張 磊

（中國鐵工投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 101318）

隨著我國城市化進(jìn)程地不斷發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，很多土地資源被大幅開發(fā)，如何合理運(yùn)用土地資源成為當(dāng)前發(fā)展的新問題。在地鐵車站修建過程中，蓋挖法是最常使用的施工方法，其中逆作法占地面積小、施工靈活、受外界環(huán)境影響較小，施工質(zhì)量較高。

1 工程概況

某地鐵車站位于城市在建路線上，地面交通流量相對較大，針對該狀況，選擇逆作法施工。該地鐵車站東西長346.5m，寬31.4m，整體結(jié)構(gòu)高16.4m，車站頂部上方覆蓋土層厚度約為2m。地鐵車站由3 層結(jié)構(gòu)組成，第一層高3.9m，主要以地下過街通道為主；第二層高4.5m，主要以站廳為主；第三層高6.5m，以站臺為主。根據(jù)施工需求，在地鐵車站整體結(jié)構(gòu)外側(cè)增加護(hù)壁樁，該樁由?650mm 的混凝土灌注而成，長32.6m，護(hù)壁樁中心距離為2m，總計(jì)需要672 根。沿著地鐵車站縱向軸線，在其兩側(cè)設(shè)置中間支撐樁，縱向中心距離為7m，兩側(cè)排距為6.5m，此階段總計(jì)需要98 根。當(dāng)中間立柱處于地鐵車站底下方時，需要使用?1 750mm 的鋼筋混凝土對其進(jìn)行灌注，總共需要長度為18m；而當(dāng)其處于地鐵車站底部的上方時，需要使用?700mm 的鋼筋混凝土對其進(jìn)行灌注。之后，按照“自上而下”的順序?qū)Φ罔F車站進(jìn)行施工，當(dāng)施工到達(dá)第三層時，頂板側(cè)墻沒有進(jìn)行閉合之前，已經(jīng)完成結(jié)構(gòu)自身重量以及荷載都需要由中間立柱和連續(xù)樁來支撐。該地鐵車站是迄今為止，我國第一座使用中間支柱與連續(xù)樁來對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐的地鐵車站。

2 地鐵車站蓋挖施工技術(shù)

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

地鐵車站施工前，需要對四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，最常用的攪拌方式是CSM 深層攪拌，它在一定程度可以保證形成墻體的深度較大、垂直精準(zhǔn)度高、止水能力和適應(yīng)能力均較強(qiáng)，并且可以有效實(shí)現(xiàn)無縫連接。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的CSM 墻體內(nèi)，需要安裝“工字結(jié)構(gòu)”鋼，在安插過程中使水泥的摻入量在25%左右，并且加固要求還需要滿足水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.8MPa?？梢赃x擇“雌雄槽段，硬銑工法”的方法來進(jìn)行施工，而這種施工方法主要就是對一期凹槽區(qū)域的墻體（雄槽區(qū)域）先進(jìn)行施工，當(dāng)該區(qū)域的硬度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時，再對二期凹槽區(qū)域的墻體（雌槽區(qū)域）進(jìn)行施工作業(yè)。使用這種方法進(jìn)行施工的優(yōu)勢在于對二期進(jìn)行施工作業(yè)時，不會將所需要的泥塊摻入到相鄰的一期施工中，可以有效保證施工過程的質(zhì)量。地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)所使用的連續(xù)墻是以“兩墻合一”的方式存在，并且跟臨時圍護(hù)結(jié)構(gòu)在一同施工過程中，均需要滿足相對較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，具體施工措施如下。

1）在設(shè)置凹槽過程中，需要使用自動糾正偏差設(shè)備對其垂直情況進(jìn)行跟蹤與觀察，實(shí)現(xiàn)隨挖隨糾的效果。在凹槽設(shè)置完成之后，還需要利用超聲波探測儀對其進(jìn)行復(fù)查，一旦出現(xiàn)垂直不滿足相關(guān)要求時，要對其進(jìn)行整改。

