关于盖挖逆做法施工工艺在地铁施工中的运用分析

2018-10-11柯建新

建材与装饰 2018年41期

柯建新

（中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410000）

前言

地铁施工项目建设过程中，其建筑结构顶板设计具有重要意义，尤其是在顶板上面自上而下分层挖掘上，需要对结构进行分层修筑，这也是盖挖逆做法的主要表现形式。在该种方法实施过程中，由于该种方式可以进行控制变形和管线改移等操作，而且还不受天气因素的影响，在闹市区地铁建设上十分常见。随着时代的进步，人们对地铁站的建设要求也越来越高，需要人们对该项技术进行深入研究。

1 盖挖逆做法简介

随着空间密集度的不断提升，道路交通负荷越来越高，这也为整个市政、地铁等施工工作带来了极大难度。为了降低对城市环境的影响，人们在具体的地铁施工过程中引入了自上而下的施工结构，避免对周围环境功能产生影响。逆做法施工工艺的主要原理是之上而下开展逐层施工，先从施工顶部开始。之后在顶部结构下方逐步进行土方挖掘和结构施工作业，提升整个结构的完成性。另外，在暗挖逆做工艺实施过程中，尽可能对周围环境不会产生影响，进而在小断面内部设置顶层结构承重体系和结构维护体系。之后，在承重体系的保护之下，将开挖断面逐步扩大。另外，在大断面体系的作用之下，顶部的结构顶板将会受到有效保护，并以顶部的结构作为地面环境的防护工程，由上而下开展内部结构施工工作。

站在盖挖逆做法施工工艺原理角度来说，主要是对施工围护体系和顶板承重体系的高程进行合理控制，并通过顶板施做将周边环境系统恢复。在顶板的有效防护之下，可以实现土方的依次挖掘，以及之上而下施工结构的完美形成，确保整体结构具备永久性使用特点。当顶部的支护体系形成之后，暗挖和盖挖施工工艺也趋近相同，可以为后续施工工作的开展提供便利条件。

2 盖挖逆做法施工工艺特点

2.1 盖挖逆做法施工工艺的优点

①该种施工工艺方法使用过程中，具体的围护结构变形量很小，可以降低对邻近建筑的影响。②由于临时支撑系统的存在，并不需要在外架设开挖工作之中再次设立内支撑系统，在消减工作量的同时，进一步提升了工作台等大型临时设施的工作效率。③由于地铁施工工作的主要施工场所集中在地下，对地面的影响较小，这也为城市发展创造了更多有利条件。④在稳定支撑体系下，整个作业风险可以大幅降低，为工作人员工作提供了一个有效的安全环境。

2.2 盖挖逆做法施工工艺的缺点

①在结构施工缝处理上存在很多困难，站在地铁工程角度来说，由于对施工缝的防水要求较高，如果施工缝无法得到有效处理，便会导致整个混凝土浇筑出现不密实等情况，一旦处理不当，便会形成渗漏。②在逆作法支撑位置处理上，很容易受到地下室层高的限制，无法对高度进行进一步调整。如果在施工过程中遇到较大层高的地下室，施工人员还需要对水平支撑设备或者是围护体系进行重新设计，进一步增加了施工工作的工作量。另外，在挖土过程中，顶部始终处于密封状态，出土和下料难度也较大，不利于后续施工工作的开展。③在封闭环境下，部分灾害的施救难度也进一步提升，如火灾、洪灾等。④由于盖挖逆做法施工工艺的全面实施，使得工序转换次数明显增多，进而造成初支结构中的材料浪费现象十分严重，工序时间也得到了进一步延长[1]。

3 盖挖逆做法施工工艺在地铁施工中的具体运用形式

3.1 施工注程

施工注程主要的工作内容如下：①施工准备；②围护结构的施工，这其中还包括预留通道、竖井建设等等；③军用梁板路面的有效建设；④将土方挖掘至顶板底标高位置处；⑤顶板结构的全面施工方；⑥站厅板上立柱的维护和建设，此项施工流程涉及到的内容很多，如下立柱、侧墙以及部分地板等结构的施工操作，其中还涉及到剩余土方的开挖情况以及地铁站台层剩余土方的开挖情况；⑦接地网施工操作，该项施工需要与底板的防水层建设相配合，之后进行垫层施工，维护整个结构的密封性；⑧剩余地板结构层的施工和顶板防水层设计，在此过程中，人们需要对混凝土保护层进行完善和添加，做好临时路面的拆除工作，这样一来，整个顶板回填效果也会进一步展示出来，确保整个施工的完整程度。

