北京地铁某车站盖挖逆筑法施工技术

王永刚

王永刚：中咨工程建设监理公司，高级工程师，北京 100048

北京地铁某车站盖挖逆筑法施工技术

王永刚

王永刚：中咨工程建设监理公司，高级工程师，北京 100048

摘 要：盖挖车站依据土建结构浇注顺序的不同，通常可以采用盖挖顺筑法、半逆筑法和逆筑法3种施工方法。北京地铁某车站3号基坑由于管线改移及交通疏解等原因采用盖挖逆筑法施工，文章对盖挖逆筑法施工进行了系统阐述和总结，包括盖挖逆筑法施工流程、基坑围护结构施工、主体结构施工、地表沉降监测、施工质量控制等。

关键词：地铁车站；盖挖逆筑法；施工技术

1　工程概况

北京地铁某车站为三跨双层矩形框架结构，车站总长255 m，轨面埋深14.6 m，顶板埋深2.69 m，标准段宽度20.9 m，站台宽12 m，车站总建筑面积为15 190 m2。车站分为3个基坑施工，其中1、2号基坑采用明挖法施工，3号基坑由于管线改移及交通疏解等原因采用盖挖逆筑法施工，长度为70.05 m。

该站位于永定河冲洪扇下部，整体地势较平坦。地质勘察揭露地层最大埋深为40 m，根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探深度范围内的土层分为人工堆积层（Qm1)、第四纪全新世冲洪积层（Q4a1+p1）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3a1+p1）等3大层。

本次勘察40 m范围内，实际量测地下水为层间潜水，静止水位标高为22.35～23.25 m，水位埋深为24.5～26.00 m，具微承压性。地下水分布连续，渗透系数大，为强透水层。

2　盖挖逆筑法施工技术

2.1施工原则

该站盖挖段主体结构采用“纵向分段、竖向分层”的施工原则。纵向分段的原则是施工缝设在两纵向柱距的1/4～1/3处，避开通道口及预留孔洞等部位。竖向分层的施工顺序为基坑开挖、顶板、顶板防水、土方回填、地下1层土方开挖、地下1层侧墙及中板、地下2层土方开挖、地下2层侧墙及底板施工。

2.2施工流程

盖挖逆筑法是先施作结构主体桩柱，之后将结构盖板置于桩（围护桩）、柱（钢管柱或混凝土柱）之上，自上而下完成土方开挖和边墙、中板及底板的施工方法。其具体施工流程如图1所示。

2.3基坑围护结构施工

2.3.1围护桩及护坡桩施工

该车站3号基坑盖挖段围护桩共计147根，其中A型桩63根，桩长17.1 m，B型桩52根，桩长19.6 m，C型桩32根，桩长21.8 m，桩径均为0.8 m，围护桩采用人工挖探孔后机械钻孔灌注施工；3号基坑护坡桩共计113根，其中D型桩76根，桩长7.84 m，E型桩37根，桩长12.15 m，护坡桩采用人工挖孔施工。

2.3.2钢管柱施工

该站3号基坑暗挖小导洞及钢管柱人工挖孔桩施工完成后，在小导洞内施作底纵梁及钢管柱定位钢板，待底纵梁混凝土强度满足要求后，开始钢管柱施工。钢管柱施工步骤包括：钢管柱定位、钢管柱吊装、钢管柱焊接、钢管柱混凝土浇注、钢管柱周边干砂回填等。钢管柱直径为0.8 m，间距按9.75、9.6、8.2 m布置，长度有9.82、10.17、11.07、11.77 m等4种不同尺寸。

2.3.3基坑土方开挖

该站3号基坑土方约6 000 m3，开挖深度约3 m，主要采用挖掘机从西向东阶梯形分层分段开挖，纵向30 m左右为1段，每层开挖高度1.5 m，土方用自卸翻斗车出土。基坑开挖至顶板底以上150 mm后停止机械开挖，由人工进行清底，达到设计标高后施作地膜。

