地鐵車站蓋挖逆作法施工技術研究

彭永賀

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

長春地鐵2 號線解放橋站為地鐵2 號線與正在運營輕軌3號線的換乘站，位于西解放立交橋西側、景陽大路南側，沿東西向設置。車站總長154.60 m，三層三跨島模式的站臺是其主體結構標準段，其中有效站臺長118 m，車站標準段總寬21.7 m，有效站臺寬13.0 m。車站底板埋深22.8～26.2 m，頂板覆土2.21～3.15 m。由于車站東側臨近京哈鐵路，同時車站占用156路公交車線路，需要按時恢復交通，因此車站主體結構采用蓋挖逆作法+蓋挖順作法+明挖法施工（車站東側32 m 采用蓋挖逆作法，中部80 m 采用蓋挖順作法，西側42.6 m 采用明挖法施工）。

基坑從上而下依次穿越雜填土、粉質黏土、泥巖，基底穩定。其中地下水的深度為3.50～4.90 m（高程為239.1～240.5 m），主要存在第四系的粘性土層當中。

蓋挖逆作法首先對圍護樁進行施工，然后對中柱進行施工，再對頂板淺基坑的土方進行開挖及支護，其次對頂板結構進行施工并且回填埋土，然后按照一、二、三層土方及結構展開施工。

2 圍護樁施工

基坑主體圍護結構為255 根Φ1200 mm 鉆孔樁，樁身間距1500 mm，局部加密為1400 mm，樁長38～41.5 m。鉆孔樁采用旋挖鉆機進行施工，為了避免新澆筑好的樁受到影響，確保樁的質量，調節樁位之間的距離施工[1]。鉆孔樁施工應定位準確，防止后期結構施工圍護樁出現侵限現象。樁位中心線的縱向和橫向偏差≤50 mm，垂直度偏差≤3‰。樁體混凝土澆筑高于設計標高1000 mm，以便進行鑿毛的處理工作。

3 中柱施工

作為基坑結構的主要受力點——中柱，其安全和穩定性將影響整個工程的安全[2]。基坑中柱共有8 根，平面的排列方式是網狀結構，沿著基坑橫向放置4 排，縱向放置2 排，局部的中間間隔不相等。其中底板下面的部分是Φ2200 mm 的樁基，成孔深度21 m，混凝土采用C35 水下混凝土。為了不讓樁基下降，在樁的內部留有注漿管，待成樁后再進行樁底注漿作業。圖1 為HPE 液壓垂直插入機現場施工圖。

3.1 HPE 工法施工鋼管柱

鋼管柱的最大有效長度24.02 m，采用HPE 工法提高插入精度。HPE 工法依照二點定位式原理，經過液壓垂直插入機的2 個液壓垂直插入裝置，在樁基混凝土澆筑到基坑底部標準高度后、混凝土初步凝固前，將最低端封閉的鋼管柱垂直放入樁基混凝土中。施工步序：HPE 垂直插入機就位對中→調整HPE 垂直插入機水平度→吊裝鋼管柱→HPE 插入機液壓插入鋼管柱→鋼管柱四周回填砂→下放鋼管柱內鋼筋籠并澆筑混凝土→拆除送柱標準節HPE 垂直插入機移位→碎石或砂回填柱頂至地面拔除鋼護筒。

3.2 鋼管柱加工和組裝

鋼管柱施工的偏差主要有鋼管柱組裝與吊裝最大的允許誤差，分段加工過程中的制作、整體的拼接與吊裝最大允許誤差，在分段加工的制作、整體拼接吊裝、一次性的安裝過程中，應及時關注垂直產生的誤差、標準高度的誤差以及軸線位移誤差。

