城市地下空間開發中的逆作法施工技術

王晉華

(中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100100)

1 工程概況

基于科學的方式利用地下空間，可有效解決地面壓力過大的問題，這一思路有助于推動城市的持續發展，為環境治理、減少后期路面開挖次數等工作提供更多支持，是現階段尤為重要的發展方向。

本標段綜合管廊是城市基礎建設的重要內容，在K1+327～K1+362區段上穿地鐵6號線盾構曲線，該段總長度35 m，底板與地鐵隧道間距約3.96 m，相較于地鐵6號線，設置的頂進中心線與之形成88°交角。為最大程度降低管廊施工中對于地鐵線路的不良影響，避免基坑開挖而引發結構上浮現象，最終選定為預制頂進的施工方法。重點體現在施工準備工作，針對擬頂進底板下方的1.96 m土體采取處理措施，通過深孔注漿的方式提升該部分土體的穩定性。頂部覆土約1.0 m，經衡重后基于頂進法有序施工。

2 工藝原理及施工技術的優缺點

逆作法是典型的封閉式方法，相比于常規的敞開式工藝而言，其存在諸多突出優勢。該工藝的原理為：在建筑物周邊施作連續墻，合理設置柱下支撐樁，隨后再施工首層結構，將其作為水平分界層，在此基礎上向上、下層有序施工，結束地下室底板施工作業后，依次施作復合柱與復合墻[1]。

在地下空間施工中，相比于傳統方法而言，基于逆作法具備如下優勢：①在地下空間施工作業時可兼并展開地上部分的施工，提升了施工效率，控制施工成本；②基坑開挖不會引發明顯的形變現象，降低對周邊環境的不良影響；③工藝流程更為簡單，可精簡工序，土方開挖與防水層施工均可在短時間內有效完成，彰顯出優良的效益性。

盡管逆作法的優勢較為明顯，但也存在一些局限性，具體有：①施工空間較為狹窄，無法為大型機械設備提供支持；②基于逆作法展開施工作業后，基坑支護則與地下室連接成整體，在后續施工中不具備靈活調整支護的可能，帶來施工僵化現象；③雖然逆作法的應用效果較好，但依然沒有完全普及，行業內缺乏對該技術的故障應對體系。從施工單位的角度來看，僅將其視為一種特殊的方法，對本質內容的掌握較為淺顯，施工中存在的問題難以得到有效解決，在持續影響之下將會引發嚴重工程事故[2]。

3 施工技術要點

3.1 旋噴樁圍護結構

經分析，箱涵頂部覆土約為1 100 mm，在此情況下頂進施工必然會引發周邊地層擾動現象。為給頂進施工創設優良條件，需要控制兩側土方產生的主動土壓力，從而降低對頂進涵結構的影響，具體采用的是超前支護措施。施工中，在頂進涵兩側分別增設具有足夠穩定性的旋噴樁，從而構成圍護結構。

旋噴樁的工藝參數尤為關鍵，為梅花形布置方式，樁結構直徑600 mm，有效注漿厚度1 050 mm。施工中需得到雙重管旋噴鉆機的支持，到達指定標高處，設置二重管高壓旋噴樁，將其作為施工的樁間止水帷幕，利用高壓發生裝置得到20 MPa高壓漿液，同時通過壓縮機制造足夠穩定的壓縮空氣(要求壓力達到0.7 MPa)，將二者導入對應的噴射管內，隨后通過同軸雙重管噴嘴噴射，有效沖擊土體，得到注水帷幕樁結構。在此過程中，注漿管持續旋轉與提升，從而得到了具有圓柱狀的樁體，噴射出的漿液將會與土持續作用，經過物理、化學反應后，最終固結為穩定的樁結構，具備較高的支護、止水能力。圖1為地面旋噴樁布置示意圖。

