地鐵車站蓋挖逆作法施工技術探析

摘要：隨著我國城市化進程的不斷推進，城市軌道交通工程建設進入了新的發展階段，軌道工程覆蓋范圍與通車里程不斷增加，有效推動了城市交通運輸建設水平的提升。地鐵車站蓋挖逆作法施工技術是城市軌道交通工程建設領域中的重要技術形式。文章以某地鐵工程為例，分析了地鐵車站蓋挖逆作法施工技術的相關內容。

關鍵詞：地鐵車站；蓋挖逆作法；施工技術；城市軌道；交通工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2017）01-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.047

1 工程概況

某地鐵車站總建筑面積48620.91m2，地下三層疊錯式站臺車站，總建筑面積32743.71m2，主體建筑面積226899.18m2，附屬建筑面積11234.43m2，站臺重合段寬度15.9m，底板埋深27.42m。對于車站結構應根據混凝土收縮、溫度變化和地基不均勻沉降等因素引起的縱向應力，每隔12～18m設施工縫，車站主體與出入口通道、風道之間應設置變形縫。本地鐵車站地下部分設計年限為100年，整體結構安全等級Ⅰ級，防火等級Ⅰ級，抗震烈度為6度，乙類建筑。

2 蓋挖逆作法施工主要特點

地鐵車站蓋挖逆作法施工與明挖法在整體施工流程上相反，蓋挖逆作施工環節首先完成地鐵施工區域結構頂板的構筑與豎向支撐，然后在底板下方區域自上而下進行挖方施工，地鐵車站地下結構分層修筑。蓋挖逆作法的路面系統由車站頂板、中間支承、圍護結構組成，一般均為永久結構。

蓋挖逆作法作業程序為：部分或全部封閉道路交通，做好中間支承柱及邊墻圍護結構；明挖至頂板底面標高處，澆筑頂板，回填覆土并恢復交通；在上部頂蓋結構的保護下，繼續向下開挖基坑，并施工剩余車站結構。

蓋挖逆筑法優點包括：施工過程對地面區域影響較小，平板結構施工完成后可完成地面恢復，能夠有效防止地鐵地下結構施工對地面沉降及周邊建筑物和管線的干擾，具有突出的保護效果。蓋挖逆作施工保護體系由臨時結構和永久結構同構筑，蓋挖逆作法需設置中間豎向臨時支承系統，與側墻共同承受結構封底前的豎向載荷。對地下連續墻、中間支承柱與底板、樓蓋的連接節點需進行處理。

3 地鐵車站蓋挖逆作法施工技術探析

3.1 臨時路面結構

本工程臨時路面結構的施工根據交通疏解情況分幅倒邊施工，承重梁置于圍護結構上，視圍護結構跨度，一般采用貝雷梁、軍用梁、鋼梁、混凝土梁等作承重結構，其上按要求施作臨時路面。

3.2 鋼支撐施工

3.2.1 鋼支撐體系。基坑內支撐根據開挖深度一般沿豎向挖掘方向設置3～4層支撐體系，臨時路面支撐結構作為地下部分施工圍護的第一道支撐，端部與風道位置斜撐。鋼支撐體系鋼管型號通常為Φ600～800、δ=12、14、16mm，支撐體系內部加設工字鋼腰梁作為加固連接。

鋼支撐體系通過法蘭盤連接，鋼管一端固定另一端活動，相鄰法蘭盤間的鋼管長度根據地鐵車站實際施工條件確定，較長的鋼管應配合部分較短的鋼管共同支撐，以提供更為理想的應力載荷條件，并且能夠有效適應地鐵車站施工基坑寬度與斜撐長度。

3.2.2 提升系統。鋼支撐體系施工需要相應的提升系統輔助完成，以保證架設和拆除過程中的效率與安全性。本地鐵車站施工的提升系統架設在鋼牛腿支架上，支架通過螺栓固定在基坑圍護樁冠梁上，后腿間距根據圍護樁設置參數選擇，使用I30a作為體系施工運行軌道，提升動力來自電動葫蘆。

3.2.3 鋼支撐架設。地鐵車站鋼支撐系統架設與挖方施工協同進行，鋼支撐架設應考慮其自身載荷性能條件，對架設時間、位置以及與應力水平進行合理的選擇，以保證地鐵車站基坑施工的整體穩定性。在實際操作過程中，鋼支撐體系架設應在挖方至支撐位置下50cm左右時進行，同時結合基坑穩定性要求是施加相應的預應力，以達到提前支護的效果，對圍護結構形變進行有效的控制。

在鋼支撐架設環節，應首先進行預埋件安裝，在預埋安裝穩定后焊接牛腿并安裝圍檁。借助提升系統將相應的鋼管支撐體系吊裝到設計位置并完成固定。固定完成后，使用液壓設備在支撐體系活動端進行預應力操作，預應力水平應為支撐軸力的0.85倍，預應力達到標準后鋼楔鎖定支撐。

3.2.4 鋼支撐拆除。鋼支撐拆除環節的操作應以板層結構混凝土強度水平為依據，混凝土強度達到設計標準時方可進行拆除施工。拆除過程中，首先通過鏈條葫蘆將支撐結構吊起，體系活動端使用液壓設備時施加軸力，鋼楔塊松動后取出，體系卸載逐級完成，最后進行支撐下吊。體系預應力釋放環節應緩慢進行，避免瞬間釋放導致的結構形變與安全問題，整個鋼支撐拆除環節應對圍護體系形變進行全面的監控，發現結構異常情況，應及時采取措施進行解決。

