中心城区地下综合管廊与商业结合体盖挖逆作法施工技术

赵跃进 顾卫东 郭玉桥 董有奎

摘要：地下综合管廊是指在城市地下用于集中铺设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。通过综合管廊的建设可以有效解决城市各类管线错综复杂、检修困难、占用过多城市道路空间等相关问题。而地下商业步行街的建设，在缓解地面交通压力，增强城市防灾能力的同时，也给当地经济带来了强劲发展。本项目位于某市中心城区，交通繁忙，周边商业众多，现场需在满足施工的前提下最大限度减小对交通的影响，而盖挖逆作法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，回填后即可恢复交通，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。该做法具有封路时间短、交通影响时间小等特点，故盖挖逆作法对本项目有较好的适用性。本文结合项目的实施要求，对该施工技术做简要的论述。

关键词：综合管廊；盖挖逆作法；地下商业

一、项目概况

本项目为某市中心城区地下综合管廊工程与商业区项目，位于该市最繁华商业中心城区。该项目整体设计为地下三层，其中地下一层为商业步行街；地下二层为管廊出线层；地下三层为管廊层，管廊层设计有电力仓、综合仓及雨水仓。整体设计埋深-16.4m，基坑支护为灌注桩+旋喷桩，中间支撑为格构柱，各路段因道路红线不同断面尺寸不同，其中三个断面因道路红线不同，宽度各不相同，分别为26m、25m和21m。

二、主要施工技术

1.盖挖法原理

盖挖法施工技术是用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后设置盖板，在盖板、围护、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。本工程采用盖挖逆作法，即按土方开挖顺序从上层开始往下进行逐层开挖、结构逐层由上向下施工。

2.盖挖逆作法的技术特点

（1）对围护结构和中间桩柱的沉降量要求严格，以免对上部结构造成不良影响。

（2）中间柱如为永久结构，安装就位困难，施工精度要求高。

（3）为了保证不同时期施工的构件相互间的联结达到设计要求，各种施工误差要控制在较小范围内，并有可靠的联结构造措施。

（4）由于是自上而下分层建筑主体结构，故可利用土模技术。

（5）除在非常软弱的地层中，一般不需再设置临时横撑。

（6）挖土和出土往往是决定工程进度的关键工序。

3.盖挖逆作法的优缺点

3.1盖挖逆作法的优点

（1）由于结构本身用来作为内支撑，所以它具有相当高的刚度。这样使围护结构的应力和变位减小，提高了工程施工的安全性，也减小了对周边环境的影响。同时施工是在顶板和围护结构保护下进行的，安全可靠，不受外界气象条件的影响。

（2）适用于任何不规则形状平面或大平面。

（3）已作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了开挖时卸载对持力层的影响，降低了地基回弹量。

3.2盖挖逆作法的缺点

（1）需要设临时立柱及立柱桩，增加了施工费用。且由于支撑为建筑结构本身，自重大，為防止不均匀沉降，要求立柱具有足够的承载力。

（2）混凝土的浇筑在逆作法施工的各个阶段都产生先后交接处，这不仅给施工带来不便，而且出现结构、防水等问题。

4.盖挖逆作法施工工艺流程

施工流程以本工程为例：先施工基坑的围护结构和中间立柱，围护结构采用灌注桩+旋喷桩，中间支撑采用格构柱，位置与设计结构柱相同。然后开挖表层土至主体结构顶板底面标高，铺设模板后浇筑顶板。顶板同时作为一道强有力的内支撑，防止围护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行，自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。

围护结构及中间立柱→土方开挖至顶板标高（含下返部位）→顶板木模板（下返结构地模）→顶板结构钢筋混凝土→待顶板砼达到设计强度后开挖下层土石方至商业层底板标高→施工商业层底板、侧墙、结构柱→待商业层底板砼达到设计强度开挖下层土石方至负二层板底→施作管廊夹层侧墙及隔墙→待负二层底板砼达到设计强度开挖下层土石方至负三层板底→施作底板垫层砼→底板结构钢筋砼→施作管廊层侧墙及隔墙。结构施工顺序参见图2-1。

