任杰

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程和基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，土地資源大幅開發(fā)，合理利用成為社會發(fā)展新的問題。交通地鐵行業(yè)以合理利用土地資源的優(yōu)勢得到廣泛利用并推廣于各大城市。

蓋挖逆作法技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛，是地鐵車站施工技術(shù)之一，不僅能夠合理利用地上地下空間，有效緩解我國土地資源緊張問題，而且有施工占地小、施工靈活、受外界環(huán)境干擾小、環(huán)境污染小以及施工安全質(zhì)量和安全性能高等優(yōu)勢。

1 蓋挖逆作法相關(guān)概述

1.1 蓋挖逆作法概念

蓋挖逆作施工技術(shù)屬于地下工程建設(shè)施工技術(shù)，通過對地鐵車站的基坑圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱進(jìn)行合理施工，將結(jié)構(gòu)頂部或蓋板安置在樁和柱之上，上部可恢復(fù)道路通行或作為施工輔助場地等。同時按照自上而下的施工順序進(jìn)行土方開挖，逐層施工中隔板，利用中隔板、底板、頂板作為基坑內(nèi)支撐體系，相比明挖施工無需再設(shè)置臨時支撐。并且中隔板剛度大、穩(wěn)定性好，對基坑的安全穩(wěn)定非常有保障。邊墻等可根據(jù)進(jìn)度采取緊跟中隔板施工或后作等。

1.2 蓋挖逆作法施工背景

在城市化進(jìn)程發(fā)展迅速、土地資源緊缺以及利用率較低的背景下，人們越來越重視地下空間的開發(fā)，這為土地資源合理利用提供了新的思路。地鐵車站采用傳統(tǒng)的明挖施工技術(shù)施工，在施工過程中將影響道路的正常通行，造成交通堵塞等問題，這對于繁華的城市路段來說可行性非常低。而蓋挖逆作施工技術(shù)可以有效解決這個問題。先對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、中立柱及車站頂板施工，封閉基坑后，在結(jié)構(gòu)頂板的保護(hù)下再進(jìn)行地下土方、中隔板、底板等施工，直至施工全部完成。該技術(shù)的應(yīng)用可以使地鐵運(yùn)行在較短的時間內(nèi)恢復(fù)正常，緩解原有施工造成的城市內(nèi)部交通壓力，以保障社會和人們的正常生產(chǎn)生活，同時全封閉施工對周圍環(huán)境的影響較小。

1.3 施工特點(diǎn)

近年來，蓋挖逆作施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地鐵車站施工，優(yōu)勢明顯，極大促進(jìn)了我國交通運(yùn)輸行業(yè)以及城市化進(jìn)程的發(fā)展。基于此，相關(guān)技術(shù)人員對該施工技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行了總結(jié)，具體包含以下幾個方面。

1.3.1 施工方式靈活

在地鐵車站施工期間，根據(jù)實(shí)際施工地面的環(huán)境條件合理調(diào)整蓋板逆作施工技術(shù)工藝。例如，可以選擇分段施工或左右兩幅的施工方式，增加施工的靈活性，有效解決施工受限問題。

1.3.2 施工限制較小

蓋挖逆作施工技術(shù)大多在地下封閉空間進(jìn)行，受天氣環(huán)境變化等因素的影響較小。在施工條件允許的情況下，任何時間均可正常進(jìn)行施工，施工時間可以根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整。

1.3.3 環(huán)境污染小

施工區(qū)域基本在地下，上方位置已經(jīng)用結(jié)構(gòu)頂板封蓋，如此在施工期間產(chǎn)生的灰塵不會出現(xiàn)擴(kuò)散問題，施工噪聲也較低，對于周邊生態(tài)環(huán)境以及人們的日常生活影響不大。一定程度上降低了施工環(huán)境處理、隔音處理等成本，提高了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3.4 時間短安全性高

地鐵車站蓋挖逆作施工可在結(jié)構(gòu)頂板成型且強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求之后，進(jìn)行土方回填、恢復(fù)正常交通通行，整個過程時間短，對于城市的正常生產(chǎn)生活造成制約和影響也較小。除此之外，該技術(shù)的本質(zhì)是將建筑本身作為支撐，然后按照從上到下的順序進(jìn)行施工，因此施工安全系數(shù)相對較高。

2 地鐵車站蓋挖逆作法施工工藝

2.1 圍護(hù)樁施工

對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用地連墻、鉆孔樁等形式。某蓋挖逆作地鐵車站選擇φ1200mm 的鉆孔樁，樁長范圍為38～41.5m，各個樁之間的距離控制在1500mm合理布置，在某些特殊的區(qū)域可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加密布置，其樁間距控制在1400mm，總共使用樁體255 根。施工設(shè)備選擇旋挖鉆機(jī)，找準(zhǔn)施工位置并做穩(wěn)固處理，沿著既定姿態(tài)向下有序地鉆孔。值得注意的是，在進(jìn)行鉆孔施工時要重視檢測和質(zhì)量的嚴(yán)格把控，樁位中心線的縱橫向偏差要嚴(yán)格控制在50mm 范圍內(nèi)，而且垂直度的偏差要≤3‰。另外，實(shí)際樁高一般比設(shè)計(jì)高500mm，這主要是水下灌注法施工導(dǎo)致樁頂部存在浮漿，為了保障樁體混凝土質(zhì)量而超灌一定高度，使其在尺寸、強(qiáng)度、形態(tài)等方面符合施工設(shè)計(jì)要求。

