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小編語(yǔ)：近日，上海地鐵13號(hào)線西延伸段工程北青公路逃生井正在進(jìn)行環(huán)梁施工，該豎井是繼13號(hào)線幸樂(lè)路逃生井后，主動(dòng)控制型裝配式機(jī)械化沉井ACPP(Active Control Precast Press-in Shaft)的又一工程應(yīng)用。該技術(shù)是在上海申通地鐵的支持下，由上海隧道工程有限公司和上海隧道城建裝備公司自主研發(fā)完成，設(shè)計(jì)單位為上海隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)。今天，就跟隨小編一起了解一下這項(xiàng)“古老而又現(xiàn)代”的工藝吧！

“古老工藝”的數(shù)智煥新

沉井工法早在19世紀(jì)就開(kāi)始用于橋梁深基礎(chǔ)、港灣構(gòu)筑物，因其剛度大、斷面大、承載力高、抗?jié)B能力強(qiáng)、地層適用性廣，是一種建造中小型豎井結(jié)構(gòu)的優(yōu)秀的施工方法。但傳統(tǒng)沉井完全自重被動(dòng)下沉、施工效率低、井體姿態(tài)控制困難、周?chē)貙悠毡槌两递^大，因此隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的改善，沉井工藝逐步淡出，都市環(huán)境下的應(yīng)用越來(lái)越少。

但這種古老的工法目前正在逐步獲得新生。近年來(lái)，一系列采用機(jī)械化、智能化思路與傳統(tǒng)工藝結(jié)合的新型豎井建造工法蓬勃興起，包括歐洲的Segment Shaft、VSM，日本的SOCS（自動(dòng)化沉井）、Urban Ring、用于小直徑豎井的PC-Well，我國(guó)鐵建重工、中鐵裝備、中信重工、上海建工基礎(chǔ)集團(tuán)等企業(yè)，分別開(kāi)發(fā)了各具特色的現(xiàn)代化豎井施工裝備，大致可分為都市化礦用鉆井法和機(jī)械化沉井法兩大類(lèi)，前者以VSM為代表，國(guó)內(nèi)裝備公司為主導(dǎo)推出的也大多是此類(lèi)產(chǎn)品；后者典型代表就是ACPP。

ACPP工法的主要技術(shù)特點(diǎn)包括全程不排水下沉、裝配式井壁、提壓雙作用推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)器人水下自動(dòng)取土、智能化減摩泥漿壓注等，本質(zhì)上是對(duì)傳統(tǒng)不排水沉井的預(yù)制化、機(jī)械化、智能化改造，使古老的不排水沉井工藝邁向了機(jī)械化、智能化。

ACPP的“獨(dú)門(mén)絕技”

ACPP工法是專(zhuān)門(mén)為軟土地層量身定制的，采用全程不排水下沉，與傳統(tǒng)沉井一樣，刃腳始終嵌入土層一定高度，且井內(nèi)水位自動(dòng)控制標(biāo)高，確保內(nèi)外水壓平衡，加上自動(dòng)壓注的新型泥漿套，因此，無(wú)需輔助地基加固，即可幾乎無(wú)沉降地穿越淺層軟弱的粉土和淤泥質(zhì)地層；推進(jìn)系統(tǒng)具有提拉下沉與下壓下沉兩種功能：初沉階段一般下沉系數(shù)偏大，可采用懸掛下沉模式，確保完全垂直下沉；正常下沉階段則改為開(kāi)挖—壓沉循環(huán)，正常工況以自適應(yīng)推力、等行程控制模式，即可保證優(yōu)秀的垂直度。

挖掘系統(tǒng)采用靈活的水下機(jī)器人，可按預(yù)設(shè)分塊掃描式開(kāi)挖，更可以多機(jī)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)集群協(xié)同作業(yè)，解決了一般豎井掘進(jìn)機(jī)“越大越難”的問(wèn)題。只需修改水下機(jī)器人軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)，即可用于矩形井、“花生井”、乃至“毛毛蟲(chóng)井”；挖掘系統(tǒng)的絞吸頭模塊也可以換為銑挖頭模塊，應(yīng)用于軟巖地層。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度，ACPP技術(shù)保留了對(duì)大中型沉井剛度至關(guān)重要的井底十字梁，施工時(shí)可有效增大結(jié)構(gòu)下沉過(guò)程與土體的接觸面積，防止軟弱地層中突沉。相對(duì)于無(wú)法設(shè)井底梁的鉆井法豎井，ACPP封底素混凝土厚度可以大幅減小，安全性進(jìn)一步提升。

此外，結(jié)構(gòu)與裝備系統(tǒng)中設(shè)置了大量傳感器，從開(kāi)挖、壓沉到側(cè)壁減摩、梁底反力測(cè)控，全系統(tǒng)高度智能化,挖-沉施工只需單人操作，根治了傳統(tǒng)沉井突沉、傾斜等痼疾，使這種古老的傳統(tǒng)工藝跨越機(jī)械化、信息化時(shí)代，煥發(fā)了青春。

探索地下空間無(wú)限可能

5月20日，上海地鐵13號(hào)線西延伸段工程幸樂(lè)路逃生井隨著沉井內(nèi)水位緩緩下降，31m深、由13環(huán)管片組成的井壁逐漸顯露，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)完整、線型筆挺、滴水不漏。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，豎井各項(xiàng)數(shù)據(jù)優(yōu)異：垂直度達(dá)0.65‰，四角高差2mm，最大地層沉降4.95mm，管片無(wú)錯(cuò)臺(tái)、無(wú)滲漏，這標(biāo)志著主動(dòng)控制型裝配式機(jī)械化沉井ACPP裝備與工法技術(shù)體系首次成功實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用！

由于ACPP豎井免做圍護(hù)、無(wú)需降水，真正實(shí)現(xiàn)了空間占用小、施工效率高、環(huán)境友好的設(shè)計(jì)初衷；精細(xì)化預(yù)應(yīng)力壓接的預(yù)制裝配式井體也確保了結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

未來(lái)，ACPP在軌道交通風(fēng)井、逃生井、大深度管網(wǎng)系統(tǒng)的盾構(gòu)頂管工作井、泵站、閘門(mén)井、地下停車(chē)庫(kù)等方面具有寬廣的應(yīng)用前景，與上海隧道同期完成實(shí)驗(yàn)的小直徑豎井BPSS（鉆孔沉放預(yù)制化豎井）工法配合，將成為城市超深豎井施工的全新解決方案。