钢支撑轴力补偿技术在上海轨道交通汉中路换乘枢纽工程中的应用

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上海轨道交通汉中路换乘枢纽工程项目总工侯永茂在接受媒体专访时，向大家介绍了涵盖汉中路地铁车站深基坑工程的围护结构、风险控制等关键性技术，本文主要介绍地下水综合治理、钢支撑轴力补偿技术在该项目中的应用。

上海汉中路综合枢纽工程总工程师 侯永茂

Q:针对复杂地层、地下水及周边建构筑物等困难，汉中路站换乘枢纽工程施工过程中采用了哪些关键性技术？

A:针对工程的特点和难点，我们在工程中采取了一系列的技术措施和管理措施，其中多项技术都是基于我们上海隧道工程有限公司的科研成果，创造了上海轨道交通建设领域的多个第一，确保了工程的顺利实施。

（1）大厚度砂质粉土层中超深地下连续墙施工技术：为了确保超深地下连续墙成槽质量和混凝土的浇筑质量，有效控制地墙质量，采用了“止水帷幕+分坑降水”结合“夹心饼干”的治理策略，通过降水提高砂质粉土层的稳定性，避免发生槽壁坍方、降低泥浆的含砂量。另外还通过 “刮、铲、刷、扫、打”的成套控制措施，提升地墙十字钢板接头的抗渗质量。

（2）地下水综合治理技术：即“隔、降、灌”的综合治理技术，对不同埋深的承压水，采用不同的治理策略。对于埋深较浅的第一承压含水层，采用“围护—降水一体化”的治理策略，对于埋深较深的第二承压含水层，采用“降水—回灌一体化”的治理策略。

（3）深基坑微变形控制技术，对于保护要求极高的12号线车站基坑：首次在上海地铁建设中采用由上海隧道工程有限公司自主研发的钢支撑轴力自动补偿技术，结合建构筑物沉降自动监控技术，有效限制基坑开挖对周围建构筑物的影响。

（4）超深基坑群施工的信息化管理控制中心：结合远程视频化监控技术、人员信息化管控技术、支撑轴力信息采集和远程传输技术、降水工程信息化管控技术、建构筑物自动化监测技术以及基于多参数关联分析的深基坑工程风险预警技术，实现超深基坑群工程的信息化管控，从人、基坑、环境三方面对工程风险进行集中管控，确保工程顺利实施。

Q:是否可以结合汉中路站枢纽工程为大家详细介绍一下地下水综合治理技术？

鉴于汉中路站工程面临巨大的地下水风险，综合考虑工程自身特点、周围建构筑物的情况、承压水层分布情况，首次在地铁建设领域实施上海隧道工程有限公司的科研成果：“隔、降、灌”地下水综合治理技术。

对于埋深较浅的⑦层承压水，采用“围护-降水一体化”治理策略，这一策略主要突出的是“隔”与“降”，在汉中路站工程中，鉴于13号线车站基坑开挖深度达到33.1m，综合考虑工程风险控制和1号线汉中路站等建构筑物严苛的保护要求，对于13号线车站两侧的12号线车站、设备房和换乘大厅等基坑工程，均加深其围护结构对⑦层承压含水层进行隔断。

⑧₂层和⑨层承压含水层层底埋深达到110m，采用围护-降水一体化的降水设计将加大围护结构的施工难度，并大大增加施工成本。综合考虑施工成本和周边建构筑物的保护要求，对于该层承压水采取“降水—回灌一体化”的治理策略。“降水-回灌一体化”治理策略的核心理念在于通过优化降水井结构、井位布置，在满足设计基坑地下水降深的基础上尽可能地减少抽水量，从源头上控制基坑降水对周边地层地下水位的影响。对于重点保护的建构筑物，辅以地下水回灌技术，通过在保护区域打设回灌井，在基坑降水的同时实施承压水层的同步回灌，最大程度控制基坑降水对被保护的建构筑物的影响。

Q:能否为大家介绍一下钢支撑轴力补偿技术以及工程实施效果？

A：上海地区地铁车站基坑多采用Ф609mm的预应力钢管支撑作为临时支撑体系。此类支撑的预应力施加模式一般会导致预应力有10%～50%的损失。而且，在基坑开挖的漫长过程中，支撑轴力还会不断损失，甚至失效。部分工程中，甚至会出现部分钢支撑的轴力丧失，整个支撑体系的轴力重新分配，导致部分钢支撑可能因轴力过大发生屈服，严重的甚至导致整个基坑发生倾覆，酿成惨剧。

钢支撑轴力自动补偿技术通过在每根支撑的端部安装-内嵌液压千斤顶的支撑段，结合液压控制站和PLC控制系统，实现对每根钢支撑轴力的自动施加和远程监控。该技术的优势主要在于：（1）基于基坑变形控制理念设定钢支撑轴力值，使基坑工程的施工真正由受力控制发展为变形控制；（2）可以对每根钢支撑轴力进行灵活设置和调节；（3）可以通过自动补压的方式确保每根钢支撑轴力始终保持为设定值。

汉中路站枢纽工程实施阶段，将轴力自动补偿启动值设置为5吨时钢支撑轴力松弛值达到5吨即开始自动补压。该技术在12号线其他车站基坑工程中也得到了成功应用，有效地控制了基坑变形和基坑边上高层建筑的沉降。