2.2 中間立柱

對于地鐵車站地下工程施工來說，中間立柱對于整個工程項(xiàng)目起到至關(guān)重要的支撐作用。蓋挖逆作車站在地表上施作永久立柱樁，施工精度要求高，鋼管立柱安裝垂直度控制在1/500，而一般樁工設(shè)備難以達(dá)到要求，可采用HPE 工法和相應(yīng)的液壓垂直插入設(shè)備（HPE 機(jī)）施工。

2.3 頂板和中隔板

頂板施工主要包括地模上方的蓋板以及梁結(jié)構(gòu)。地鐵車站應(yīng)用蓋挖逆作法過程中，遇地質(zhì)條件較好時，頂板、中隔板一般采用地膜法施工。相關(guān)技術(shù)人員先要完成第一層土方施工，然后將鋼筋綁在地模上，繼而進(jìn)行混凝土澆筑工作。

蓋挖逆作施工中頂板嵌入圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，且頂板、中板主筋與圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼筋連接，使全包防水由此隔斷，增加防水質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)對這些部位進(jìn)行特殊處理?？刹捎迷陧敯迩豆虈o(hù)結(jié)構(gòu)部分鑿毛后涂刷水泥基滲透結(jié)晶涂料，頂板位置縱向布置緩膨型橡膠止水條及止水膠，頂板防水加強(qiáng)層與防水層間采用兩條聚氨酯密封膠封堵縫隙；中板與圍護(hù)結(jié)構(gòu)接觸位置涂刷聚合物防水砂漿等。

2.4 邊墻和底板

針對邊墻施工，要重點(diǎn)考慮澆筑密實(shí)度，尤其是與中隔板、底板、頂部施工縫位置的澆筑質(zhì)量。要合理應(yīng)用移動式邊墻支架，對實(shí)際施工現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合分析，基于此，對施工圖紙和計(jì)劃方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)一步選擇合理的分段形式對邊墻混凝土進(jìn)行澆筑施工。對于底板施工，必須要嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行。

3 蓋挖逆作法施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量把控

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)

地鐵施工時受施工荷載以及周邊環(huán)境的影響，處理不當(dāng)容易出現(xiàn)差異沉降現(xiàn)象，不僅耽誤施工質(zhì)量和進(jìn)度，安全性也難以保障。施工期間，相關(guān)技術(shù)人員要嚴(yán)格按照施工技術(shù)和原則進(jìn)行操作，保障圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和施工安全性。同時采用科學(xué)合理的監(jiān)測手段，實(shí)時監(jiān)測圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和周邊土體沉降，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)周邊建筑物出現(xiàn)沉降超標(biāo)時能夠及時進(jìn)行跟蹤注漿加固。

3.2 中間樁柱施工要點(diǎn)

中間樁柱分為混凝土柱和鋼管柱兩種類型。鋼管柱施工最重要的就是第一節(jié)樁的安置工作，必須嚴(yán)格控制樁柱的垂直。同時應(yīng)重視鋼管柱安裝工作，一般情況下采用上下兩點(diǎn)定位的方式?？紤]插入鋼管的需要，灌注樁的混凝土要有一定緩凝時間。還要注意的是，接樁質(zhì)量的嚴(yán)格把控，這不僅需要加強(qiáng)焊工專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)技能和崗前培訓(xùn)管理，提高操作人員的技術(shù)水平和專業(yè)能力，而且要在實(shí)際的焊接過程中嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和要求，并且在焊接完成后進(jìn)行檢測，確保焊接質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.1 鋼管柱的加工和吊裝

鋼管柱施工過程中，需加強(qiáng)對鋼管柱的加工和吊裝的重視，嚴(yán)格把控各項(xiàng)操作過程中出現(xiàn)的誤差。例如鋼管柱加工所選用的鋼板材料必須要保持表面干凈平整、整體質(zhì)量良好、無腐蝕等問題；按照鋼板壓延方向?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行卷管，最終使用坡口焊接的方式處理。針對鋼管縱向拼接問題，需要將豎向焊縫合理的錯開。鋼管柱加工完成后要對其進(jìn)行質(zhì)量檢測，一般情況下需要滿足以下規(guī)范：管端不平度≤3mm 以及圓度≤1/500。鋼管柱現(xiàn)場吊裝過程極易出現(xiàn)誤差，因此要加強(qiáng)控制和檢查，部分檢查項(xiàng)目以及允許偏差有：一是線和基礎(chǔ)中心線，其允許偏差為±5mm；二是控制設(shè)計(jì)標(biāo)高，其允許偏差控制在±10mm；三是頂面不平度的允許誤差要控制在5mm 內(nèi)；四是垂直度控制為1/500 樁長并且小于15mm；五是上下兩平面相應(yīng)對角線差，其允許偏差控制在1/1000 樁長而且小于20mm。