2.3.4桩间喷射混凝土

土方开挖过程中及时喷射桩间混凝土，桩间挂钢筋网片，钢筋网片与钻孔灌注桩主筋采用点焊连接，并喷射100 mm厚的C20混凝土。

2.4主体结构施工

2.4.1土方开挖

先开挖地下1层土方，待地下1层结构施工完成后开挖地下2层土方，并施工地下2层结构。土方开挖采用机械开挖，三轮车运输至轨排井口，汽车吊提升出土。

图1　盖挖逆筑法施工流程图

2.4.2钢筋工程

本工程所需钢筋总量较大，钢筋加工主要是在场内加工，底板、中板、顶板、墙钢筋接头位置按设计要求位置错开连接，搭接长度不得小于设计要求和规范规定。受施工工艺限制，当遇到特殊部位无法错开接头时，应采用1级机械连接接头。

2.4.3模板工程

（1）顶板、中板地模施工。先开挖出中纵梁、各种预留口纵横梁、侧墙等基面，基面整平、夯实后，在下反梁沟槽和侧墙沟槽用砖砌120 mm厚墙，1 cm水泥砂浆抹面，边墙沟槽底面施工缝处设置为30°斜面，并采用中粗砂回填，表面采用木胶板覆盖，防止浆液渗漏于砂中。之后，在沟槽底和基底灌注5 cm厚细石混凝土地模，并在混凝土初凝前抹光，表面涂刷脱模剂（脱模剂均匀涂刷2次），以便顺利脱模。板、梁跨度大于4 m地段设置1‰～3‰的预拱度。

（2）底板模板。基底挖至设计标高以上30 cm采用人工进行清底，在防水层铺设完成后浇注150 mm厚C20混凝土垫层。底板腋角模板预埋φ22 mm钢筋支顶，纵向间距0.75 m，横向间距0.6 m。腋角端头部位用φ22 mm钢筋制作成三角形结构支顶，所有支顶钢筋均在底板绑扎钢筋时与主筋焊接牢固。底板与侧墙腋角在底板混凝土浇注时一起施作完成。

（3）侧墙模板。地下1层侧墙浇注高度为4.15 m，采用组合钢模板进行拼装，I16工字钢作为竖背楞，纵向间距0.75 m。车站中板施工时，预埋2道工字钢作为斜撑支撑点，斜撑采用I22工字钢和φ40 mm钢管2种构件。工字钢斜撑设置2道，水平撑1道，安装支撑时在预埋的工字钢前先安装1根通长工字钢；地下2层侧墙混凝土浇注高度为5.8 m，采用组合钢模板进行拼装，I16工字钢作为竖背楞，纵向间距0.75 m，车站底板施工时，预埋5道I22工字钢作为斜撑支撑点。用连接钢管分别在纵向、横向将工字钢支撑连接成一整体。在侧墙顶部预留200 mm不支立模板，用于振捣侧墙混凝土，人工振捣回填满侧墙及斜口，最后剔除多于混凝土并对侧墙进行修面（图2）。

图2　地下2层侧墙模板支撑断面图 （单位：mm）

2.4.4混凝土工程

为保证混凝土外观质量，现场必须做到严格按照操作规程和措施交底施工，现场监理人员负责现场旁站监理，密切关注混凝土本身的质量和供应协调，检查到场商品混凝土是否按照商品混凝土小票提出的技术要求供应，现场是否做到平衡调度，是否做到不等车、不压车，检查现场机械设备运送混凝土情况等。

2.5土方回填

2.5.1土质检验

基坑回填土不得用纯黏土、淤泥、粉砂、杂土、有机含量大于8%的腐植土、过湿土和大于150 mm粒径的石块，其他土均可回填。施工前检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，回填土的最大干密度、土料的含水量是否在控制范围内。如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施。如遇填料含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。

2.5.2分层铺摊填土

为防止破坏车站结构顶板及防水层，顶板以上50 cm范围内人工填土并逐层夯实，顶板50 cm以上方可使用机械摊铺及碾压。人工夯实时，按每段10～20 m一次性达到要求后向前推进，在回填铺土及碾压和夯实时其推进方向与线路中线平行，夯与夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。采用20 t压路机分层压实回填土时，宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间，相邻2次的轮迹搭接宽度不得小于200 mm，压路机行车速度不得超过2 km/h。

