古都新城,从这里出发—南京南站南广场施工纪实

2018-11-15 10:45文/齐
建筑 2018年21期
关键词:结界南站建设者

文/齐 特

经过2000余天的施工,南京南站南广场终于揭开神秘的面纱,作为南京市的新地标带动经济增长,改变生活方式。南京南站南广场高铁大厦向东3公里,千年的秦淮河依旧在桨声灯影里摇曳,将中建一局的建设者们迎难而上,用智慧攻克难关的故事看在眼里,唱在歌里。南京南,成为古金陵成长的缩影,也诉说新南京从这里的再出发。

147米“结界”保护两条地铁线

南京南站南广场总用地面积6.67万平方米,建筑面积17.31万平方米,包括下沉式广场、两座塔楼以及地上广场。南广场地下室长437米,宽135米,属于超长地下室结构,已运营的骨干轨道交通1号线和拟建的地铁3号线自北向南从广场正中穿过。

设计方秉承“面对面,零换乘”理念,让3号线在1号线两条隧道间平行穿过。如何在保证施工的前提下保护好1号线,让其两侧轨道不受影响、正常运营就成了建设者们的最大难题。

“我们要从广场上1号线两条隧道中间挖出一个147米长的隧道,相当于一个400米标准操场的长度,但宽度却只有18米。挖土量这么大,作业面又这么小的工程我还是第一次遇见。”项目总工程师薛晓波说。

1号线隧道四周的土方具有保持其力学平衡的重要作用。建广场、建地铁则需要挖掉大量的土方,势必导致原有平衡力遭到破坏,一旦隧道受到的压力、浮力变化处于临界点,挖错1立方米的土都可能引起隧道上浮、地板开裂甚至是轨道分解错位等严重后果。

“风险太大了!方案不完善,一锹都不敢挖。我们每天会场、现场、设计院三点一线。没有作业面,传统的支护方式根本行不通,也未必安全,我们必须牢牢地把隧道固定在原位。”

当时电视里正热播仙侠剧,遇到危险各路神仙都会通过“结界”保护自己。薛晓波突发奇想,地铁隧道不正是缺少一个“结界”吗?如果可以用一个“金钟罩”把隧道扣在里面,那不任谁都无法撼动它?

薛晓波马上查阅各种论文并到相邻城市类似地铁线路进行考察。他发现,没有什么比钢筋混凝土更适合搭设“结界”了,况且南京南站地铁刚好位于地下室底板下方,底板就刚好可以作为上方“结界”,一举两得。设计院和项目部经过共同核算,最终确定以地下室一层底板为顶,随后对两侧支护桩和预留3号线底板位置进行混凝土浇筑。支护部位上与底板固定,下同3号线及地下室二层底板固定,最终形成了一个坚固工事保证地铁安全无虞。

此外,为了最大限度地减小影响,建设者将147米的施工长度分成4段,采用跳仓法施工,每段还分3次作业,确保开挖一段,固定一段。施工时,要求工人两端对称开挖,每段都设置了专人严格控制两侧进度,保证受力均衡。

“我们在施工过程中对位移、沉降进行了严格的监测,每一步都谨小慎微,施工后对整体基坑开挖检测进行了总结分析,结果显示,我们的施工对1号线基本没有影响,平均水平位移仅2毫米,垂直3毫米,远远小于南京市的要求!”薛晓波自豪地说。

从隧道横截面看过去,这种支护形式又像一扇“大门”牢牢将地铁线保护起来。相关专家将这段支护建筑命名为“门式刚体”,形成了“地下空间结构下既有地铁隧道间明挖新建箱型隧道关键技术”等22项科技成果。

化简为繁成就层峦叠嶂

南京南站南广场作为枢纽站的站前广场及未来南部新城的城市会客厅,在设计之初就定位为江南园林风格。通过对中国古典山水意境与南京老建筑的研究,设计师提出了“层叠”的概念,即将建筑想象成山峦叠石,仿照江南园林中假山的形态,创造出山谷、悬崖、重岩、叠嶂相融合的变化多样的地面景观和两栋变换无穷的塔楼,配以三维绿化和瀑布水景,制造出宜人的室内外空间,体现绿色生态理念。

