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多顶管组合法修建地铁车站

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-07-06 09:46:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市南开区| 杨喆 | 2023-07-13 22:19:04
该工程针对密集城区地铁车站穿越繁忙交通干线、城市生命线管网及重要建(构)筑物等难题,提出采用多顶管隧道群修建大型地下车站,即上部采用一个矩形顶管作为站厅层,联通两端客流的通行,下部两个并行矩形顶管作为侧式站台,与两端站台贯通,解决了中心城区施工受限与车站功能保障两大难题,创新了地铁车站设计的新方法。
由同济大学交通运输工程学院上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室周顺华教授团队作为科技咨询单位,联合上海申通地铁集团有限公司(建设单位)、上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司(设计单位)、上海隧道工程有限公司(施工单位)、以及上海市隧道工程轨道交通设计研究院(审图单位)共同完成的“多顶管组合法修建地铁车站”项目,在全球诸多项目中脱颖而出,成功斩获年度唯一一项超越工程奖(Beyond Engineering)。

该工程是国际上首例在软土地层修建的上下二层重叠的大断面顶管隧道群,通过矩形顶管外轮廓及刀盘刀具的优化设计,实现了开挖断面土体的全切削,研制了触变-静凝式顶管专用润滑泥浆,减小了对间隔土的扰动,配套开发了3i+5G信息化施工控制云平台,建立了大断面、小间距顶管群施工的微变形控制技术,减小了对地面交通、邻近建筑物和管线的干扰,具有极高的推广价值。

同济大学轨道交通课题研究组 主要研究包括路基工程、地铁工程、下穿地铁工程以及以系统动力学、施工力学为基础的轨道交通结构建设及养护等领域的热门及前沿课题。主要长期从事软土地基处理技术方法、路基不均匀沉降设计理论及控制技术以及基床结构等关键技术,轨道交通结构设计理论与施工技术,线路工程系统动力学等教学与科研工作。建立了桩网沉降计算、开挖应力释放、浮力计算、抗突涌稳定等理论计算模型,提出了基于线形特征的轨道交通结构设计、施工与养护一体化理论方法,揭示了地铁盾构隧道隆沉的基本规律,提出了盾构隧道施工及安全的控制理论及掘进技术,以及车-轨-结构-地基系统动力学模型,研发了复杂环境条件下城市轨道交通建设安全控制措施以及结构减振控制技术及防水控制技术等。

该工程技术节省管线搬迁费用1.6亿元,缩短工期20个月,保证了城市主干道施工期不受影响,保护了具有城市记忆特征的历史建筑。克服了城市中心区隧道群施工对地面交通、管线和近地建筑物的影响难题。通过联合攻关,在施工装备、工艺、控制技术和结构设计等方面形成了创新技术,创立了在中心城区明挖受限条件下地铁车站建设的新方法,建成了中国第一座采用多顶管法施作的地铁车站,也是国际上首次在软土地层中采用上、下重叠顶管法修建双层隧道。该工程的建设提升了地下车站施工的机械化程度,为城市密集区安全、绿色、高效进行深层地下空间开发提供了一种新的思路。

项目依托的工程为上海轨道交通14号线静安寺站。该站位于以千年古刹静安寺为核心的商务和文化区,并横穿交通繁忙、地下管线密集的延安路,首次采用明暗结合的方法在软土地层修建大型地下车站,避免了管线搬迁,最大限度减小了施工对地面交通的影响