城市副中心站交通枢纽建设已进入关键阶段,工程整体的结构预计于年底基本完工。获得国家发明专利的“多孔超深大直径高压旋喷桩封底技术”更不断“刷新”工程建设速度,让枢纽项目的“动力心脏”不仅将于本月底结构完工,它也将成为枢纽项目后续建设与运行的能量源泉。
“这项新技术的运用不仅让相关工期从136天缩至112天,节省的建造和专利成本接近50万元。经专家鉴定,这项工艺已达到国际领先水平。”北京建工枢纽工程项目部生产副经理杨帆说。
走进副中心站交通枢纽的地下,一根根金属梁柱顶天立地,如同太和殿里的巨柱,笔直有力,支撑起副中心站这座庞大的“地下城”。要建设如此庞大的地下空间,施工方法肯定要有所突破。
“盖挖逆作工法是施工这样一个纯地下结构项目的不二之选。”北京建工枢纽工程项目部生产经理钟远享介绍,盖挖逆作工法不同于传统的先土方开挖再实施整体的结构的方式,而是预先施工顶部的“盖儿”,再向下逐层开挖,掏出一个地下空间结构,整体施工方向与通常的做法相反,所以叫“逆作”。
在盖挖逆作工法的施工中,如何保障地下空间结构稳固是施工的重点。施工团队先构建了竖向支撑体系,在结构中间采用一桩一柱竖向支撑,即“钢管柱先插法”。“其他标段所采用的后插法施工,都是先进行桩基成孔,再下放桩基的钢筋笼,浇筑超缓凝混凝土后下插钢管柱。而我们在下插钢管柱的关键环节做调整,使得工期提前了大约2个月。”钟远享说。
施工团队所做的调整来自颠倒浇筑混凝土与钢管柱插入的顺序,由钢管柱后插调整为先插。钟远享表示,相比后插法,先插法将钢管柱插入钻孔的泥浆中,泥浆结构相比混凝土更加均匀,插入时阻力更小,使得插入钢管的速度更快、垂直度更好控制与调整,再进行桩与柱混凝土的一次性浇筑。得益于“先后插”顺序的调整,相比较传统“桩柱一体后插法”,“先插法”无需使用超缓凝混凝土,将混凝土凝固时间缩短近一倍。不仅大幅度的提升施工效率,还节省了超缓凝混凝土外加剂产生的大量造价。可谓一举多得!
在副中心站地下三层的城际铁路乘车层,远处的高铁列车隧道已矗立成型,工人们正在未来的京津和京唐铁路之间搭建枢纽能源站的框架。这座能源站位于地下32米深,预计本月底结构完工。作为枢纽未来建设与运行的“动力心脏”,它也将提供澎湃的电力输出能力。
32米足有将近10层楼高,向下挖掘的过程中免不了和土层打交道,渗水、土体变形、地面沉降等问题很难避免。幸好,北京建工的施工团队早已准备好,依据情况“见招拆招”。
早在项目开始前的勘察报告中,一处位于京唐铁路线平方米的隔水层局部缺失就引起了建工施工团队的注意。“如果不采取一定的措施,这个缺失容易让基底产生管涌及突水等不利现象,导致围岩位移、周边土体发生变形、地面沉降等情况。影响邻近既有京哈铁路的正常运行,造成损失。”杨帆指着地图上的问题点说。
这处隔水层局部缺失位于交通枢纽工程的上方,成了一扇埋藏隐患的地底“天窗”。最开始,施工团队准备用解决此类问题的“老办法”,即“止水帷幕+减压降水”方案来“堵”上“天窗”。但这种处理方法工期长,可能会影响整体建设进度,项目团队经过考虑,决定采用新技术处理问题。这个新技术,就是已成功应用并获得国家发明专利的“多孔超深大直径高压旋喷桩封底技术”。
新技术以“天窗”区域为边界,测算出符合承载力的桩的尺寸,向区域内打入214根桩,如同牙刷的刷头造型一样,让桩与桩之间相互咬合。经过细心计算,每根桩都整齐排列,有效提升土层不透水性,确保地下整体的结构施工安全和铁路线运行不受影响,为整个区域未来的安全使用加上可靠保险。
新工法、新技术的运用加速了工程的建设效率,而如何让地下工程建设变得更安全,成为了项目智能建造团队要完成的新课题。
“项目管理平台集成了各个职能口人员进行信息填报,进度、质量、安全、知识、资源管理、数据统计等施工信息一目了然,实现了信息集成及共享。”北京建工枢纽工程建设项目部总工程师倪登云介绍,项目管理平台上的所有数据和模型全部实现电子实景,“比如选择进度模块,我们就可对某一施工区域进行三维立体效果呈现,模型中不一样的颜色表示开始、在施、完成等不同阶段。你点开色块即能了解该区域的实时进度情况和现状分析,已完成模型上还加载了验收资料,为项目决策提供更科学的保障。”
既考虑项目中所有细节,又能清晰简洁地加以运作,智能建造技术应用在项目中聚焦使用BIM软件功能,解决现场实际问题。在主站房复杂钢梁节点施工中,主站房区域主梁为高6米、宽1.2米的超大异形曲面钢混凝土组合梁,内部为钢结构,表面是钢筋混凝土。按照设计,梁外部的钢筋要通过“连、穿、绕”三种形式与内部钢管柱结合。施工团队运用BIM技术对钢筋衔接点的数量及位置做深化,确定了不同位置钢管柱的预留套管及预留洞的详细情况,提高了加工准确性。同时,数字模拟还预设了复杂节点的安装工序,给现场施工提供准确指导。
副中心站交通枢纽工程建成后将成为亚洲最大交通枢纽站,连接起M6线线三条轨道交通线路和京唐铁路、京哈铁路、城际联络线三条铁路线路,成为京津冀区域协同发展的“桥头堡”。京投枢纽公司建设管理部副部长刘新建表示:“有全体建设者勠力同心、顽强拼搏,我们有信心和决心在今年底实现枢纽工程整体的结构基本完工,2025年底随着城际铁路车站等开通而投入到正常的使用中,向党和人民交出一份合格答卷。”