關于蓋挖逆做法施工工藝在地鐵施工中的運用分析

柯建新

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

前言

地鐵施工項目建設過程中，其建筑結構頂板設計具有重要意義，尤其是在頂板上面自上而下分層挖掘上，需要對結構進行分層修筑，這也是蓋挖逆做法的主要表現形式。在該種方法實施過程中，由于該種方式可以進行控制變形和管線改移等操作，而且還不受天氣因素的影響，在鬧市區地鐵建設上十分常見。隨著時代的進步，人們對地鐵站的建設要求也越來越高，需要人們對該項技術進行深入研究。

1 蓋挖逆做法簡介

隨著空間密集度的不斷提升，道路交通負荷越來越高，這也為整個市政、地鐵等施工工作帶來了極大難度。為了降低對城市環境的影響，人們在具體的地鐵施工過程中引入了自上而下的施工結構，避免對周圍環境功能產生影響。逆做法施工工藝的主要原理是之上而下開展逐層施工，先從施工頂部開始。之后在頂部結構下方逐步進行土方挖掘和結構施工作業，提升整個結構的完成性。另外，在暗挖逆做工藝實施過程中，盡可能對周圍環境不會產生影響，進而在小斷面內部設置頂層結構承重體系和結構維護體系。之后，在承重體系的保護之下，將開挖斷面逐步擴大。另外，在大斷面體系的作用之下，頂部的結構頂板將會受到有效保護，并以頂部的結構作為地面環境的防護工程，由上而下開展內部結構施工工作。

站在蓋挖逆做法施工工藝原理角度來說，主要是對施工圍護體系和頂板承重體系的高程進行合理控制，并通過頂板施做將周邊環境系統恢復。在頂板的有效防護之下，可以實現土方的依次挖掘，以及之上而下施工結構的完美形成，確保整體結構具備永久性使用特點。當頂部的支護體系形成之后，暗挖和蓋挖施工工藝也趨近相同，可以為后續施工工作的開展提供便利條件。

2 蓋挖逆做法施工工藝特點

2.1 蓋挖逆做法施工工藝的優點

①該種施工工藝方法使用過程中，具體的圍護結構變形量很小，可以降低對鄰近建筑的影響。②由于臨時支撐系統的存在，并不需要在外架設開挖工作之中再次設立內支撐系統，在消減工作量的同時，進一步提升了工作臺等大型臨時設施的工作效率。③由于地鐵施工工作的主要施工場所集中在地下，對地面的影響較小，這也為城市發展創造了更多有利條件。④在穩定支撐體系下，整個作業風險可以大幅降低，為工作人員工作提供了一個有效的安全環境。

2.2 蓋挖逆做法施工工藝的缺點

①在結構施工縫處理上存在很多困難，站在地鐵工程角度來說，由于對施工縫的防水要求較高，如果施工縫無法得到有效處理，便會導致整個混凝土澆筑出現不密實等情況，一旦處理不當，便會形成滲漏。②在逆作法支撐位置處理上，很容易受到地下室層高的限制，無法對高度進行進一步調整。如果在施工過程中遇到較大層高的地下室，施工人員還需要對水平支撐設備或者是圍護體系進行重新設計，進一步增加了施工工作的工作量。另外，在挖土過程中，頂部始終處于密封狀態，出土和下料難度也較大，不利于后續施工工作的開展。③在封閉環境下，部分災害的施救難度也進一步提升，如火災、洪災等。④由于蓋挖逆做法施工工藝的全面實施，使得工序轉換次數明顯增多，進而造成初支結構中的材料浪費現象十分嚴重，工序時間也得到了進一步延長[1]。

3 蓋挖逆做法施工工藝在地鐵施工中的具體運用形式

3.1 施工注程

施工注程主要的工作內容如下：①施工準備；②圍護結構的施工，這其中還包括預留通道、豎井建設等等；③軍用梁板路面的有效建設；④將土方挖掘至頂板底標高位置處；⑤頂板結構的全面施工方；⑥站廳板上立柱的維護和建設，此項施工流程涉及到的內容很多，如下立柱、側墻以及部分地板等結構的施工操作，其中還涉及到剩余土方的開挖情況以及地鐵站臺層剩余土方的開挖情況；⑦接地網施工操作，該項施工需要與底板的防水層建設相配合，之后進行墊層施工，維護整個結構的密封性；⑧剩余地板結構層的施工和頂板防水層設計，在此過程中，人們需要對混凝土保護層進行完善和添加，做好臨時路面的拆除工作，這樣一來，整個頂板回填效果也會進一步展示出來，確保整個施工的完整程度。