3.2 主要工序描述

在整个盖挖逆做施工开展过程中，相关工作人员：①要做的便是对钻孔灌注桩进行设计，并从地面开始向下开展。②将基坑挖掘到顶板顶的标高处，以具体的施工标准为主，对施工桩顶冠梁和砖墙挡土墙进行建设，还要做好军用梁的建设工作，最终确保路面交通不会受到任何影响。③将土方挖掘至顶板底标高处，根据施工顶板和顶纵梁设计情况，对边墙钢筋进行预留。④等到顶板中的结构强度与设计强度等价之后，人们便可以进行站厅层中立柱以及侧墙处土方的开挖工作，兵做好侧墙防水层的铺设，施工中也应该以侧墙、中纵梁结构设计为主。而在站厅层设计上，还要做好楼板上方的土方预留，为后续边墙设计提供有利条件。⑤整个中立柱以及中纵梁等部分应该与具体的结构设计强度相符，并对楼板上剩余的土方量进行挖掘，确保剩余楼板结构不会受到破坏。⑥在地铁施工过程中，待站厅层楼板的结构强度必须与设计要求相符，之后才能进行低板处土方的挖掘工作。另外，在侧墙防水设计上，应该以施工站台层中立柱以及底纵梁等部分的地板结构施工为主，并做好其中的钢筋预留工作[2]。

3.3 叠合墙和复合墙的选择

站在地铁车站施工角度来说，叠合墙的综合造价要对于复合墙，但其中的施工难度也较高，其施工质量也很容易受到一些其他因素影响。尤其是在结构板钢筋的对接上，在连续墙接缝处无法对钢筋连接器进行预留。另外，在边节点接缝处很容易出现漏水现象，边墙的裂缝也较多，进而引发更大的渗漏事故。据相关文献研究资料显示，在深圳市地铁一期工程建设上，总共应用了7个站的叠合墙方案，存在很大程度的侧墙竖向渗水裂缝，之间的间距也只有2～4m。在具体施工过程中，由于临河以及地下水位具有较强的承压性，含水层主要以粉砂层为主，透水性较强，在此种情况之下，使用复合墙结构可以确保其质量得到更大保障。

3.4 顶板、中板与地连接墙结合方式的创新

在整个连接墙施工过程中，主要以竖向构件设计为主，对施工期间产生的竖向荷载进行有效支撑，在实现永久工况的同时，还要做好抗浮桩的设计工作。为了可以将上述两个功能同时实现，人们可以采用具体的连接墙施工时凹槽连接形式，做到钢板预埋形式的全面创新，进而将局部受压问题解决，具体原理如图1所示。其次，在顶板和侧墙交接处拉弯受力解决方案实施上，整个侧墙顶部所受拉力将会是地下两层站的3倍左右，整个弯矩也会进一步加大，仅仅通过配筋操作很难将施工阶段的弯矩受力问题解决。因此，在具体施工过程中，应该以下面两个方案的实施为主：

①在侧墙上增加预应力钢筋设计数量，或者是采用钢绞线的施工方案，该方案在施工过程中的施工工序十分复杂，难度较大，而且在质量保证上也存在一些困难；②在两侧边跨之中可以适当增加一些临时性的钢柱或者是桩基结构，进而对受力进行分担。该方案在应用过程中具备造价高等缺点，立柱的设计也会对整个施工方案产生影响，进而导致侧墙的受力持续提升。由于上述两个方案存在不同程度的缺点，人们可以将“集接凹槽”法引入其中，为了提升设计质量，人们还可以在“集接凹槽”上下方设置一些角钢，规格为70×70mm，为后续凿除工作的开展创造有利条件[3]。

3.5 HPE液压垂直插入钢管柱工法的应用

在常规地铁钢管柱安装过程中，工作人员需要下到孔底进行混凝土的凿除以及定位器安装，此项施工流程涉及到很多不安全因素，而且具体的施工周期较长，最短也要在10d左右，施工成本也较高。为了将该项不足之处改善，人们将HPE液压垂直插入钢管柱工艺引入其中，该项工艺属于盖挖逆做法中的一种模式，通过HPE液压垂直插入机机身的插入装置，在混凝土初凝之前完成相应操作，直到整个工作与设计标高相符为止。在该工艺施工过程中，需要以机械化作业实施为主，并不需要对定位器进行安装，可以通过位移传感器将管柱的垂直度在电脑上反应出来，确保其施工质量与标准情况相符。以大东门地铁站施工为例，在整个钢管柱施工操作完成之后，其偏位值被控制在1/500之内，而且该工艺的整体安装时间保持在10～20h，促使施工工期大大缩短，如图2所示。