曾杰

摘要：隨著地鐵工程的大力建設(shè)，地鐵工程的施工進(jìn)行也在如火如荼地進(jìn)行，本文結(jié)合某地鐵車站蓋挖逆作法的事例，針對地鐵車站蓋挖逆作法鋼管柱施工技術(shù)，采用了HPE插入機(jī)聯(lián)合安裝鋼管立柱以及旋挖鉆成孔的方法的措施。這一辦法大大提高了垂直度的控制精度以及施工進(jìn)度，保障了施工關(guān)鍵節(jié)點的工作質(zhì)量。希望對相關(guān)工作人員起到一定的幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵車站工程;逆作法;鋼管柱

大部分地鐵線路都從市區(qū)內(nèi)通過，為了避免造成對地面交通情況的干擾，以及降低對環(huán)境的影響，可盡量減少到最低限度，所以地鐵線路工程大都采用蓋挖逆作法。蓋挖逆作法的施工難度相較其他施工方法更難，對于技術(shù)的要求也較高。由于地下結(jié)構(gòu)層數(shù)的增加，對于中間立柱的精確定位以及垂直度的控制成為逆作法施工的一個難度極大的關(guān)鍵技術(shù)工作。

1、工程概況

某地鐵車站采用蓋挖逆作法進(jìn)行施工，主體結(jié)構(gòu)為地下二層，地鐵車站的總體長度大約494m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度23.3m，地下三層結(jié)構(gòu)為6號線換乘的節(jié)點。

運(yùn)用蓋挖逆作法進(jìn)行施工斷長、寬分別為96.2m、78.2m，地下一層、地下二層、地下三層形狀分別為八邊形、十邊形、一字形。蓋挖逆作段地下一層基坑、地下二層基坑、地下三層基坑約為10.5m、18.4m、25.85m。

基坑內(nèi)范圍各個土、巖層按照自上而下的順序分別為，素填土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層、黏土層以及粉粗砂礫層、砂質(zhì)黏性土層、全風(fēng)化片麻狀混合花崗巖層以及強(qiáng)風(fēng)化片麻狀混合花崗巖層。車站底板位于砂紙黏性土層以及砂礫層，車站的平均覆土深度大約為3.7m。地下水位穩(wěn)定狀態(tài)深5.0—2.4m。砂層主要是富水性及透水性較好的含水層。

地鐵車站蓋挖逆作段利用800mm厚的地下連續(xù)墻作為車站蓋挖逆作段的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，共68根φ600φ800的鋼管立柱，作為豎向支撐柱。鋼管柱全部使用Q345B的無縫鋼管，壁厚為30mm，內(nèi)部灌入C50級混凝土。鉆孔灌注樁作為鋼管立柱的基礎(chǔ)，采用階段鋼管立柱作為車站內(nèi)使用的基礎(chǔ)樁并兼做抗拔樁。采用直徑φ1.2m的鉆孔灌注樁，樁基插入中風(fēng)化巖層2.2—5.0m，作為端成型樁基。立柱中心線以及基礎(chǔ)中心線允許的偏差以及立柱頂面不平度的偏差都為±5mm;立柱頂面標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高間的誤差為+0～-20mm垂直度允許的偏差為長度的1/1000且不可大于15mm。

2、蓋挖逆作法施工鋼管柱的重點及難點

（1）在本工程的施工進(jìn)行中，逆作法施工段主要在地下三層結(jié)構(gòu)，鋼管柱的精確定位及垂直控制，鋼管立柱的高度較大，對于安裝質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)較高，都屬于在本工程進(jìn)行蓋挖逆作法施工時的重點之處和難點處。

（2）樁基混凝土需要進(jìn)行超緩凝[1]。為了給鋼管柱的定位及插入留出充足的時間進(jìn)行，這一時間不能早于24h。緩凝混凝土的配合比的實施與設(shè)計同樣是鋼管柱施工的關(guān)鍵點。

（3）樁基鋼筋籠的連接質(zhì)量十分關(guān)鍵[2]。它不僅影響鋼管柱的垂直度，一旦連接時鋼筋籠的安裝發(fā)生偏位情況則會影響鋼管柱的插入。

（4）通過工具柱與頂在地面以下4.5～5.9m的鋼管柱進(jìn)行連接，為了控制鋼管柱安裝質(zhì)量，需要通過HPE鋼管垂直插入機(jī)控制工具柱。但如何使二者中心線相吻合，且能連接牢固并且能進(jìn)行拆裝工具柱，保證其能重復(fù)進(jìn)行使用，這是工具柱和鋼管柱進(jìn)行連接的重點以及難點。

3、旋挖鉆機(jī)+HPE插管機(jī)聯(lián)合安裝法

（1）原鋼管柱設(shè)計安裝方法

以前的設(shè)計是采用常規(guī)的鋼管柱安裝方法，在完成了樁基成孔且完成澆筑混凝土后，人工進(jìn)行下到樁基孔內(nèi)進(jìn)行安裝定位器、鋼管柱的方法。其步驟如下：

（1）通過全護(hù)筒跟進(jìn)到鉆孔中[3]。然后在第一次澆灌混凝土?xí)r，要注意至鋼管柱地標(biāo)高上不低于500mm的位置;