5.盖挖逆作法主要施工环节

结合本项目现场实施情况，采用盖挖逆作法施工时，基坑围护、中间桩柱、结构施工、防水工程的施工相对关键，对工程整体质量影响较大。

5.1基坑围护施工

基坑围护是盖挖逆作法顺利实施的前提和保证，良好的围护结构可有效减小和控制基坑周边沉降与变形，为内部结构施工创造良好的施工条件。在施工中要切实保障围護结构的施工质量以保证工程质量和施工安全。

盖挖逆作法周边围护结构可采用咬合桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW工法桩等，同时对于施工土层周有地下水存在的还应考虑基坑止水措施，具体基坑围护形式需依据开挖深度、地质条件、地下水情况、基坑周边环境等条件综合进行选择。

5.2中间桩柱施工

中间桩柱是盖挖逆作施工阶段主要受力构件，其施工是盖挖逆作法施工的关键工序，其单柱设计承载力达1000t以上。因此，中间钢柱加工及安装精度和混凝土质量等要求很高，施工工艺复杂，技术难度大。中间柱一般采用钢管柱或格构柱，常采用挖孔工艺。

5.3 土方开挖

（1）第一层采用机械一次性分幅开挖。

第一层土为顶板及以上土方开挖，采用放坡或其它基坑支护以后进行大开挖。施工效率高、施工限制较小。

（2）盖挖土方施工

盖挖土方即顶板施工完成后所进行的顶板下部土方开挖，该部分土方受限条件较多，施工效率低。

1）开挖方法

有作业条件时采用挖掘机放坡开挖，直接装车运输；放坡不能开挖时一般利用预留洞口作为出土通道，小型机械开挖，运输至出土口，机械与人工配合，将洞口位置下部堆弃土方垂直提升起吊，一般采用抓斗或长臂挖机等机械，运至顶板后装车外运。

2）施工特点

由于该做法受作业条件限制较多，可能需要多次倒运土方，且下部一般采用掏土方式进行开挖，施工效率较低，同时下部土方运输至地面层较困难。盖挖逆作法施工土方施工进度直接影响到后期结构施工，故土方开挖时需要结合现场实际情况选择合适的施工机械，同时要结合后期结构施工做好详细施工组织计划。

5.4主体结构施工

本项目为综合管廊及地下步行商业街项目，位于市政道路之下，整体跨度较长，宽度较窄，采用盖挖逆做法施工时，结构也起到基坑支撑的作用，施工时要特别注意安全及基坑的稳定性问题。同时为保证下部结构与上层结构连接，除预留搭接钢筋外，上部混凝土结构宜下返800～1200mm。

（1）模板工程

盖挖逆作法施工，各层楼板模板一般采用地模或普通胶合板。采用地模時，每段开挖到顶板底部高程以上20～30cm，采用人工清理，严禁超挖，人工清理找平面需低于顶板底面高程约15cm，然后施工地模。地模的施工方案根据当前土层条件进行选择，一般为下部三七灰土，上铺10cm厚素混凝土垫层。实际施工时，根据具体地质条件，予以局部调整，要保证地模的强度、刚度及施工精度，最大程度的地减小地模在结构施工过程的不均匀沉降。

若采用普通木模时，需要主要模板周转使用的可能性较小，后期下部土方开挖时对模板破坏也较大，相对地模造价稍高。

侧墙模板一般为单侧支模，通常采用以三角钢支架为主要受力体系的组合钢模板，整体采用内拉外撑固定模板。

（2）钢筋工程

钢筋采用加工场加工、制作、现场安装。梁、柱主筋的接头形式按设计要求施工，直径大于20mm的钢筋优先采用机械连接，不宜采用机械连接的采用搭接焊。钢筋保护层厚度严格按照设计图纸中规定的保护层厚度施工。