3.2 主要工序描述

在整個蓋挖逆做施工開展過程中，相關工作人員：①要做的便是對鉆孔灌注樁進行設計，并從地面開始向下開展。②將基坑挖掘到頂板頂的標高處，以具體的施工標準為主，對施工樁頂冠梁和磚墻擋土墻進行建設，還要做好軍用梁的建設工作，最終確保路面交通不會受到任何影響。③將土方挖掘至頂板底標高處，根據施工頂板和頂縱梁設計情況，對邊墻鋼筋進行預留。④等到頂板中的結構強度與設計強度等價之后，人們便可以進行站廳層中立柱以及側墻處土方的開挖工作，兵做好側墻防水層的鋪設，施工中也應該以側墻、中縱梁結構設計為主。而在站廳層設計上，還要做好樓板上方的土方預留，為后續邊墻設計提供有利條件。⑤整個中立柱以及中縱梁等部分應該與具體的結構設計強度相符，并對樓板上剩余的土方量進行挖掘，確保剩余樓板結構不會受到破壞。⑥在地鐵施工過程中，待站廳層樓板的結構強度必須與設計要求相符，之后才能進行低板處土方的挖掘工作。另外，在側墻防水設計上，應該以施工站臺層中立柱以及底縱梁等部分的地板結構施工為主，并做好其中的鋼筋預留工作[2]。

3.3 疊合墻和復合墻的選擇

站在地鐵車站施工角度來說，疊合墻的綜合造價要對于復合墻，但其中的施工難度也較高，其施工質量也很容易受到一些其他因素影響。尤其是在結構板鋼筋的對接上，在連續墻接縫處無法對鋼筋連接器進行預留。另外，在邊節點接縫處很容易出現漏水現象，邊墻的裂縫也較多，進而引發更大的滲漏事故。據相關文獻研究資料顯示，在深圳市地鐵一期工程建設上，總共應用了7個站的疊合墻方案，存在很大程度的側墻豎向滲水裂縫，之間的間距也只有2～4m。在具體施工過程中，由于臨河以及地下水位具有較強的承壓性，含水層主要以粉砂層為主，透水性較強，在此種情況之下，使用復合墻結構可以確保其質量得到更大保障。

3.4 頂板、中板與地連接墻結合方式的創新

在整個連接墻施工過程中，主要以豎向構件設計為主，對施工期間產生的豎向荷載進行有效支撐，在實現永久工況的同時，還要做好抗浮樁的設計工作。為了可以將上述兩個功能同時實現，人們可以采用具體的連接墻施工時凹槽連接形式，做到鋼板預埋形式的全面創新，進而將局部受壓問題解決，具體原理如圖1所示。其次，在頂板和側墻交接處拉彎受力解決方案實施上，整個側墻頂部所受拉力將會是地下兩層站的3倍左右，整個彎矩也會進一步加大，僅僅通過配筋操作很難將施工階段的彎矩受力問題解決。因此，在具體施工過程中，應該以下面兩個方案的實施為主：

①在側墻上增加預應力鋼筋設計數量，或者是采用鋼絞線的施工方案，該方案在施工過程中的施工工序十分復雜，難度較大，而且在質量保證上也存在一些困難；②在兩側邊跨之中可以適當增加一些臨時性的鋼柱或者是樁基結構，進而對受力進行分擔。該方案在應用過程中具備造價高等缺點，立柱的設計也會對整個施工方案產生影響，進而導致側墻的受力持續提升。由于上述兩個方案存在不同程度的缺點，人們可以將“集接凹槽”法引入其中，為了提升設計質量，人們還可以在“集接凹槽”上下方設置一些角鋼，規格為70×70mm，為后續鑿除工作的開展創造有利條件[3]。

3.5 HPE液壓垂直插入鋼管柱工法的應用

在常規地鐵鋼管柱安裝過程中，工作人員需要下到孔底進行混凝土的鑿除以及定位器安裝，此項施工流程涉及到很多不安全因素，而且具體的施工周期較長，最短也要在10d左右，施工成本也較高。為了將該項不足之處改善，人們將HPE液壓垂直插入鋼管柱工藝引入其中，該項工藝屬于蓋挖逆做法中的一種模式，通過HPE液壓垂直插入機機身的插入裝置，在混凝土初凝之前完成相應操作，直到整個工作與設計標高相符為止。在該工藝施工過程中，需要以機械化作業實施為主，并不需要對定位器進行安裝，可以通過位移傳感器將管柱的垂直度在電腦上反應出來，確保其施工質量與標準情況相符。以大東門地鐵站施工為例，在整個鋼管柱施工操作完成之后，其偏位值被控制在1/500之內，而且該工藝的整體安裝時間保持在10～20h，促使施工工期大大縮短，如圖2所示。

圖1 板墻集接做法

圖2 HPE液壓垂直插入鋼管柱施工現場

4 總結

綜上所述，蓋挖逆做法的適用范圍極廣，可以在各種地質條件和周圍環境下開展作業，而且變形較小，施工效率較高，在確保建筑物安全的同時，還能實現施工速度的有效加快。另外，還能降低工程的總投資數量，施工工期大幅縮短。該方式在很多地區的地鐵工程建設上得到了應用，積累了豐富的施工經驗，同時具備很強的借鑒性。