地铁工程盖挖逆作法施工技术探讨

张传琦

(西宁城市建设开发有限责任公司， 青海西宁 810000)

地铁工程盖挖逆作法施工技术探讨

张传琦

(西宁城市建设开发有限责任公司， 青海西宁 810000)

地铁车站是城市地铁的重要组成部分，且修建施工技术尤为关键，特别是在建筑环境极其复杂的松散地层中，修建大型综合性地铁车站的施工技术问题越来越受到重视，在修建地铁车站的多种工法中，盖挖法是一种常用的施工方法，而其中的盖挖逆作法是一种技术含量较高、施工较为复杂的施工技术。盖挖法可以细分为盖挖顺筑法,盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法等几个分支。针对这些问题对地铁车站盖挖逆作法进行了研究。以某地铁工程为例阐述盖挖逆作法施工技术,有关经验可供相关专业人员参考。

地铁；盖挖法；施工技术

0 引言

随着社会经济的发展，现代城市交通拥挤问题日益突出。修建地下铁道已成为解决该问题的有效途径之一，而且越来越多地要求考虑对地面和地下空间的综合开发利用。因此，现代地铁车站已不再是单纯的地下交通建筑，而是集地铁车站、地下商城、人行过街道、市政工程于一体的大型综合性多功能建筑物。其体形庞大、结构复杂，深埋地下，少则3～4层2～3跨，多则5～6层且多跨，总埋深可达20～50 m，总宽度可达30～60 m。地铁车站是城市地铁的重要组成部分，其修建技术尤为关键。特别是在建筑环境极其复杂的松散地层中，修建大型综合性地铁车站的施工技术问题越来越受到重视，也将得到更深入的研究和更广泛的应用。目前，国内外修建城市地铁车站的方法有暗挖法、明挖法、盖挖法等。盖挖法又分为盖挖顺作法和盖挖逆作法两种。

1 盖挖逆作法的施工特点

先沿车站周围施工地下连续墙或其他支护结构,同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板结构,作为地下连续墙刚度很大的支撑,随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,直至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结构已完成,为上部结构施工创造了条件,所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工,直至工程结束。

在基坑开挖面积过大、覆土较浅、周围沿线建筑物较多,为避免引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。

1.1 优点

(1)围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护临近建筑物和构筑物；(2)基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全；(3)盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭,施工空间大；(4)盖挖逆作法施工基坑暴露时间短,用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小。

1.2 缺点

(1)盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难；

(2)盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大、费用高。

2 工程概况

某地铁2号线南北贯穿高铁车站站房,结构为两层两跨矩形结构,长度245 m,宽度11.4 m,高度10.65 m,见图1。

3 盖挖逆作法施工工艺

构筑围护结构→构筑中间立柱→构筑顶板→回填土,恢复路面→开挖上层土→构筑上层主体结构→开挖下层土→构筑下层主体结构。简言之,其施工步骤为：一柱、二盖、三板、四墙、五底,见图2［1-3］。

图1 结构布置图(单位:mm)

