在上海市中心北京西路、成都北路、山海關(guān)路、大田路合圍的區(qū)域內(nèi)，有一座嶄新的雕塑公園。也許你還不知道，在這片靜謐的綠色景觀地下，深藏著一座國內(nèi)最大的變電站——500千伏靜安（世博）變電站，這也是世界上第二座500千伏大容量全地下變電站，它就像在城市巨大的“身軀”里安裝的一顆“心臟”，每一次“搏動(dòng)”都在為世博會(huì)提供強(qiáng)大的電力，同時(shí)有效地緩解上海城區(qū)的供電問題。

深埋地下34.5米

作為2010年上海世博會(huì)的重要配套工程，500千伏靜安（世博）變電站工程屬于超大規(guī)模地下工程，整個(gè)變電站為地下四層筒形結(jié)構(gòu)，筒體外徑為130米，地下結(jié)構(gòu)埋置深度達(dá)到了34.5米，巖土工程技術(shù)條件特別復(fù)雜。變電站工程面臨一系列國際性技術(shù)難題，其中部分問題超越了現(xiàn)階段國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范所涵蓋的范圍，且無類似工程經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

為確保重大工程的順利實(shí)施，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院組建了以院副總工程師王衛(wèi)東博士為設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人的專項(xiàng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，主要成員15人，其中博士3名，碩士3名，其余均具大學(xué)本科學(xué)歷。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了先進(jìn)可靠的技術(shù)方案，解決了一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)難題。

變電站地處上海市中心城區(qū)，基地四周均為交通要道，且周邊建筑擁擠、地下管線眾多。如何在保護(hù)周邊環(huán)境的前提下提高經(jīng)濟(jì)性成為工程面臨的主要問題。設(shè)計(jì)人員根據(jù)近年來在大型地下空間工程積累的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程大深度、大面積、圓筒形等特點(diǎn)提出逆作法的總體設(shè)計(jì)思路。

逆作法顧名思義就是與常規(guī)的順作法設(shè)計(jì)思路相反，常規(guī)順作法設(shè)計(jì)思路是先將地下室結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的土體挖除，然后從下往上進(jìn)行主體地下結(jié)構(gòu)的澆筑，而逆作法的施工流程則是自上而下逐層澆筑地下結(jié)構(gòu)并依次挖除地下結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的土體。

逆作法這種施工流程的好處在于，可以充分利用地下各層水平結(jié)構(gòu)自身巨大的剛度，對(duì)基坑周圍的地下連續(xù)圍護(hù)墻起到有效的支撐作用，從而嚴(yán)格地控制基坑的變形，并能省去常規(guī)順作法中大量臨時(shí)支撐的設(shè)置和拆除。逆作法作為一種非常規(guī)的設(shè)計(jì)思路，目前在上海地區(qū)已被部分使用，但在如此大規(guī)模以及超深的地下工程中應(yīng)用尚屬首次。

須承受巨大浮力

上海地區(qū)是典型的高水位軟土地區(qū)。深埋于地下的變電站猶如一個(gè)直徑為130米，高度為34.5米的巨型空心桶，時(shí)刻承受著巨大的向上水浮力。為了牢牢拉住這個(gè)巨型空心桶，王衛(wèi)東博士帶領(lǐng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多種技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)比較和科學(xué)論證，并咨詢?cè)擃I(lǐng)域的資深專家，集思廣益，最終在上海首次采用了樁側(cè)后注漿灌注樁作為抗拔樁。

另外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還與上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)聯(lián)合，對(duì)該類型超深地下工程中抗拔樁的受力機(jī)理進(jìn)行科技攻關(guān)，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論分析指導(dǎo)本工程抗拔樁的設(shè)計(jì)。樁側(cè)后注漿灌注樁作為一種新樁型，具有大幅提高承載力和減少變形的顯著優(yōu)越性，此次在變電站工程中的成功實(shí)踐，將為上海乃至全國提供一種全新的抗拔樁設(shè)計(jì)思路。

這座中國第一座全地下、全數(shù)字、智能化500千伏變電站已于今年4月份順利投運(yùn)，強(qiáng)大的電能通過變電站和地下電纜隧道源源不斷地流向世博會(huì)，流向上海的四面八方。

（作者系華東建筑設(shè)計(jì)院地基基礎(chǔ)與地下工程設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)一部主管）