术几乎无法应对。项目充分借助BIM平台信息化的数据处理功能进行大量的统计分析,通过利用BIM监测平台,以三维甚至多维的手段解决复杂的空间和时间关系,保障项目顺利实施。
前海控股通过地铁保护确保一体化建设安全的做法,获得了行业一致认可,地铁公司相关负责人对交易广场地铁保护工作给予高度评价:“控股公司以科研试验为依托指导项目实施,是所有地铁线路上地铁保护工作做得最细致的单位”,同时强调以后要将控股公司地铁保护工作作为地铁保护样板项目推广出去。据悉,目前已有宁波等地企业专程就地铁保护工作调研前海交易广场,该项目俨然已成为前海乃至深圳通过地铁保护实施一体化开发建设的典型案例。
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