图2 盖挖发纵向施工步序图

3.1 冠梁施工

地铁围护桩桩顶设置钢筋混凝土冠梁,将桩连为一体,冠梁截面尺寸为1 000×1 000 mm。先挖至冠梁底部,后进行冠梁施做。冠梁施工工艺流程见图3。

图3 冠梁施工工艺流程图

(1)施工前测量人员放出开槽上口边线,机械开挖配合人工清槽,开挖至设计标高。

(2)当围护结构施工完成后,基坑开挖到冠梁标高后凿除桩顶浮浆露出新鲜混凝土,冠梁钢筋与灌注桩预留钢筋搭接。混凝土浇注采用普通胶合板模板。

(3)冠梁施工顺序为：挖土→桩顶浮浆凿除→钢筋制作安装→模板安装→浇筑混凝土→拆模养护。

(4)冠梁施工前应将灌注桩顶部混凝土凿除至设计标高,围护桩桩应伸入冠梁底面内5 cm,桩身主筋在顶板内的锚固段900 mm。

(5)冠梁采用组合钢模板,模板围檩采用Φ42钢管,模板拼接处要进行防漏浆处理。现场绑扎钢筋,商品混凝土运至现场灌注,采用滚浆法浇筑,插入式振动器捣固密实。

(6)冠梁混凝土一次浇筑完成,洒水养护的时间不少于14 d,以确保混凝土施工质量。

3.2 结构施工

施工时,在地铁顶板底以上明挖基坑开挖到底后,即可施作盖挖结构围护体系,桩位布置时应避开管线,施做地模,并施做顶板。

顶板是本次设计的重点,施工时禁止设南北向施工缝,可设东西向施工缝,横缝间距过大混凝土收缩将引起部分桩体变位,因此按照国铁站房底板后浇带划分施工流水段。施工中必须严格按有关规范、规程、标准操作,在盖挖开挖时各分部结构混凝土强度必须达到设计值,方可进行下步施工。由于顶板是在地面先作,施作顶板时应与一段边墙结构同时施作,此边墙下必须预留与整个边墙钢筋接驳器、墙外防水层搭接甩茬。

地铁顶板施工时可根据工程工期要求在顶板设置出土孔,空洞尺寸为5 500 mm×4 400 mm。

4 盖挖结构施工步序图

第一步：施工地铁围护桩、工程桩、顶板支撑柱,然后进行顶板上方土方开挖及施工桩顶冠梁,见图4。支撑桩可选用形式：

(1)混凝土支撑柱：可与工程桩同时施工,一次浇筑完成；缺点是柱面观感较差,后期装修工程量较大。

(2)钢管支撑柱：在工程桩钢筋笼安装后进行吊装固定,同时浇筑混凝土。可根据支撑柱承载力情况灵活设置永久和临时支撑柱。缺点是钢管柱安装垂直度及标高精度要求高,柱端与混凝土结构连接处节点较为复杂。

第二步：利用地膜施作顶板、顶纵梁及部分下挂墙体,并预留下部侧墙甩筋。下挂墙体留内斜面,便于后期墙体混凝土浇筑,见图5。

图4 盖挖结构第一步施工图

图5 盖挖结构第二步施工图

第三步：待地铁顶板混凝土强度达到设计强度后,再通过出暗挖,土方开挖至中板圈梁相应位置,施作中板圈梁结构、预留上下墙体甩筋及上部侧墙防水,见图6。

图6 盖挖结构第三步施工图

第四步：施工中板圈梁以上侧墙,见图7。

图7 盖挖结构第四步施工图

第五步：待中板圈梁及上部侧墙达到设计强度后,土方开挖至结构底板以下,并施工基础垫层、底板防水,见图8。

图8 盖挖结构第五步施工图

第六步：施作底板结构及剩余墙体防水层,见图9。

第七步：待底板达到设计结构强度后,施工剩余的下部侧墙结构,见图10。

5 结论

随着现代城市建设步伐的加快,城市交通越来越向地下空间发展。但是,在网状城市中兴建地铁工程受制约因素较多,采用盖挖盖挖逆作法既克服了施工条件的限制,又缓解了局部交通压力,并使得后续的主体基坑开挖及结构施工顺利完成。

图9 盖挖结构第六步施工图

［1］ 吕高乐.盖挖逆作法在城市地铁车站施工中的运用［J］.应用技术，2010(9):128-129.

图10 盖挖结构第七步施工图

［2］ 倪冰玉，王明胜.大跨度地铁车站盖挖逆作法施工探讨［J］.地下空间与工程学报，2008(8):706-710.

［3］ 曾令标.地铁车站盖讨它逆作法施工技术研究［D］.四川成都:西南交通大学，2002.

U231.3

B

1009-7716(2015)09-0172-04

2015-05-18

张传琦(1973-),男,四川荥经人,工程师,从事市政基础设施项目建设管理工作。