地鐵車站蓋挖逆作法施工技術

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

隨著我國城市化進程和基礎建設的快速發展，土地資源大幅開發，合理利用成為社會發展新的問題。交通地鐵行業以合理利用土地資源的優勢得到廣泛利用并推廣于各大城市。

蓋挖逆作法技術性強、應用廣泛，是地鐵車站施工技術之一，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、受外界環境干擾小、環境污染小以及施工安全質量和安全性能高等優勢。

1 蓋挖逆作法相關概述

1.1 蓋挖逆作法概念

蓋挖逆作施工技術屬于地下工程建設施工技術，通過對地鐵車站的基坑圍護樁和結構主體樁柱進行合理施工，將結構頂部或蓋板安置在樁和柱之上，上部可恢復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、頂板作為基坑內支撐體系，相比明挖施工無需再設置臨時支撐。并且中隔板剛度大、穩定性好，對基坑的安全穩定非常有保障。邊墻等可根據進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

在城市化進程發展迅速、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，這為土地資源合理利用提供了新的思路。地鐵車站采用傳統的明挖施工技術施工，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可以有效解決這個問題。先對基坑圍護結構、中立柱及車站頂板施工，封閉基坑后，在結構頂板的保護下再進行地下土方、中隔板、底板等施工，直至施工全部完成。該技術的應用可以使地鐵運行在較短的時間內恢復正常，緩解原有施工造成的城市內部交通壓力，以保障社會和人們的正常生產生活，同時全封閉施工對周圍環境的影響較小。

1.3 施工特點

近年來，蓋挖逆作施工技術被廣泛應用于地鐵車站施工，優勢明顯，極大促進了我國交通運輸行業以及城市化進程的發展?；诖?，相關技術人員對該施工技術的特點和優勢進行了總結，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，根據實際施工地面的環境條件合理調整蓋板逆作施工技術工藝。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

蓋挖逆作施工技術大多在地下封閉空間進行，受天氣環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行施工，施工時間可以根據需要適當調整。

1.3.3 環境污染小

施工區域基本在地下，上方位置已經用結構頂板封蓋，如此在施工期間產生的灰塵不會出現擴散問題，施工噪聲也較低，對于周邊生態環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境處理、隔音處理等成本，提高了施工企業的經濟效益。

1.3.4 時間短安全性高

地鐵車站蓋挖逆作施工可在結構頂板成型且強度滿足設計要求之后，進行土方回填、恢復正常交通通行，整個過程時間短，對于城市的正常生產生活造成制約和影響也較小。除此之外，該技術的本質是將建筑本身作為支撐，然后按照從上到下的順序進行施工，因此施工安全系數相對較高。

2 地鐵車站蓋挖逆作法施工工藝

2.1 圍護樁施工

對于圍護結構可采用地連墻、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，在某些特殊的區域可以根據實際情況適當加密布置，其樁間距控制在1400mm，總共使用樁體255 根。施工設備選擇旋挖鉆機，找準施工位置并做穩固處理，沿著既定姿態向下有序地鉆孔。值得注意的是，在進行鉆孔施工時要重視檢測和質量的嚴格把控，樁位中心線的縱橫向偏差要嚴格控制在50mm 范圍內，而且垂直度的偏差要≤3‰。另外，實際樁高一般比設計高500mm，這主要是水下灌注法施工導致樁頂部存在浮漿，為了保障樁體混凝土質量而超灌一定高度，使其在尺寸、強度、形態等方面符合施工設計要求。

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目起到至關重要的支撐作用。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，而一般樁工設備難以達到要求，可采用HPE 工法和相應的液壓垂直插入設備（HPE 機）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構。地鐵車站應用蓋挖逆作法過程中，遇地質條件較好時，頂板、中隔板一般采用地膜法施工。相關技術人員先要完成第一層土方施工，然后將鋼筋綁在地模上，繼而進行混凝土澆筑工作。

蓋挖逆作施工中頂板嵌入圍護結構中，且頂板、中板主筋與圍護結構預埋鋼筋連接，使全包防水由此隔斷，增加防水質量風險，應對這些部位進行特殊處理?？刹捎迷陧敯迩豆虈o結構部分鑿毛后涂刷水泥基滲透結晶涂料，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；中板與圍護結構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，要重點考慮澆筑密實度，尤其是與中隔板、底板、頂部施工縫位置的澆筑質量。要合理應用移動式邊墻支架，對實際施工現場情況進行綜合分析，基于此，對施工圖紙和計劃方案進行調整和優化，進一步選擇合理的分段形式對邊墻混凝土進行澆筑施工。對于底板施工，必須要嚴格按照施工順序進行。