圖1 地面旋噴樁布置示意圖

3.2 冠梁施工工藝流程

經圍護樁無損檢測后，便可展開樁頂冠梁的施工作業，此環節為分段的方式，具體流程為：將樁頂浮漿清理干凈，在冠梁處存在經過錨固處理的鉆孔，需對該部分注漿施工；以兩側立模為準，合理調節水泥砂漿用量，經修正后再在樁間設置水泥砂漿墊層?；谠O計方案，控制圍護樁主筋在冠梁內的長度，達到35天且不可小于50 cm。部分圍護樁主筋存在一定的彎曲現象，需通過機械設備冷彎取直，并將存在于鋼筋上的浮漿清理干凈，做好上述準備工作后綁扎冠梁鋼筋；使用組合鋼模，且為單側支模的方式；每完成一次冠梁澆筑施工后，都要對其振搗以便提升密實性，要求冠梁表面足夠平整，隨后保溫養護，持續時間至少為7天。

3.3 基坑土方開挖

1)土方開挖原則?；谧陨隙碌牧鞒逃行蛲七M，滿足豎向分層、縱向分段的原則。

2)土方開挖布置。在施工現場適配2臺PC360挖機，二者協同作業，從北部開始逐步向南推進。持續開挖且到達地下3 m后，由于設備工作范圍有限，中間土方難以有效挖除，此時需使用1臺120挖機輔助處理，將產生的土方轉移到基坑的邊部位置。當開挖到錨索鋼圍檁所在區域時，需要設置錨索，同時安裝鋼圍檁，通過張拉的方式使其達到設計軸力值，隨后展開后續土方的開挖作業。

3)降排水施工。基于對地質勘察資料的分析，得知地下水與地表間距為9.47 m，本工程中基坑開挖深度均控制在7 m內，但為了全面確保施工安全，降水井施工必不可少。在基坑開挖之前便要完成水位觀測井的施工作業，工作坑兩側的觀測井數量以4口為宜。

4)土方共分為三層開挖作業。

(1)結束樁頂冠梁施工后，開挖第一層土方。首先需要在支護樁兩側開槽，通過人工作業的方式將樁間土清理干凈，破除樁頭后再澆筑C15混凝土，形成厚度為10 cm的墊層結構，綁扎冠梁鋼筋，支立模板并澆筑，隨后錨索鉆孔并注漿，合理控制張拉力度，有效完成張拉作業。

(2)完成腰梁的施工作業并設置錨索后，便可展開第二層土方開挖作業。施工馬道，首先從北部開挖，逐步向南推進。坡道的具體位置應在基坑東南角，該處應預留一定范圍的待噴錨邊坡，將其作為馬道的一部分，并以實際坡度為準合理修筑，形成運土馬道?？刂坪玫诙娱_挖深度，本工程為地表下5 m，到達該處后設置錨索與腰梁，經張拉后便可進入到后續層的開挖作業。

(3)馬道部位土方開挖。從地理位置來看，運土馬道臨近運河東大街，可以為運渣土提供便捷的運輸通道；結束基坑換填作業后，便可在長臂挖機的支持下進行倒退式開挖作業，持續施工并到達設計斷面，隨后采取網噴支護措施。相較之下，第三層土方開挖深度較淺，為2 m。

3.4 模板工程

1)通過多層板支搭的方式得到施工所需模板，在搭接過程中需要合理調整結構外緣尺寸，通過水準儀精確獲得模板頂面高程。要求所用模板的尺寸足夠精確，具備優良的剛度與強度，能夠有效承受側壓力等多種荷載[3]。所用模板構造簡單，可提升拆裝效率，且要滿足鋼筋綁扎、澆筑等多個環節的施工要求。

2)在設計圖紙的指導下精確放樣，要求模板安裝位置足夠合理，并設置適量的撐桿，確保模板的穩定性，使其能夠承受側向壓力，抵御外界氣候的不良影響。支立模板時，需要控制接縫質量，該處的混凝土應足夠平整，接縫設計需要充分考慮到外觀需求，具有足夠的平直性。

3)刷涂模板內表面，要求各處的脫模劑足夠均勻，從而避免與混凝土粘結現象。在澆筑之前，確保模板達到潔凈的狀態，不可殘留鋸末等雜質。

4)結束模板安裝作業后，施工人員先自檢，然后再交由質量專員做進一步檢查，無誤后上報監理驗收。

4 結束語

綜上所述，逆作法是現代工程領域的重要技術形式，將其應用于地下空間施工中，可解決支護穩定性不足、施工周期過長等問題。實際結果表明，若以項目實際情況為準，合理運用逆作法，做好施工組織工作，注重各處細節的質量，最終的施工效果可滿足工程要求，且具有可觀的經濟效益。

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