（2）人工為了鑿除樁頭至鋼管定位器基座底[4]。需要下至第一次澆筑的混凝土頂面。

（3）進(jìn)行人工安裝定位器

（4）為完成鋼管柱定位需下放鋼管柱，并澆筑鋼管柱嵌固長度范圍內(nèi)的樁基混凝土

（5）在護(hù)筒與鋼管柱之間回填粗砂，繼續(xù)往上拔鋼護(hù)筒直到鋼護(hù)筒被拔出，鋼護(hù)筒要進(jìn)行重復(fù)利用。

（6）最后進(jìn)行澆筑鋼管內(nèi)的混凝土，就此完成鋼管柱安裝[5]。

原設(shè)計方案采用的鋼管柱的安裝方法，施工周期較長，工序十分復(fù)雜，且在施工過程中，工人要冒風(fēng)險到28m深的深孔里進(jìn)行定位器的安裝以及混凝土的鑿除，這一操作具有十分大的安全風(fēng)險，且施工的成本過高。所以選用旋挖鉆機(jī)+HPE插管機(jī)聯(lián)合安裝法。

三、旋挖鉆機(jī)+HPE插管機(jī)聯(lián)合安裝方法

（一）HPE插入機(jī)安裝鋼管柱示意圖，如圖一所示。

采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行樁基成孔，并在樁基混凝土達(dá)到基坑底的標(biāo)高后但要注意在混凝土開始初凝前，使HPE垂直液壓插入機(jī)，把底端封閉的永久性鋼管柱以垂直的角度插入支撐樁的混凝土中，插入至原設(shè)計的標(biāo)高。

HPE通過液壓垂直插入人機(jī)身上的兩個液壓垂直插入裝置以及液壓定位裝置。在對支撐樁的混凝土進(jìn)行澆筑過后、趕在混凝土進(jìn)行初凝前將底端封閉的永久性鋼管垂直插入在支撐樁混凝土中，知道插入到最初設(shè)計標(biāo)高，才算完成一根鋼管柱的施工。

（二）HPE液壓垂直插入鋼管柱的施工步驟

（1）先對鋼管柱進(jìn)行加工[6]。在鋼套箍與鋼管柱同時成型后，再整根運(yùn)往安裝現(xiàn)場。在對鋼管柱進(jìn)行焊縫時要采用Ⅰ級焊縫，且要在鋼管柱端部焊接一個圓臺形封端板。

（2）要進(jìn)行工具鋼管柱的制作，要采用直徑和壁厚全都與工程鋼管柱相同的無縫鋼管柱制作。采用在其管內(nèi)焊接內(nèi)襯鋼管的形式將工具鋼管柱與工程鋼管柱相連接。

（3）鋼筋籠的安裝及旋挖鉆機(jī)成孔，垂直度要求為1/300以上，且鉆進(jìn)速度為50/h，鋼筋籠要采用雙層主筋，且主筋的對接采用機(jī)械連接的方式，以保證鋼筋籠的垂直度。

（4）澆筑樁基混凝土，基礎(chǔ)樁的混凝土為了滿足插入鋼管柱的需要，必須要需要一段緩凝時間，且緩凝的時間不能小于混凝土的運(yùn)輸時間以及澆筑時間、插入機(jī)就緒時間、插入時間的總和。

（5）HPE液壓垂直插入機(jī)就位以及吊裝鋼管柱，一般情況下采用和兩臺吊車進(jìn)行多點臺釣，保證鋼管柱底端不能著地以及將鋼管柱緩緩放入液壓垂直插入機(jī)上。

（6）在垂直度控制中插入鋼管柱，因為本工程地蓋挖逆作底端為地下三層結(jié)構(gòu)，鋼管插入施工過程中對鋼管柱的垂直度控制精度要求極高。

（7）控制上浮力，因為鋼管柱底部的封閉，產(chǎn)生的較大福利，可通過在鋼管柱內(nèi)加水的措施抵消上浮力。

（8）鋼管柱內(nèi)孔口的固定以及向鋼管柱內(nèi)澆筑鋼筋混凝土，要在鋼管柱插入至設(shè)計標(biāo)高后對鋼管柱的上端進(jìn)行固定，鋼管柱安裝完成后進(jìn)行鋼管柱內(nèi)的混凝土澆筑。

（9）拆除工具柱和倒護(hù)筒最后進(jìn)行孔口回填，利用旋挖鉆機(jī)將鋼護(hù)筒拔出，在最后將孔口填平。

結(jié)束語：綜上所述，在地鐵工程施工中，相較于傳統(tǒng)的施工方法，蓋挖逆作法鋼管柱施工技術(shù)可以降低施工的安全風(fēng)險及成本，鋼管柱垂直度控制的精準(zhǔn)度高，質(zhì)量也可靠，保證施工質(zhì)量的同時，也提升了安裝施工效率。在逆作法施工中，采用HPE插入機(jī)聯(lián)合安裝鋼管立柱以及旋挖鉆成孔的方法十分具有實用價值及深遠(yuǎn)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 張曉鵬. 全蓋挖逆作法地鐵車站永久鋼管柱施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 北方建筑， 2020， 005（002）：P.54-58.

[2] 張存才. 蓋挖逆作法工程中鋼立柱的幾種施工方法[J]. 城市道橋與防洪， 2020， 000（004）：137-139.

[3] 彭永賀. 地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)研究[J]. 設(shè)備管理與維修， 2020， No.468（06）：150-151.

[4] 鄭佳. 對地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)的分析[J]. 建材與裝飾， 2019， 000（004）：243-244.

[5] 地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)研究[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2019， 46（06）：37-38.

[6] 肖筱. 城市地鐵車站工程的蓋挖逆作法施工技術(shù)探析[J]. 建筑技術(shù)研究， 2019， 002（008）：P.78-81.