在鋼管柱加工過程中，例如用卷制焊接管時，鋼板應平整無彎曲，表面不能有沖擊及腐蝕痕跡，卷管的方向應和鋼板壓延的方向相同，并且要運用坡口焊接[3]。水平和豎直焊縫可運用分段反向焊接順序的方式，如在鋼管縱向拼接過程中，豎向焊縫應該錯開。鋼管制作允許誤差范圍：圓度f/D≤1/500，管端不平度f≤3 mm。鋼管柱吊裝最大允許偏差見表1。

3.3 鋼管柱定位

混凝土灌注工程完結后，需要重新放出樁位，并以其為中心，將十字線標記在護筒上，等待復核樁位后把HPE 液壓放入機器的定位器中央和基礎樁位的中間，并且保證其在同一條垂直線上，然后將HPE 垂直放入機器中，使其按照定位器進行對中。

3.4 鋼管柱和梁、板的節點連接

在豎向支撐系統中，鋼管柱是最主要的結構，其對基坑自身的穩定程度以及上部結構的協調變形有著十分重要的作用。鋼管柱通過預留節點和基坑板、梁展開連接，共同承擔所有結構出現的荷載。中板梁柱節點上部結構：柱寬的范圍外梁上部縱筋通長放置；柱寬范圍之內梁上部縱筋焊接在上加強環上，采用雙面焊，焊縫長＞5 d，且鋼筋與鋼板的搭接長度≥300 mm，柱寬的范圍內梁下部縱筋錨固定在鋼牛腿支座內部且延伸到柱邊。

4 二襯結構施工

4.1 地模施工

當基坑開挖至各層設計高程后，要及時展開基礎承載力實驗，并且進行各種縱梁基槽的開挖，中間底板用50 mm 厚C20 混凝土墊層整平，地膜上鋪一層15 mm 厚的竹膠板，地膜頂部標準高度為10～15 mm 預留的沉降量度，防止混凝土澆筑完成后地模沉降[4]；底板用10 cm 厚C20 混凝土找平，然后鋪設防水層，防水層上用50 cm 的C20 細石混凝土進行保護，縱梁模板采用加氣磚砌筑。

4.2 側墻模板施工

側墻結構使用組裝式模板施工，面板為15 mm 厚竹膠板，模板次肋采用50×50 mm 方木豎向布置，間距為200 mm，主肋采用100×100 mm 木工水平布置，間距為400 mm。支撐架采用單側三角架，由埋件系統部分和架體兩部分組成，其中埋件系統包括地腳螺栓、連接螺母、外連桿、外螺母和橫梁。支撐架通過地腳螺栓與橫梁連接固定，地腳螺栓間隔0.6 m 設置一道。

4.3 對預埋接駁器的保護

因為邊墻和板連接主要承擔彎曲的作用，所以邊墻應和板同時施工，不留施工縫。接駁器要先用防水膠帶密封，將接駁器放在塑料板中，并把泡沫塑料板固定在模板頂部。進行下一步施工時，需去除表面的混凝土，打開泡沫塑料板，露出接駁器，以減少破除量，降低損壞程度。

4.4 防水施工

結構的頂板用2.5 mm 厚的單組分層聚氨酯涂膜防水層，防水層運用多道（一般為3～5 道）涂抹，上下兩道涂層的涂抹方向要互相垂直。待涂膜實干后才能展開下道涂膜施工。底板及側墻采用4 mm厚雙面粘合瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材，底板除去陰陽角等特殊部位需機械的固定外，大部分防水層可以直接搭接的。側墻防水層使用機械固定的方法固定于圍墻表面，固定點距離卷材邊緣2 cm 處，釘距應≤50 cm[5]。施工縫為2 道遇水膨脹止水膠和全斷面注漿管，并在施工縫表面涂刷2 道水泥基滲透結晶防水材料。

5 結束語

綜上所述，在城市干道上建設地鐵車站，蓋挖逆作法擁有結構變形較小、安全系數較高、對周圍環境影響較小、施工空間較大等特點。本文所述地鐵車站東側臨近京哈鐵路，采用蓋挖順作法施工對鐵路影響小，同時能滿足交通要求，值得廣泛推廣。