9月1日,U-BIT 束合管幕工程观摩交流会隆重召开,上海市住建委科技委地下空间和地下工程专委会、上海市土木工程学会地下专委会的专家学者及广大工程技术人员近60人热烈讨论、激情畅想。他们所关注的对象就是这项引人注目的创新施工技术——U-BIT束合管幕法施工技术。
8月28日,随着上海轨交4号线武定路站管幕土方开挖完成,标志着由隧道股份上海隧道在国内首创的束合管幕工程(U-BIT工法)完成了整体贯通。
1 袖珍顶管蕴藏大能量
U-BIT工法简单来说就是——“从一把筷子变成一块钢板”
束合管幕,就是在管幕完成顶进后,把管幕一“串”,一“拉”,受力形式由原来的纵向受力、横向支撑,升级为横向预应力张拉,纵横向共同受力,取消支撑,从而形成较强的束合管幕整体结构。实现无加固、无支撑暗挖,提高工效,降低成本。
https://www.tunnelling.cn/PVideo/VideoPlay.aspx?videoID=3360
▲复制视频链接了解这项工艺
14号线武定路1号出入口束合管幕暗挖法工程,由申通地铁集团建设、隧道股份城建设计集团设计、上海隧道实施,是完善轨道交通暗挖工法体系的又一创新之作。
通过在地下空间挖掘出20道矩形钢管道,如同拼积木般拼出出入口通道的结构形状。
目前管幕结构多采用圆形钢管结构,但是钢管之间不能协同工作且仅为单向受力,支护效率较差。
而武定路站1号出入口应用的束合管幕工法采用矩形钢管。通过沿环向施加预应力,形成预应力筋约束下的“整体结构”,使其各个钢管之间协同受力,并双向承载。达到减小构件尺寸、提高管幕结构的整体刚度和承载能力,是对常规管幕法的再升级。
2 浇筑、张拉、开挖“三步走”
此前,20条矩形管幕顶管已于7月9日如期进洞。所有管幕已“连点成线”,形成“铜墙铁壁”。而隧道人在这基础上又来了一顿“狠、稳、快”的操作。
狠——高强度均匀浇筑
现场工程技术人员通过装配式铲刀、高压水枪、刷壁器等自研装置将管壁狭长间隙残留的泥土冲刷干净。同时,对自密实混凝土配比,浇筑方式进行试验和验证,顺利完成了管节间隙狭长空间的混凝土浇筑。
稳——高精准交错张拉
随后通过优化张拉顺序,定制开发了小型化的张拉设备、低回缩锚具,采用了智能化同步张拉设备进行了预应力的对称交错张拉,形成管幕横向受力体系。
快——高速度静默开挖
15米长的管幕开挖,2天就完成全部土体开挖,充分体现了束合管幕无支撑、无加固的速度优势。管节在推进阶段沉降仅为1mm,低扰动、小变形的静默施工,也诠释了束合管幕横向预应力受力的优势。
3 因地制宜,狭窄空间“最优解”
目前在城市核心区和老旧城区修建地下结构时,常会面临地下空间“摆不下”,邻近设施“碰不起”等难题。大直径的顶管/盾构虽然优点很多,目前已得到广泛应用,但是对于尺寸超大但距离较短、或形状不规则的地下空间工程,束合管幕就成为了最佳的选择:
1 束合管幕对施工场地面积要求不高,具备极佳的环境和交通友好性;
2 管幕技术能在极浅覆土下实施大断面暗挖,优势明显;
3 短距离大截面暗挖施工相比大顶管/盾构的成本投入较低;
4 设备整体构件加强,提高设备施工的稳定性。
5 矩形管幕顶管可任意灵活组合,像搭积木一样构建不同断面及形状不规则的地下空间。
武定路束合管幕暗挖法、桂桥路管幕支撑暗挖法、静安寺顶管暗挖法,上海轨交14号线的建设过程
也是轨交暗挖技术体系,不断升级的过程,在无法明挖施工的苛刻条件下,地铁车站的暗挖工法正实现从“无法实施”到“友好建设”的跨越。