2）當(dāng)某處凹槽區(qū)域土質(zhì)相對較差時，需要使用水泥攪拌樁對其進(jìn)行加固處理，可以有效保證凹槽圍壁具有穩(wěn)定性。選擇優(yōu)質(zhì)膨潤土并將其快速補(bǔ)入，高度須滿足相關(guān)規(guī)定。連續(xù)墻墻端區(qū)域可以利用底部灌漿方式來進(jìn)行加固，具體如圖1 所示。

圖1 “工字結(jié)構(gòu)”鋼接頭防繞流措施

3）在鋼筋籠外側(cè)與“工字結(jié)構(gòu)”鋼中間的縫隙處填補(bǔ)袋裝砂石，每次填補(bǔ)2.5m，并在下方過程中將接頭箱進(jìn)行壓實(shí)處理。需要使用鋼絲刷對“工字結(jié)構(gòu)”鋼的凹槽處進(jìn)行刷壁處理，刷壁25次以上，保證周圍沒有泥漿。

2.2 中間立柱施工

地鐵車站中間的立柱區(qū)域需要使用?800mm的鋼管進(jìn)行混凝土澆筑，立柱內(nèi)部則需要灌注C40 的混凝土，并且灌注完成之后呈現(xiàn)出無筋且流動性高的形態(tài)，鋼管立柱由厚18mm 的鋼板卷至而成，跟各個連接板之間需要額外增加抗剪鋼板、鋼牛腿以及抗拉鋼板等。采用?3m 的人工挖孔技術(shù)，使用鋼筋厚度在20～25cm 的砼保護(hù)圍壁，將其從淤泥層穿出后對其進(jìn)行攪拌與加固；挖掘至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度之后，需要對孔內(nèi)尺寸以及垂直程度進(jìn)行檢查，并確定基底巖石性能是否符合規(guī)定；對中間立柱進(jìn)行水泥灌漿，完成后對鋼管立柱進(jìn)行吊裝，確定精確位置，并使用高拋的形式對鋼管立柱內(nèi)部的砼進(jìn)行振搗。中間立柱施工工藝如下。

1）?3m 人工挖孔施工 中間立柱挖孔樁與圍護(hù)挖孔樁需要同時施工，并且需要利用鋼筋砼來保護(hù)圍壁，每次挖掘深度在2.5m 左右，周圍的保護(hù)壁整體呈現(xiàn)“上小下大”的形狀，這樣可以將上下進(jìn)行有效銜接，上下兩個口的直徑距離分別為3m 以及2.5m。人造巖石區(qū)域需要采取微差方式進(jìn)行爆破，挖孔到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度時，需要對巖石屬性進(jìn)行確認(rèn)，再將中間立柱鋼筋籠按照定位放入，對中間立柱進(jìn)行灌注。

2）基層底座施工 灌注完成后的中間立柱，其標(biāo)準(zhǔn)高度需要比基層底座低一點(diǎn)，在初次凝固之前需要對其進(jìn)行預(yù)埋處理，等立柱強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%左右安裝基層底座，?3m 的固定螺栓需要使用環(huán)氧型樹脂砂漿，將其埋入至事先預(yù)留的孔內(nèi)。

3）鋼管立柱施工 使用吊車將鋼管立柱吊起后，對立柱底部與基層底座鋼板進(jìn)行連接，立柱頂部以下2m 左右均使用可以調(diào)節(jié)的支柱作為支撐。

4）鋼管立柱灌注 采用C40 砼進(jìn)行灌注，并且讓其坍落度維持在12～15cm，所使用的粗骨料中最大粒徑為12.5mm。當(dāng)拋落大于0.85m3時進(jìn)行灌注；當(dāng)立柱頂部的拋落高度小于3.5m時，則需要使用插入的方式對其進(jìn)行充分振搗。對鋼管立柱灌注過程必須連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)灌注位置低于鋼管頂部150mm，并且強(qiáng)度達(dá)到70%時，需要使用等級相同的膨脹砼對鋼管進(jìn)行填補(bǔ)，直到溢出后對其進(jìn)行壓實(shí)處理，隨后焊接即可。

