掠过滩涂,福建厦门翔安国际机场已现雏形。不远处,厦门地铁3号线和4号线的换乘车站机场西站的基坑完成回填,1728根压力分散型可回收锚索“功成身退”。这些总长近2.8万米的钢铁“筋骨”,曾在吹填形成的软弱地基中撑起一片坚固空间。
中交三航局六公司承建的厦门地铁3/4号线项目机场西站,需与前后明挖区间共用一个面积近10万平方米的超大型基坑,其96米的车站宽度远超常规地铁车站20米的标准宽度。“传统内支撑体系在宽幅基坑中会形成‘分割式’受力,就像给豆腐切块,反而会加剧变形风险。”项目经理林四新解释道。
填海形成的地层由欠固结的松散泥砂层与原状海积淤泥层构成,易产生触变和流变。而锚索支护中的锚索,就像一根根向后拉住基坑的“皮筋”,能防止其向内倾塌。2022年10月,项目团队通过前期18组对比试验发现:普通拉力型锚索极易因局部受力达到极限而断裂;压力分散型锚索则通过多丝无粘结钢绞线,形成一束4至7根、一根多丝的结构,可平均分配受力,单束承载力达804千牛,足以承受对抗基坑“活泼”土质所需的更大拉力。
“光是选对类型还不够,要让锚索在淤泥里‘站稳脚跟’,得精准控制每一步参数。”项目总工程师马壮办公桌上的试验日志,记录着团队耗时两个多月优化出的施工工法:采用全套管跟进工艺,注浆时先以常压注入水泥纯浆,待注浆体强度达5兆帕后进行二次高压注浆,使锚固段握裹力提升20%,并采用多循环张拉方式补偿张拉。这套工艺将单根锚索施工周期从14天压缩至9天,整体工期预计缩短近30%。
然而,2023年3月,施工中基坑位移监测系统突然发出预警。团队溯源发现,问题出在锚索上端的固定环节。锚索下端需深埋土层并灌浆固定,上端则要在基坑边用夹片锁牢,只有两端紧绷,才能形成稳定的后拉力。“人工固定难免会出现角度偏差,就像拉皮筋时手歪了,力会顺着斜向溜走,锚索绷不紧,基坑自然容易变形。”马壮说道。
如何让“歪掉的力”重新归位?项目团队从桥梁球形铰支座均匀传力的特性中找到灵感,在锚索上端加装可360度转动的球窝传力板。这个“万向关节”能自动校准角度偏差,让拉力始终沿直线传递。同时,团队还给每根锚索装上“智能手环”,每秒采集100组数据以监测应力,形成“被动纠偏”与“主动监测”的双保险。
解决了“站得稳”的难题,还要考虑“撤得净”的问题。机场西站后续需接收盾构机,周边还规划了综合开发地下空间,残留锚索会成为“地下障碍”。为此,团队专门设计了“可解锁回收”结构,在每束由4至7根无粘结钢绞线组合成的锚索底部装设联动夹片,回收时只需敲击其中一根钢绞线使其后移,就能带动夹片松开,将钢绞线逐根抽出。
今年5月,随着机场西站肥槽回填完成,1728根锚索实现100%回收,节省材料费超90万元。该项技术也获得国家实用新型专利,成为松软地质基坑支护的“金钥匙”。
如今,在回填后的机场西站基坑上,工程车辆往来穿梭,车站与周边商业体、交通枢纽的地下连接通道规划正稳步铺开,让厦门翔安国际机场与城市交通网络的无缝衔接更添底气。
(内容提供:马壮 刘睿馨 沈丹源)