3 蓋挖逆作法施工技術要點及質量把控

3.1 圍護結構施工要點

地鐵施工時受施工荷載以及周邊環境的影響，處理不當容易出現差異沉降現象，不僅耽誤施工質量和進度，安全性也難以保障。施工期間，相關技術人員要嚴格按照施工技術和原則進行操作，保障圍護結構的施工質量和施工安全性。同時采用科學合理的監測手段，實時監測圍護結構的變形和周邊土體沉降，確保在規定范圍內，當周邊建筑物出現沉降超標時能夠及時進行跟蹤注漿加固。

3.2 中間樁柱施工要點

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樁的安置工作，必須嚴格控制樁柱的垂直。同時應重視鋼管柱安裝工作，一般情況下采用上下兩點定位的方式?？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，接樁質量的嚴格把控，這不僅需要加強焊工專業技術人員的專業技能和崗前培訓管理，提高操作人員的技術水平和專業能力，而且要在實際的焊接過程中嚴格遵守施工規范和要求，并且在焊接完成后進行檢測，確保焊接質量符合設計要求。

3.2.1 鋼管柱的加工和吊裝

鋼管柱施工過程中，需加強對鋼管柱的加工和吊裝的重視，嚴格把控各項操作過程中出現的誤差。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、整體質量良好、無腐蝕等問題；按照鋼板壓延方向為基準進行卷管，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行質量檢測，一般情況下需要滿足以下規范：管端不平度≤3mm 以及圓度≤1/500。鋼管柱現場吊裝過程極易出現誤差，因此要加強控制和檢查，部分檢查項目以及允許偏差有：一是線和基礎中心線，其允許偏差為±5mm；二是控制設計標高，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；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。使用的施工設施是液壓垂直插入機，樁基施工使用緩凝混凝土，再使用HPE 機垂直插入永久立柱，通過HPE 液壓垂直插入機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，直至插入至設計標高。插入前HPE 機抱緊鋼管立柱進行平移，兩臺全站儀同時在縱軸、橫軸兩個方向進行觀測，HPE 機根據觀測結果調整位置并準確就位，然后HPE 機邊插入鋼管立柱邊利用自身的精確調校裝置調整垂直度，全部過程在36h內完成。

圖1 液壓垂直插入鋼管

3.2.3 鋼管柱的節點連接

鋼管柱施工過程中，技術人員要合理利用預留節點將其與基坑板和梁穩定地連接在一起，從而形成相對完整的結構體，保證受力均勻，提高穩定性。值得注意的是，要將柱寬范圍內的梁上邊縱筋部分采用焊接的方式穩定在加強環上，需專業焊工使用雙面焊的技巧來操作，嚴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 主體結構施工要點

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，后續在其上方鋪設防水層，再在其上施工防水保護層、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等。

3.3.2 側墻模板施工

側墻采用單側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方式采用臺車自帶電機自動行走系統。側墻澆筑時在頂部設有混凝土下料的傾斜口，混凝土澆筑至施工縫以上20cm。側墻模板安裝時設置觀察窗及振搗口，配置附著式振搗器。主體結構混凝土達到設計強度100%后，利用預埋的可重復注漿管進行注漿，把施工縫填充密實。側墻模板臺車見圖2。

圖2 側墻模板臺車示意圖

3.3.3 防水措施

針對結構頂板的防水，一般是布置2.5mm 的單組分層聚氨酯涂抹防水層，并且為了增強防水效果，需分多道進行涂抹。針對底板和側墻模板的防水，一般選用4mm 雙面黏合瀝青基聚酯胎預鋪防水材料，結構不同，鋪設方法也要進一步選擇。多數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涂刷水泥基滲透結晶防水材料。

4 結語

經過多年實踐證明，蓋挖逆作技術憑借施工便捷高效、安全可靠、成本低以及環境污染小等優勢在地鐵車站建設中應用十分廣泛。該技術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行堵塞問題，在一定程度上也促進了城市交通運輸行業和城市化進程的發展。因此，對于地鐵車站建設工作來說，要合理應用蓋挖逆作施工技術，把握施工要點，凸顯施工技術優勢，對于進一步提高地鐵車站建設的質量和效率有積極作用。