2.5.3密实度检验

回填土每层压实后，按规范要求对黏性土或砂性土采用环刀法或灌砂法取样检测碾压密实度。对于机械碾压，每层土按基坑长度50 m或基坑面积为1 000 m2取1组。对于机械夯实，每层填土按基坑长度25 m或基坑面积500 m2取1组，每组取样点为6个，其中部和两边各取2个。2.5.4 修整找平验收

基坑土方回填至原地面标高，并预留沉降量20～30 mm，施工单位按规范要求对工程全部填筑部位进行自检，自检合格后由监理工程师进行验收。

图3　地表沉降测点布置图

3　地表沉降监测

该车站3号基坑顶板回填后，在地表基坑范围内布设20个监测点用于监测地表沉降，测点布置如图3倒三角所示，实测数据如表1所示。由表1可知，盖挖逆筑法车站地表竖向位移值较小，其数值均在正常允许范围之内，车站盖挖逆筑法施工质量可靠，符合工程验收的要求。

4　施工质量控制

盖挖逆筑法施工过程中质量控制重点：

（1）盖挖逆筑法通常在交通繁忙、施工场地受限地区进行，钻孔灌注桩作为围护桩是保证基坑侧壁稳定的关键，应作为质量控制的重点之一；

表1　地表沉降监测值

（2）盖挖逆筑法车站的受力构件通常涉及多种受力体系的转换，先兼作临时结构，后做为永久结构承载，这对受力构件的施工质量提出了更高要求，因此，车站结构的梁、板、柱的施工质量应该作为控制重点之一；

（3）交汇于同一节点的构件往往存在不同步施工情况，应充分考虑各构件之间的连接问题；

（4）在基坑开挖和形成结构的过程中，由于垂直荷载的增加和土体卸载的影响，将会引起边、中桩的沉降，由此产生的对结构体系的影响比顺作法严重，因此，必须根据上部框架结构抵抗不均匀沉降的能力及节点连接的精度要求，严格控制边、中桩的绝对沉降量及差异沉降量；

（5）用逆筑法施工的车站结构，由于混凝土硬化过程中的收缩和自身下沉的影响，不可避免地要出现裂缝，这将对结构强度、刚度、防水性和耐久性产生不利影响，因此，在施工过程中应合理设置施工缝并对其进行重点控制；

（6）地铁车站渗漏水会使后期治理难度较大，在施工过程中应特别重视施工的防水细部做法，加强过程检验。

参考文献

[1] 施仲衡，张弥，王新杰，等. 地下铁道设计与施工[M]. 陕西西安：陕西科学技术出版社，2002.

[2] GB50299-1999 地下铁道工程施工及验收规范[S]. 1999.

[3] GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范[S]. 2002.

[4] 王元湘，聂敏鑫，郭风祥. 盖挖逆做地铁车站的结构设计[J]. 隧道及地下工程，1994（2）.

[5] 谢世华. 天安门车站采用盖挖逆作法施工[J]. 北京地铁建设，1994（1）.

责任编辑 朱开明

Cover and Cut-Top Down Construction Technology in Beijing Metro Station

Wang Yonggang

Abstract:Pouring sequence for cover excavation of station civil structure is different, so 3 kinds of construction methods usually can be used, namely the cover and cut-bottom up, semi cover and cut-top down and cover and cut-top down. Due to pipeline change and relocation and traffic organization and other reasons in a Beijing metro station, the cover and cut-top down for the pit No.3 is used. This paper made systematic description and summary of the cover excavation reverse construction method, including the cover and cut-top down construction process, construction of foundation pit retaining structure, main structure construction, surface subsidence monitoring, and construction quality control etc.

Keywords:metro station, cover and cut-top down, construction technology

收稿日期2014-11-04

中图分类号：U455.2