滬蘇嘉城際鐵路曹莊站是地下兩層島式站臺車站，總建筑面積19030m2，該工程是國內(nèi)首次采用連續(xù)沉井法施工的車站，設(shè)計團隊充分考慮軟土地區(qū)狹長型地下工程的特點，采用分段預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過數(shù)字化管控指導(dǎo)分批壓入下沉施工后裝配連通形成整體車站，節(jié)約了施工工期和造價，填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。

該項目是城建設(shè)計集團積極投身“長三角一體化”和“交通強國”國家發(fā)展戰(zhàn)略的又一代表性“城”就，也是城建設(shè)計集團以科技創(chuàng)新為內(nèi)驅(qū)動力謀發(fā)展，積極踐行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的豐碩成果。

應(yīng)對“工程安全”和“節(jié)省建材”兩大挑戰(zhàn)

為解決軟土地區(qū)深基坑面臨的“工程安全”和“節(jié)省建材”兩大問題，城建設(shè)計集團項目團隊與嘉興鐵投集團、同濟大學(xué)、浙江大學(xué)組成科研團隊，創(chuàng)新提出了分批壓入連續(xù)分布的沉井群+相鄰沉井縱向貫通形成地下結(jié)構(gòu)的方法，即連續(xù)沉井法，打造永臨結(jié)合、環(huán)境友好的新型軟土地區(qū)地下車站建造體系。

該方法的應(yīng)用效果，可概括為“三省一免”，即省地下墻、省內(nèi)支撐、省地基加固、免降承壓水，以曹莊站為例，在提升安全的前提下，減少了鋼筋混凝土用量18%，減少鋼筋用量9%，減少土體水泥系加固67%，為降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的低碳綠色轉(zhuǎn)型提供示范。

精工細(xì)作

智能化作業(yè)提高施工精度及效率

與傳統(tǒng)的單體式沉井相比，采用連續(xù)沉井建造軌道交通地下車站，需要各節(jié)沉井最終水平位置、姿態(tài)、深度的精度嚴(yán)格控制，才能保證車站主體結(jié)構(gòu)成功平順貫通。本工程施工中采用了全過程的數(shù)字化管控，在結(jié)構(gòu)壓入下沉、土方水下挖掘、泥漿潤滑減阻等方面，一改以往僅靠人工經(jīng)驗的方式，通過先進(jìn)的數(shù)字化裝備開展無人化施工作業(yè)，拒絕粗放型標(biāo)簽，讓土建施工也變得很精確。

聯(lián)合院士團隊開展全生命周期安全管控

結(jié)合本工程，中國工程院院士朱合華教授團隊開展了科研項目“沉井車站施工數(shù)字孿生安全動態(tài)管控課題研究”，通過數(shù)字孿生技術(shù)，針對曹莊站構(gòu)建了可服務(wù)全生命周期安全管控的數(shù)字化映射模型，在施工階段，可基于海量實測數(shù)據(jù)智能分析，及時提供信息化施工依據(jù);在使用階段，預(yù)估施工后周邊地塊開發(fā)引起的車站變形并提前預(yù)警。此科研項目的開展，可為國內(nèi)同類型項目的進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新提供扎實的理論支撐，形成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新質(zhì)生產(chǎn)力。

數(shù)字孿生安全管控模型示意圖

曹莊站作為國內(nèi)首個連續(xù)沉井法車站，顛覆了長久以來學(xué)術(shù)界、工程界對軟土地區(qū)狹長型地下工程建設(shè)手段的思維定勢，填補了國內(nèi)的技術(shù)空白，已在第十四屆全國土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)大會、中國巖土工程施工新技術(shù)與新裝備交流會、中國綠智軌道交通創(chuàng)新發(fā)展論壇等全國性會議中進(jìn)行巡回演講，并受到中央廣播電視總臺央視一套節(jié)目的專題報道，在行業(yè)內(nèi)獲得熱烈反響。