（3）混凝土工程

混凝土浇筑在类似项目施工中较难施工，特别是竖向构件，由于上部结构板已经封闭，板下结构混凝土较难输送到位。施工时可依据结构宽度，在顶板施工阶段在合适位置提前埋设约150mm钢管，长度由首层结构板底到地面，作为后期下部负一层结构混凝土输送通道，同时下部依据实际需求距离制作混凝土溜槽，可将上部输送混凝土传递到需要浇筑部位。下部负二、负三层施工时可将稍大一号钢管连接之前预埋钢管至下一层板底，浇筑方法与负一层相同。

5.5防水层施工

本项目整體埋深约-16m，地下水位约在-11m，设计采用预铺式反应型高分子自粘外包防水体系。由于防水层都是采用外防内贴的形式，在地下室外侧处理找平后的围护结构上预先挂铺或者在底板垫层上预先满铺防水卷材，防水层的自粘面面向后浇筑的内衬混凝土墙或混凝土板，要求防水卷材与后浇混凝土产生反应满粘，形成皮肤式防水功能。

防水施工时需要加强节点部位的防水设防，如顶板与侧墙顶部、楼层板与侧墙部位、底板与侧墙拐角部位等。

三、关键技术要点

1.中柱垂直度控制

中桩柱作为盖挖逆作法主要受力构件，垂直度的控制至关重要。施工时首先要进行挖孔精确定位，测量严格执行“三级”复核制，精确测定桩心十字线。钢管柱加工时将钢管的中心十字线标定于钢管上，定位基座先和钢管柱试拼装，并将钢管柱的十字线标定于基座上。钢管柱安装时用钢管的十字线对基座十字线。施工时垂直度控制方法主要有以下：

（1））让钢立柱悬空，用目测确认其垂直度。

（2））悬挂长的铅垂来确认其垂直度。

（3）用倾斜计测定安装在钢柱中心的测定管的倾斜度，来确认其垂直度。

2.地模施工的要点

（1）按结构设计标高、平面位置及主体结构纵向的设计坡度测量放线，施工中加强控制，施工允许偏差要控制在规范允许范围内，并按地模及结构的形状整平基土平面。

（2）土方开挖过程中，加强对地表及地下水的处理，开挖前，对基坑内地下水进行深井井点降水处理，并确保地下水位在地模结构面以下1m，在顶板地模施工及主体结构混凝土工程施工中，暂停降水维持地下水位基本不变，以防止地下水位降水过低后引起地模结构不均匀沉降。在土方开挖过程中，每个施工单元四角开挖1.0m×1.0m×1.0m的汇水井，并在适当位置设置排水沟，将地表水引至汇水井集中抽排。

（3）各层板中纵梁及横梁地模施工要点

1）基土夯实整平后，视开挖后情况铺设一定厚三七灰土或砾石及10cm左右厚C20素混凝土。严格控制其标高，并对其进行赶光压浆处理。对各阴阳角处的地模加强处理。控制其成形质量。

2）地模施作完毕，养护3天后，涂刷脱模剂，否侧脱模后易产生麻面现象。

3.结点施工

在整个主体结构形成框架以前的施工阶段，商业及管廊结构顶板、中板及底板均通过围护和中间柱受力，所以逆筑法施工的各个结点施工质量非常重要，关系到逆筑法及整个车站施工成败。施工时要严格按照设计图纸施工，确保施工质量。

结束语：

盖挖逆作法及没有太复杂技术，它是由若干简单的，原始的技术，巧妙地、有机的组合，从而形成一套完整的甚至于是完美的施工工法。

在网状城市中兴建综合管廊、地下商业街、地铁等类似工程受外部制约因素较多，采用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。

参考文献：

[1]王磊.盖挖逆作法超宽超深地下车站防水施工技术研究[J].大科技，2011（7）.

[2]叶吉.地下工程逆作法防水施工技术.《中国建筑防水》2013（17）：34-37

[3]曾令标.地铁车站盖挖逆作法施工技术研究[D].西南交通大学，2002.

（本文作者单位为：上海宝冶集团有限公司 上海 200941）