地铁车站盖挖逆作法施工技术研究

彭永贺

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概况

长春地铁2 号线解放桥站为地铁2 号线与正在运营轻轨3号线的换乘站，位于西解放立交桥西侧、景阳大路南侧，沿东西向设置。车站总长154.60 m，三层三跨岛模式的站台是其主体结构标准段，其中有效站台长118 m，车站标准段总宽21.7 m，有效站台宽13.0 m。车站底板埋深22.8～26.2 m，顶板覆土2.21～3.15 m。由于车站东侧临近京哈铁路，同时车站占用156路公交车线路，需要按时恢复交通，因此车站主体结构采用盖挖逆作法+盖挖顺作法+明挖法施工（车站东侧32 m 采用盖挖逆作法，中部80 m 采用盖挖顺作法，西侧42.6 m 采用明挖法施工）。

基坑从上而下依次穿越杂填土、粉质黏土、泥岩，基底稳定。其中地下水的深度为3.50～4.90 m（高程为239.1～240.5 m），主要存在第四系的粘性土层当中。

盖挖逆作法首先对围护桩进行施工，然后对中柱进行施工，再对顶板浅基坑的土方进行开挖及支护，其次对顶板结构进行施工并且回填埋土，然后按照一、二、三层土方及结构展开施工。

2 围护桩施工

基坑主体围护结构为255 根Φ1200 mm 钻孔桩，桩身间距1500 mm，局部加密为1400 mm，桩长38～41.5 m。钻孔桩采用旋挖钻机进行施工，为了避免新浇筑好的桩受到影响，确保桩的质量，调节桩位之间的距离施工[1]。钻孔桩施工应定位准确，防止后期结构施工围护桩出现侵限现象。桩位中心线的纵向和横向偏差≤50 mm，垂直度偏差≤3‰。桩体混凝土浇筑高于设计标高1000 mm，以便进行凿毛的处理工作。

3 中柱施工

作为基坑结构的主要受力点——中柱，其安全和稳定性将影响整个工程的安全[2]。基坑中柱共有8 根，平面的排列方式是网状结构，沿着基坑横向放置4 排，纵向放置2 排，局部的中间间隔不相等。其中底板下面的部分是Φ2200 mm 的桩基，成孔深度21 m，混凝土采用C35 水下混凝土。为了不让桩基下降，在桩的内部留有注浆管，待成桩后再进行桩底注浆作业。图1 为HPE 液压垂直插入机现场施工图。

3.1 HPE 工法施工钢管柱

钢管柱的最大有效长度24.02 m，采用HPE 工法提高插入精度。HPE 工法依照二点定位式原理，经过液压垂直插入机的2 个液压垂直插入装置，在桩基混凝土浇筑到基坑底部标准高度后、混凝土初步凝固前，将最低端封闭的钢管柱垂直放入桩基混凝土中。施工步序：HPE 垂直插入机就位对中→调整HPE 垂直插入机水平度→吊装钢管柱→HPE 插入机液压插入钢管柱→钢管柱四周回填砂→下放钢管柱内钢筋笼并浇筑混凝土→拆除送柱标准节HPE 垂直插入机移位→碎石或砂回填柱顶至地面拔除钢护筒。

3.2 钢管柱加工和组装

钢管柱施工的偏差主要有钢管柱组装与吊装最大的允许误差，分段加工过程中的制作、整体的拼接与吊装最大允许误差，在分段加工的制作、整体拼接吊装、一次性的安装过程中，应及时关注垂直产生的误差、标准高度的误差以及轴线位移误差。

在钢管柱加工过程中，例如用卷制焊接管时，钢板应平整无弯曲，表面不能有冲击及腐蚀痕迹，卷管的方向应和钢板压延的方向相同，并且要运用坡口焊接[3]。水平和竖直焊缝可运用分段反向焊接顺序的方式，如在钢管纵向拼接过程中，竖向焊缝应该错开。钢管制作允许误差范围：圆度f/D≤1/500，管端不平度f≤3 mm。钢管柱吊装最大允许偏差见表1。

3.3 钢管柱定位

混凝土灌注工程完结后，需要重新放出桩位，并以其为中心，将十字线标记在护筒上，等待复核桩位后把HPE 液压放入机器的定位器中央和基础桩位的中间，并且保证其在同一条垂直线上，然后将HPE 垂直放入机器中，使其按照定位器进行对中。

3.4 钢管柱和梁、板的节点连接

在竖向支撑系统中，钢管柱是最主要的结构，其对基坑自身的稳定程度以及上部结构的协调变形有着十分重要的作用。钢管柱通过预留节点和基坑板、梁展开连接，共同承担所有结构出现的荷载。中板梁柱节点上部结构：柱宽的范围外梁上部纵筋通长放置；柱宽范围之内梁上部纵筋焊接在上加强环上，采用双面焊，焊缝长＞5 d，且钢筋与钢板的搭接长度≥300 mm，柱宽的范围内梁下部纵筋锚固定在钢牛腿支座内部且延伸到柱边。

4 二衬结构施工

4.1 地模施工

当基坑开挖至各层设计高程后，要及时展开基础承载力实验，并且进行各种纵梁基槽的开挖，中间底板用50 mm 厚C20 混凝土垫层整平，地膜上铺一层15 mm 厚的竹胶板，地膜顶部标准高度为10～15 mm 预留的沉降量度，防止混凝土浇筑完成后地模沉降[4]；底板用10 cm 厚C20 混凝土找平，然后铺设防水层，防水层上用50 cm 的C20 细石混凝土进行保护，纵梁模板采用加气砖砌筑。

4.2 侧墙模板施工

侧墙结构使用组装式模板施工，面板为15 mm 厚竹胶板，模板次肋采用50×50 mm 方木竖向布置，间距为200 mm，主肋采用100×100 mm 木工水平布置，间距为400 mm。支撑架采用单侧三角架，由埋件系统部分和架体两部分组成，其中埋件系统包括地脚螺栓、连接螺母、外连杆、外螺母和横梁。支撑架通过地脚螺栓与横梁连接固定，地脚螺栓间隔0.6 m 设置一道。

4.3 对预埋接驳器的保护

因为边墙和板连接主要承担弯曲的作用，所以边墙应和板同时施工，不留施工缝。接驳器要先用防水胶带密封，将接驳器放在塑料板中，并把泡沫塑料板固定在模板顶部。进行下一步施工时，需去除表面的混凝土，打开泡沫塑料板，露出接驳器，以减少破除量，降低损坏程度。

4.4 防水施工

结构的顶板用2.5 mm 厚的单组分层聚氨酯涂膜防水层，防水层运用多道（一般为3～5 道）涂抹，上下两道涂层的涂抹方向要互相垂直。待涂膜实干后才能展开下道涂膜施工。底板及侧墙采用4 mm厚双面粘合沥青基聚酯胎预铺防水卷材，底板除去阴阳角等特殊部位需机械的固定外，大部分防水层可以直接搭接的。侧墙防水层使用机械固定的方法固定于围墙表面，固定点距离卷材边缘2 cm 处，钉距应≤50 cm[5]。施工缝为2 道遇水膨胀止水胶和全断面注浆管，并在施工缝表面涂刷2 道水泥基渗透结晶防水材料。

5 结束语

综上所述，在城市干道上建设地铁车站，盖挖逆作法拥有结构变形较小、安全系数较高、对周围环境影响较小、施工空间较大等特点。本文所述地铁车站东侧临近京哈铁路，采用盖挖顺作法施工对铁路影响小，同时能满足交通要求，值得广泛推广。