蓋挖逆作法在城市地鐵車站工程中的應用

長沙市軌道交通集團有限公司，湖南 長沙 410004

近年來，蓋挖逆作法在城市地下工程中得到了廣泛運用，與明挖法相比，在工法、作業順序方面均存在較大差異，其采取的是先蓋后挖方法，可及時恢復地面交通，最大限度地降低對周邊環境的影響。城市地鐵車站工程中運用蓋挖逆作法可有效控制基坑變形、減小地面沉降、縮短施工占道時間，值得推廣運用。

1 城市地鐵車站工程概述

隨著我國城市規模的持續擴大，城市人口數量快速增加，機動車輛保有量逐年增長，交通情況不斷惡化。為有效改善城市環境，地下軌道交通的建設不斷推進，其不僅是一個國家國力的展現，也是解決城市交通緊張狀況的有效途經。

從城市軌道交通實際建設情況來看，為滿足人們的出行需求，地鐵車站主要修建在交通繁華的鬧市區，受到周邊管線、建筑物以及地面交通的影響，施工場地十分有限，這對地鐵車站工程提出了更為嚴苛的要求。基于市容環境、建筑物與基坑施工安全以及社會經濟效益等多方面的考慮，蓋挖逆作法已經成為一種較為理想的施工方法，也得到了諸多施工單位的青睞，文章主要圍繞蓋挖逆作法施工技術展開詳細分析。

2 蓋挖逆作法的施工步驟及應用優勢

我國對蓋挖逆作法的應用起步較晚，首次成功使用蓋挖逆作法的是1992年開工的上海地鐵陜西南路、常熟路兩座車站，大幅度縮短了占道時間。2005年、2010年、2014年，逆作法均被納入《建筑業10項新技術》，極大地促進了此項技術的推廣運用，當前蓋挖逆作法在我國地鐵車站中均實現了廣泛運用。地鐵車站工程蓋挖逆作法的主要施工步驟如下：（1）施作地鐵車站基坑周邊圍護結構、中間柱；（2）明法施工頂板結構，頂板支撐在圍護結構、中間柱上；（3）在頂板支護下，由上至下暗挖，并施作邊墻、中板、底板。

蓋挖逆作法在城市各類地下工程尤其是地鐵車站中的推廣運用得益于其與明挖法不同的技術特點。結合相關理論與工程實踐經驗分析，蓋挖逆作法的應用優勢主要表現在以下四個方面。（1）占用地面時間短。地鐵車站工程蓋挖逆作法的運用可有效縮短占用地面的時間，土方回填時先施工頂板，頂板強度達標后進行回填，回填后可恢復交通。（2）施工時間與組織靈活。運用蓋挖逆作法進行地鐵車站地下作業對外界的影響相對較小，施工時間靈活，可采取分段施工、左右兩幅施工方法，減少對交通的影響。（3）對周邊環境影響小。地鐵車站運用蓋挖逆作法，頂板封蓋后可有效減少對周邊環境的影響，有效控制粉塵的擴散，對人們的日常生活影響較小。（4）施工安全系數高。地鐵車站蓋挖逆作法采取的是自上而下的施工順序，支撐結構就是工程建筑自身，整個施工作業安全性較高。

3 蓋挖逆作法在城市地鐵車站工程中的實際運用

3.1 工程概況

文章以某城市地鐵車站工程為例展開分析。該車站為地下3層島式站臺，與已建成車站呈T形換乘。車站采用雙柱三跨矩形框架結構，尺寸為146.05m×22.1m（長×寬），覆土2.2m。此車站有出入口4個、風道2座，采用蓋挖逆作法，結構底板最大埋深為24.4m，基坑圍護結構、中間柱以及框架結構施工參數如表1所示。

表1 基坑圍護結構、中間柱以及框架結構施工參數

3.2 工程地質環境

該工程場地分布有雜填土、黏性土、淤泥質土、粉土及粉砂，土質松軟；地下水埋深淺，潛水、承壓水埋深分別為1.2～2.0m、2.5～2.8m。主體結構位于承壓水層中，施工擾動極易導致基坑突水、管涌，需采取管井分層抽排的方式降水。車站東側為城市主干道，東側、西北側均分布著各種建筑物，西側緊鄰已建成車站，城市主干道下為已建成車站建設時改移后的新建管線。

