曼谷地鐵車站逆筑法施工采用的管棚工藝
頂管法在一些國家常用于泄水涵洞、過街通道的施工,但在泰國曼谷頂管法得到進一步開發,用以解決地鐵逆筑法施工中遇到的特殊問題。
曼谷第1條地鐵線在10年前開通,該線位于湄南河以東區域,路線呈C形展伸。泰國公共捷運管理局計劃修建湄南河以西區域的地鐵線路,與既有的C形線連接起來,形成1條完整的環形線。這項工程的第一部分包括穿過湄南河的總長為5.4 km的地下延長線,設有4座新車站,第二部分為高架線路。
線路南端的新建隧道離皇城歷史建筑物保護區和繁華的商業區僅300 m,這對第1段2.5 km地鐵施工提出了嚴峻的挑戰。雖然其中有的車站可以用傳統的方法(在連續墻基坑內)施工,但對有可能成為考古研究的重要地段,市政府禁止在地面以下5 m深度范圍內進行施工開挖,那里可能存在歷史文物遺產。這項禁令也有助于維持目前地面交通的正常運行,這對于交通原本擁堵的曼谷城市來說尤為重要。
市政府容許在道路兩側開挖,那里的部分建筑物預計終將被拆除,用作車站地面設施的用地。2010年投標期間,已經注意到管棚方案有可能成為地下車站施工的1種輔助工法。這一方法的實質是,在道路一側的基坑內進行頂管作業,在道路下面形成管棚,在管棚的保護下灌注混凝土頂板,與管棚融為一體。在頂板的保護下進行蓋挖逆筑法施工,而無需擾動地面。這個車站共有3層,第1層、第3層是相疊的上、下行站臺層(圖1)。

圖1 站臺相疊的地下車站
車站站臺相疊使車站的寬度比一般車站寬度小,這是受地面街道寬度制約而不得已采取的車站布置型式,車站寬度小,也許更易于實現采用不破壞路面的管棚方案。
曼谷的地質情況,自上而下為:非常軟的黏土,比較硬的黏土和砂層。連續墻施工一般要穿越這3種地層。
進行頂管施工前,需要在路旁地面以下開辟1個工作空間,建立1個頂推鋼管的框架,這個框架與頂管始發處的連續墻聯結固定。采用1.3 m直徑的鋼管,頂推穿過12.8 m的長度(也即上、下站臺層相疊的車站的寬度),鋼管末端與遠端連續墻連接,見圖2、圖3。沿車站長度200 m,形成連續的鋼管棚。施工單位具有這方面的施工經驗,采用了2臺液壓千斤頂,每臺頂力1 000 kN(實際只用到400 kN),見圖4。
出渣采用1個半斗式的挖土機械,用鋼纜將其向后拉拽,運出渣土。鋼管直徑足以容許人員進入管內,處理前方任何障礙物。最復雜的問題是保持鋼管直線前進,為此,采用了類似于板樁之間的離合裝置,它焊在鋼管的側部。設計這樣的離合裝置不存在任何困難,因為距離相對較短。垂直和水平2個方向有標準的測量方法,用4個千斤頂足以能把方向調整好。

圖2 在道路下面頂管,灌注混凝土板,在板下挖土

圖3 施工現場

圖4 施工者采用了2臺液壓千斤頂
在車站現場施作連續墻時,同時完成臨時性的豎井作為試推鋼管的工作間,試推了2段鋼管,其中最復雜的細節是如何使鋼管末端與所在的連續墻連接。最初曾考慮在連續墻的一側采用水泥土攪拌樁處理土壤,然而試驗證明,這是不必要的。然而其余的連接措施依然保留,利用埋在連續墻內的連接件,與榫頭鋼筋連接,榫頭鋼筋將被澆注在鋼管末端的混凝土中,形成1個可靠的連接節點。鋼管被頂推到對面的連續墻墻面,這里埋有帶狀的可壓縮材料襯墊,可以減少水土的流入。
鋼管被頂推到這里,露出了連接件,連接榫頭鋼筋,在鋼管中設置模板,灌注鋼管末端3 m長的混凝土。此后,在管棚下面開挖土壤,沿管棚全長分段施作混凝土板,利用液壓千斤頂構架推進活動模板就位,泵進混凝土,形成組合的頂板結構。在它下面進行正常的逆筑法施工,直到完成全部結構(圖5)。

圖5 鋼管棚施工
開挖區間隧道的盾構機穿過車站端部的連續墻,用拖拉的方式通過車站。與此同時,在車站的另一端將建站廳和售票廳,地面上將出現新的結構和出入口。
[1] Adrian Greeman. Bangkok’s metro system construction is making innovative use of pipejacking for the roof of a new underground station [J]. Tunnelsand Tunnelling,2014(7):44-47.
邵根大 編譯
責任編輯 冒一平
2015-01-19