3.3 蓋挖土方施工

3.3.1 開挖方法。地鐵車站蓋挖土方施工環節通常使用風道進行挖方運輸，挖掘過程使用小型機械與車輛輔助施工。開挖過程中隨時進行護壁清除施工，噴射混凝土填充樁間空隙并架設鋼支撐。

3.3.2 放坡開挖段施工。施工時從兩端引入臨時施工便道至開挖層底部，再從兩端向中部掏槽開挖至鋼支撐高度，然后利用大型挖掘機開挖兩側土方至分層底部，架設鋼管支撐，再挖除兩側預留土體，如此層層循環至基底。

3.3.3 臺階法開挖段施工。臺階法施工過程中，挖方機械設備在施工區域按照方向分臺階后退挖掘，邊挖邊支護。臺階開挖段施工土方使用機械傳遞，下臺階土方運送至上臺階后裝車運走。

3.4 主體結構施工

3.4.1 模板及支撐體系。車站側墻、中板層和頂板結構施工一般采用滿堂腳手架支模澆筑混凝土。車站的中間立柱采用定型鋼模，板墻腋角采用特制異形鋼模，各層側墻模型采用組合鋼模型，模板支撐應選擇可調式體系，從而對磨板的平整度與垂直度進行準確的控制，保證主體結構施工定位的準確性與成型質量。

擋頭模板采用木模形式，結合施工縫、變形縫條件選擇相應的止水材料，模板體系應保證混凝土澆筑過程中不出現形變與漏漿問題。選擇親水性的脫模劑，不使用油性脫模劑，以保證結構體系混凝土的整體粘結性能。

側墻模板使用混凝土短撐加固，避免使用穿墻螺栓以維持整體性，提高結構抗滲性能。因為穿墻拉桿緊固于模板上，混凝土在澆筑過程中，下部混凝土已處于初凝及終凝狀態，上部混凝土振搗使穿墻拉桿產生震動，易在結構混凝土中產生微小裂隙，造成混凝土墻面局部滲漏，滲漏處理難度大。

為防止墻體混凝土在澆搗過程中產生“爬模”現象，采用緊線器連接模板與底層板上的預留鋼筋，使之產生垂直向下的分力，有效地杜絕“爬模”產生。

預埋件和預留孔按放線座標定位，準確在模板上固定，采用鋼筋固定等措施將預埋件和孔洞模板加固牢固，確保位置準確。

3.4.2 鋼筋工程。鋼筋施工環節應首先保證各連接與埋件的固定有效性，結合地鐵車站整體施工要求進行，鋼筋分層保綁扎，接頭位置不應交叉相互影響，按照規范錯開。多層鋼筋應在層間位置設有效保證體系穩定性與安全性要求的撐筋，以此限制澆筑環節鋼筋工程錯位形變問題。在鋼筋工程完成后應對地鐵車站結構面預留相應的保護層厚度空間，保證結構應力載荷水平控制與防水工程施工效果，鋼筋綁扎環節就應做好相應的柔性防水層。

3.4.3 結構混凝土澆筑。為了保證地鐵車站混凝土施工的整體質量水平，砼材料應選擇抗滲混凝土，并按照分層、分幅澆筑的方法開展施工，結構混凝土澆筑幅寬控制在1.0～2.0m之間，側墻分層對稱澆筑。澆筑環節應對操作時間進行嚴格的控制，適當加快澆筑速度、縮短時間以限制混凝土施工冷縫的形成，從而提升地鐵車站地下結構部分的防裂抗滲性。

嚴格控制混凝土的入模溫度，防止混凝土中心與表面溫差過大，混凝土表面產生有害裂紋。板體混凝土施工過程中進行溫升監測，以便及時準確地采取措施，確保大體積混凝土施工質量。施工縫可以采用涂抹混凝土界面處理劑處理，以提高混凝土接縫處的粘接力。混凝土澆筑過程中，定人、定位采用插入式搗固器振搗。

混凝土養護過程中為確保混凝土不產生有害裂縫，設專人按照規定進行養護。頂板混凝土澆筑后終凝前進行“提漿、壓實、抹光”工藝，消滅混凝土凝固初期產生的收縮裂紋，保證結構外防水層粘結牢固。

3.4.4 預埋件及預留孔。預埋件及預留孔的設置是保證地鐵車站工程整體安裝施工正常進行的基礎部分，同時也是保證各結構構件進行準確定位與加固的關鍵環節。在預埋件及預留孔施工環節，應首先對相應施工圖紙進行全面的審查，會審與土建結構圖相關的設備安裝、建筑裝飾、裝修圖紙，全面了解各類預留孔洞和預埋件的位置、數量、規格及其功能，繪制詳細的預埋件、預留孔的布置圖紙。根據設計尺寸進行測量放線并在基礎墊層或模板上用明顯標記準確放樣。預留孔洞、預埋件精確固定在模板上，并采用鋼筋固定，確保安放預留孔洞及預埋件的模型不發生位移及形變。拆模后應立即對預留孔洞及預埋件位置進行復測，確保其位置準確，否則立即進行必要的修復。

4 結語

綜上所述，地鐵車站蓋挖逆作法施工是一項科學而系統的工作，整個施工操作中涉及的分部分項工程較多，行業工作者應從工程實際情況出發，準確把握蓋挖逆作施工的各重點環節，嚴格按照施工規范與設計標準執行操作，全面提升地鐵車站的施工質量水平。本文以某地鐵工程為例，介紹了地鐵車站蓋挖逆作法施工的主要特點，同時詳細研究闡述了蓋挖逆作施工的技術要點，具有一定的參考意義。

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作者簡介：田保健（1983-），男，河北深縣人，中國水利水電第十三工程局有限公司工程師，研究方向：市政工程、工程經濟。

（責任編輯：王 波）