完美的层叠结构在视觉上光彩夺目,却给建设者带来了前所未有的难题。虽然塔楼高度只有40米,但是没有一层是相同的,每层均有不同位置、不同长度的悬挑梁出现,最大处悬挑5.5米。形态上层层错叠,但是外架和支护体系的施工方案却不好设计。

技术部门开会研讨,各路专家会诊,向其他类似工程讨教,各种方法都用遍了,项目建设者还是找不出简便易行的科学方案来。施工在即,方案未定,这让大家都心中不安。

项目经理刘红卫和总工程师薛晓波为此一直讨论不休。终于,不知是谁打破了沉默:“最简单的办法我们找不出来,那就用最复杂的方法!”其实,大家都知道最复杂的方法是什么,只要在最外侧搭好架子之后,在每一层的缺口处都用钢管搭设填充架,将填充架和高支模体系架结合在一起,哪里有缺口就补充哪里,就可以解决层叠缺口的难题。但这个办法无疑会大大增加成本并给工期控制带来影响。

这是慢工期、高成本与确保安全、实现高质量生产之间的博弈,是建设者在施工过程中的团队信仰和理念的体现。在鱼和熊掌不能兼得的情况下,中建一局团队选择抛弃最简单最节约的办法,而选择看起来繁杂笨拙但是稳妥的措施。

最终的结果是,两幢精美的江南小楼,如层峦叠嶂般出现在市民的面前,市民未必知道这其中的故事,但却会认可建设者安全文明的施工过程和展现出来的中国传统工匠精神。

48MPa=58节60吨级满载货车箱

作为新南京建设的重点项目,中建一局的建设者要将6万平方米的南京南站南广场建设成为全国面积最大的海绵广场(2016年数据),这在当时还是一项艰难的挑战。

技术负责人张潇介绍,项目主要通过“透水性铺装”“下凹式绿地”“雨水收集调蓄池”三个途径实现了“大海绵”的建造。透水铺装是海绵广场隔绝地上与地下的第一道屏障。根据要求,广场上透水性铺装至少要在40%以上,本工程则有2.2万平方米的透水铺装面积。

铺设透水砖本不是难事,但在大型广场上就有了新问题—承载力要求达不到。这让建设者伤透了脑筋,此前,没有过类似案例或工法。

张潇和薛晓波为此重新回到图书馆查阅相关资料,项目团队也一遍又一遍地查看不同型号混凝土强度实验、翻阅对比不同的碎石的性状和特点、查找钢筋使用规范和以往案例。经过没日没夜的假设、测算、推翻,他们终于创造性地提出在透水砖下混凝土中加入钢筋网片的做法。首先将混凝土强度提高到C30,再在其中加上直径8毫米的双向单层钢筋网片。另外,为了进一步提高透水铺装强度,防止损坏和二次维修,建设者们又将铺装石材厚度从3厘米增厚到5厘米,尽管只有2厘米,确定项目团队经过无数次测算才得出的最优解。

经过优化,现在的南京南站透水铺装抗压强度大于48MPa,等于每平方米至少可以承担4890吨的重量。而一列火车货车厢的最大载重通常是60吨,自重24吨,相当于把58节满载的火车厢叠在1平方米的透水铺装上,南广场也会安然无恙,这样的承载力目前在国内也是首屈一指。

除了透水性铺装,建设者们还打造了8000平方米的下凹式绿地,作为海绵广场的“呼吸系统”帮助雨水回流。

南广场的年径流总量控制率高达74%,雨水资源利用率高达27%,每年节约水资源1.8万立方米,相当于5个足球场那么大的湖;同时,也成为南京防洪防涝的一件利器。

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