杭州地铁首次成功应用
3月24日,由中铁二院华东公司承担的总体兼工点设计项目杭州地铁6号线二期三堡站,换乘节点基坑开挖到底,顺利完成结构底板浇筑,首次实现了预应力型钢组合支撑在杭州地铁项目超深基坑中的成功应用。预应力型钢组合支撑是将工厂精加工的型钢标准件通过高强螺栓连接起来作为主要支撑构件,刚度大、整体性强、连接可靠,能够形成全刚性连接的超静定稳定体系。预应力型钢组合支撑为装配式结构,安装、拆除便捷,可循环使用,具备绿色环保的优势。
三堡站为地铁6号线和9号线号线“T”型换乘站,为杭州地铁首个地下三层换四层的车站,换乘节点基坑开挖深度地下四层处32.41米,地下三层处23.85米,属于工况复杂的超深基坑。
上图是三堡站整体俯视图
上图是三堡站换乘节点俯视图
常规换乘节点的围护结构设计采用封堵墙方案,将基坑分为规则形状,先深后浅施工,深侧基坑回筑至顶板前,相邻的浅侧基坑无法开挖,以至于封堵墙方案存在工期长、造价高的缺点。杭州地铁6号线二期、9号线分别计划于2021年3月、6月开通运营,工期非常紧。2019年7月,杭州市地铁集团希望中铁二院华东公司能够克服困难,优化围护设计方案,实现换乘节点深、浅基坑的同步开挖,以加快工期。
经过华东公司领导和技术负责人对三堡站换乘节点支护受力、施工组织等方面的深入分析,要实现同步开挖,“T”型换乘节点势必采用大跨度斜撑。若采用钢管支撑,跨度过大、连接薄弱,难以确保超深基坑的安全;若采用混凝土支撑,工期过长,难以达到优化设计、节约工期的目的。三堡站换乘节点围护新方案的内支撑,必须兼具混凝土支撑和钢管支撑的优点,又要尽可能规避上述两种型式支撑的缺点,针对上述特点,最终,华东公司设计人员将目光锁定在民建基坑中兴起的新技术---预应力型钢组合支撑。
华东公司将预应力型钢组合支撑设计方案向杭州市地铁集团汇报之后,立刻得到了杭州地铁集团的认可,紧接着通过了地铁集团组织的设计方案专家评审。随后,华东公司与型钢组合支撑厂商东通岩土合作,细化了施工图设计;最后经过近5个月的施工,三堡站换乘节点顺利开挖到底,实测地连墙最大侧向变形仅38毫米,只有采用常规支撑的标准结构段最大变形的65%,成功解决了三堡站换乘节点施工面临的既要抢工期又要保安全的难题,与此同时,利用预应力型钢组合支撑的造价优势,节省了工程投资。
上图是三堡站换乘节点6号线方向轴视图
上图是三堡站换乘节点9号线方向 轴视图
三堡站换乘节点预应力型钢组合支撑的首次应用成功,为该项基坑支护新技术开辟了更为广阔的应用领域,也为地铁工程中换乘节点支护型式的选择提供了一种新的设计、施工思路。华东公司在三堡站建设过程中,克难攻坚,与时俱进,勇于尝试新技术、新工艺,为杭州地铁建设增添了新的光彩!
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