2.3 防水層施工技術(shù)

在進(jìn)行防水層施工時，頂部以上需要使用4mm 厚的雙層防水材料SBS，還需要在上面增加5mm 厚的保護(hù)層。在對側(cè)墻進(jìn)行防水層施工時，混凝土表面需要用砂漿找平處理；側(cè)墻防水層使用厚0.9mm 的EVA 防水材料，電熱焊接處理。側(cè)墻的EVA 防水材料需要跟砂漿找平層之間有一層泡沫墊層，可以起到緩沖作用，同時也能防止?jié)B水，還可以避免腐蝕防水膜。

地鐵車站頂部的SBS 防水材料從頂部四周向外側(cè)延伸，通過保護(hù)壁上方10cm 厚的混凝土過渡到保護(hù)壁以及混凝土的內(nèi)部，在側(cè)墻混凝土頂部70～90cm 范圍內(nèi)，需要額外增加厚8mm 的SBS 防水材料。圖2 中深色區(qū)域則為需要鋪墊的防水層。

圖2 地鐵車站頂部與側(cè)墻防水層

地鐵車站中間立柱需要穿過底部混凝土層以及EVA 防水層，使用同樣的方法，將ECB 作為過渡材料，外圈區(qū)域與底部使用EVA 防水材料，內(nèi)圈區(qū)域跟已經(jīng)貼合在鋼管立柱底部的SBS 防水材料進(jìn)行貼合。為了加強(qiáng)鋼管立柱與SBS 防水材料之間的粘合程度，可以在其上方增加一層密紋狀的玻璃布，在四周涂四層以上的聚安脂，厚度達(dá)到3mm 即可。

3 應(yīng)用與分析

為了測試此次提出的逆作法蓋挖施工技術(shù)是否可以有效預(yù)防地鐵車站施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，選擇該地鐵車站為實(shí)驗(yàn)對象，通過實(shí)驗(yàn)平臺對其進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)測試為受到相同環(huán)境因素影響的地鐵車站，首先對3 種不同的施工技術(shù)，分析地鐵車站發(fā)生水平位移的距離，圖3 則為此次實(shí)驗(yàn)的具體結(jié)果。

圖3 不同施工技術(shù)發(fā)生水平位移對比圖

由圖3 可以看出，使用明挖法、暗挖法和本文方法對地鐵車站挖掘產(chǎn)生的水平位移平均值分別為52.56mm、35.69mm 和17.25mm。為了使測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，還需要在地鐵車站施工完成之后，對整體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降的位移距離進(jìn)行更近一步的測試，具體結(jié)果如圖4 所示。

圖4 不同施工技術(shù)沉降曲線示意圖

由圖4 可以看出，經(jīng)過6 個月的時間，3 種挖掘方法導(dǎo)致的沉降位移分別是200mm、100mm和45mm。綜上所述，使用本文技術(shù)方法進(jìn)行地鐵車站挖掘施工時，水平位移以及沉降位移的距離比兩種傳統(tǒng)技術(shù)方法都要短，這就表示文中的方法在實(shí)際應(yīng)用方面是有效果的。

4 結(jié)語

此次分析在明確了解傳統(tǒng)施工技術(shù)存在一定問題后，有針對性地解決了施工及質(zhì)量控制問題，為后續(xù)其它建筑工程或者其他區(qū)域建設(shè)提供解決問題的依據(jù)，減少質(zhì)量問題的產(chǎn)生。但此次提供的辦法還不夠全面，還可以通過對混凝土溫度控制，來配比出更加合適的施工材料，從而在各個角度都讓地鐵車站的蓋挖施工都變得更加穩(wěn)定與安全。O