3.2.2 管柱的插入

對于鋼管柱的施工來說，液壓垂直插管法使用較多，如圖1 所示。使用的施工設(shè)施是液壓垂直插入機(jī)，樁基施工使用緩凝混凝土，再使用HPE 機(jī)垂直插入永久立柱，通過HPE 液壓垂直插入機(jī)身上的兩個液壓垂直插入裝置，將底端封口的永久性鋼管柱垂直插入支撐樁鋼筋籠中，直至插入至設(shè)計(jì)標(biāo)高。插入前HPE 機(jī)抱緊鋼管立柱進(jìn)行平移，兩臺全站儀同時在縱軸、橫軸兩個方向進(jìn)行觀測，HPE 機(jī)根據(jù)觀測結(jié)果調(diào)整位置并準(zhǔn)確就位，然后HPE 機(jī)邊插入鋼管立柱邊利用自身的精確調(diào)校裝置調(diào)整垂直度，全部過程在36h內(nèi)完成。

圖1 液壓垂直插入鋼管

3.2.3 鋼管柱的節(jié)點(diǎn)連接

鋼管柱施工過程中，技術(shù)人員要合理利用預(yù)留節(jié)點(diǎn)將其與基坑板和梁穩(wěn)定地連接在一起，從而形成相對完整的結(jié)構(gòu)體，保證受力均勻，提高穩(wěn)定性。值得注意的是，要將柱寬范圍內(nèi)的梁上邊縱筋部分采用焊接的方式穩(wěn)定在加強(qiáng)環(huán)上，需專業(yè)焊工使用雙面焊的技巧來操作，嚴(yán)格控制焊縫的長度要大于5d，其中d表示為鋼筋直徑，單位為mm；搭接長度要≥300mm；另外，針對柱寬范圍外且在梁上部的縱筋材料，要采取通常布置的方式處理。

3.3 主體結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)

3.3.1 頂、中、底板模板施工

基坑采用分層開挖方式施工，每完成一層施工均檢測其承載能力。頂板、中隔板采用矮支架法施工，基坑開挖到底后，施工10～15cm 混凝土作為鋼管架支撐；矮支架立桿橫向間距600mm，縱向間距900mm，主楞為Φ48 雙拼鋼管，模板為組合鋼模板。底板采用C20 的混凝土形成厚度為10～20cm 的墊層，后續(xù)在其上方鋪設(shè)防水層，再在其上施工防水保護(hù)層、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等。

3.3.2 側(cè)墻模板施工

側(cè)墻采用單側(cè)自行式模板臺車施工，鋼模面板采用5mm 鋼板，單幅模板寬度為1.5m；模板脫模/立模均采用液壓行進(jìn)方式采用臺車自帶電機(jī)自動行走系統(tǒng)。側(cè)墻澆筑時在頂部設(shè)有混凝土下料的傾斜口，混凝土澆筑至施工縫以上20cm。側(cè)墻模板安裝時設(shè)置觀察窗及振搗口，配置附著式振搗器。主體結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，利用預(yù)埋的可重復(fù)注漿管進(jìn)行注漿，把施工縫填充密實(shí)。側(cè)墻模板臺車見圖2。

圖2 側(cè)墻模板臺車示意圖

3.3.3 防水措施

針對結(jié)構(gòu)頂板的防水，一般是布置2.5mm 的單組分層聚氨酯涂抹防水層，并且為了增強(qiáng)防水效果，需分多道進(jìn)行涂抹。針對底板和側(cè)墻模板的防水，一般選用4mm 雙面黏合瀝青基聚酯胎預(yù)鋪防水材料，結(jié)構(gòu)不同，鋪設(shè)方法也要進(jìn)一步選擇。多數(shù)位置選擇搭接的施工方式。針對施工縫的防水處理，合理布置止水膠的同時還要適當(dāng)涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水材料。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年實(shí)踐證明，蓋挖逆作技術(shù)憑借施工便捷高效、安全可靠、成本低以及環(huán)境污染小等優(yōu)勢在地鐵車站建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛。該技術(shù)不僅可以合理有效地利用城市土地資源，從根本上解決城市交通運(yùn)行堵塞問題，在一定程度上也促進(jìn)了城市交通運(yùn)輸行業(yè)和城市化進(jìn)程的發(fā)展。因此，對于地鐵車站建設(shè)工作來說，要合理應(yīng)用蓋挖逆作施工技術(shù)，把握施工要點(diǎn)，凸顯施工技術(shù)優(yōu)勢，對于進(jìn)一步提高地鐵車站建設(shè)的質(zhì)量和效率有積極作用。