3.3 蓋挖逆作法方案

該項目地鐵車站圍護結構采用地下連續墻，與中間柱共同承載。中間柱分為兩種：一是永久柱，二是臨時柱。2根永久柱內設1根臨時柱，結構框架施工完成后拆除臨時柱。開挖施工期間，采用一撐兩用方式約束地下連續墻變形，每層開挖后先施作頂板，以頂板為水平支撐，阻止墻體位移、基坑變形，在頂板支撐的作用下，繼續開挖下層土方。

3.4 蓋挖逆作法施工順序

該工程蓋挖逆作法施工順序如下。（1）疏導地面交通、拆改場地內管線；施作地下連續墻、中間柱以及基坑降水井。（2）采用明挖法開挖頂板結構基坑，地模施工車站頂板結構。（3）回填頂板土方，恢復路面交通；開挖地下一層土方，地模施工車站地下一層樓板結構。（4）開挖地下二層土方，地模施工車站地下二層樓板結構。（5）開挖地下三層土方，安裝鋼支撐，澆筑底板結構。（6）拆除鋼支撐，澆筑地下三層側墻、永久中間柱，形成支撐柱。（7）澆筑地下二層側墻、永久中間柱。（8）澆筑地下一層側墻、永久中間柱、格構柱。（9）混凝土達到設計強度后，拆除臨時中間柱，封堵降水井。（10）施作站臺板等結構。

3.5 蓋挖逆作法關鍵技術

（1）地下連續墻施工技術。該項目地下連續墻采用分段跳槽開挖方法，槽段長為6m，以“十”字鋼板連接槽段，具體施工要點如下。①導墻。導墻深度為1.7m，墻頂在地面以上0.15m，混凝土現澆。②成槽施工。跳一挖一，開挖后以膨潤土泥漿護壁。③水下灌注混凝土。槽孔驗收合格后，吊裝鋼筋籠，灌注連續墻混凝土，采用導管法進行水下灌注，導管直徑為0.3m，每槽段設2根導管，槽頂超灌量≥50cm。④墻段接頭處理。采用“十”字鋼板連接方式，連續墻接頭處用刷壁器清刷后，方可繼續澆筑施工，每道連續墻接縫位置基坑外側設3根φ800mm高壓旋噴咬合樁止水。

（2）中間柱施工技術。該工程永久柱為格構柱外包混凝土，臨時柱為格構柱，下端均設混凝土基樁，具體施工要點如下。①格構柱由工廠加工。②基樁旋挖成孔，采用導管法水下澆筑混凝土。③格構柱采用先插法，吊裝入鋼筋籠中心，固定可靠后灌注基樁混凝土。④永久柱施工時，在格構柱四周澆筑混凝土，待結構混凝土強度滿足設計要求后拆除臨時柱。

（3）地模施工技術。該工程蓋挖逆作法施工中，頂板、中板均采用地模施工方法，具體施工要點如下。①土方開挖至設計標高后，夯實地面，局部換填，鋪設C30混凝土作墊層，厚度為50mm，墊層澆筑時每2m設置橫向分割斷縫，方便拆除地模，特殊部位地模做法如圖1所示。②墊層混凝土干燥后刷脫模劑，不得沖洗。③下層施工時隨土方開挖及時拆除地模。

圖1 特殊部位地模做法

3.6 工程實施效果

該工程按期完成作業，整個施工過程中未出現大面積滲漏；結構頂板差異沉降最大值為2.8mm、連續墻側向最大位移為6.3mm，結構安全可靠。

4 結束語

綜上所述，地鐵車站是城市交通體系的重要組成部分，為有效應對周邊復雜的交通環境、建筑與管線分布情況，蓋挖逆作法逐漸得到了廣泛運用。地鐵車站蓋挖逆作施工中，合理組織開展圍護結構、中間柱以及土方開挖施工，可保證施工過程安全、無質量隱患，為后期地鐵運行奠定堅實的基礎。