盖挖逆作法施工技术在地铁车站建设中的应用

冯松涛

（中铁广州工程局集团有限公司，广州 510670）

1 工程概况

某地铁车站总长154.60 m，标准段总宽21.7 m，有效站台长118 m，有效站台宽13.0 m。车站东侧邻近既有铁路线，且建设期间需占用部分公交车线路，对现场交通秩序的干扰作用较强，应高效施工，尽快恢复交通。考虑到施工安全、经济高效、干扰小等多重要求，项目采用多种方法综合的方案，将车站划分为东侧32 m、中部80 m、西侧42.6 m 3部分，分别应用盖挖逆作法、盖挖顺作法、明挖法施工。本文着重以盖挖逆作法为对象加以分析。

2 盖挖逆作法的原理及应用优势

在城市土地资源紧缺的发展局面下，地下空间的开发成为重要思路。常规的明挖法在施工期间会阻碍正常的道路交通，尤其是在城市道路繁忙地段缺乏可行性。盖挖逆作法是在明挖内支撑基坑施工成型的基础上，组织车站围护桩以及主体桩体的施工，而后将尺寸合适、性能稳定可靠的盖板置于具有支撑作用的桩体以及钢管柱上，再从上部开始逐步向下开挖，期间根据规划适时施作边墙、中隔板、底板衬砌等，最终完成整体建设工作[1]。

2.1 盖挖逆作法原理

先从地面向下做基坑的围护结构和中间桩柱，再从地面开始组织开挖作业，直至推进至主体结构顶板地面标高处为止。在此过程中，未开挖的土体可作为土模，经过混凝土浇筑作业后，构成稳定性较好的永久顶板，作为地下结构的重要组成部分。顶板在整个围护结构中可发挥支撑的作用，保证围护结构的稳定性，以免顶板向基坑内部变形。然后，于顶板处组织回填土作业，采用此方法使道路恢复原状，此时可铺设永久性路面，最终恢复正常交通。在前述基础上，在顶板覆盖下进行开挖，从上方开始逐步向下方推进，分层有序施工，浇筑底板和边墙，逐层建设主体结构。此时，以盖挖的方法逆向建成主体结构（采用自上而下的顺序），因此称之为盖挖逆作法。

2.2 盖挖逆作法的应用优势

盖挖逆作法的应用优势主要包括：

1）占用地面时间短。顶板成型且强度满足设计要求后即可进入土方回填施工环节，而后恢复现场交通，整个过程虽然占用部分地面但时间较短，能够减小对地面生产活动的制约性影响。

2）灵活性强。可立足于实际施工条件对盖挖逆作法的具体施工方式加以调整，提高适应性水平。例如，采用分段、左右分幅等方法施工，解决施工受限于现场环境的问题。

3）安全可靠。按自上而下的顺序施工，依托于建筑结构进行支撑，有效保证开挖施工的安全性。并且，支撑结构与硬化同步推进，工序合理，支撑效果良好。从气候条件的角度来看，由于施工位于地下封闭空间内，因此，即便遇到高温、降雨等天气，也不会影响施工进度。

4）环保效益突出。施工活动发生于地下空间，上方设置顶板封盖，现场产生的粉尘难以传播至外界，噪声也将得到有效的抑制，随之减小对周边环境的污染，做到文明施工。

3 盖挖逆作法的具体应用

3.1 围护桩

围护桩采用φ1200 mm钻孔桩，桩长38～41.5 m，按照150 mm的间距依次布设，局部特殊区域适当加密至1400 mm，共用桩体255根。施工设备为旋挖钻机，准确就位并予以稳固处理，沿既定姿态有序向下钻进成孔。钻孔时加强检测与控制，要求桩位中心线的纵横向偏差≤50 mm，垂直度偏差≤3‰[2]。实际桩体高度比设计高300 mm，目的在于使混凝土桩体凿毛后得到的尺寸、形态、强度等方面均符合要求。

3.2 中柱

基坑中柱共8根，沿横向放置4排，纵向放置2排。底板下部为φ2200 mm的桩基，成孔深度21 m，浇筑施工材料选用C35水下混凝土。考虑到桩基可能有下沉的情况，提前在桩内预留注浆管，先按照要求浇筑桩体，成桩后再安排桩底注浆，有效保证最终的桩体质量。

4 HP E工法在钢管柱施工中的应用

钢管柱施工采用液压垂直插管法（Hydraulic Pipe Engineering，HPE），配套设备为液压垂直插入机。随桩基混凝土浇筑量的增加，待其达到基坑底部标高时，及时利用机械设备将钢管柱垂直放置在桩基内，为使钢管柱与混凝土有效结合为完整的整体，合理安排工序，确保在混凝土初凝前钢管柱便插至指定位置，液压垂直插入钢管如图1所示。

图1 液压垂直插入钢管

4.1 钢管柱的加工、吊装

钢管柱施工中，偏差控制较为关键，减小偏差是必行之举。重点关注加工和吊装环节，控制各项操作的最大误差。以钢管柱加工为例，采用卷制焊接管时，所选择的钢板材料必须具有足够的平整性，表观质量良好，无腐蚀、无受损；以钢板压延方向为准，顺着该方向卷管，并采用坡口焊接措施。钢管纵向拼接时，竖向焊缝相互错开。加工后，按规范检测钢管，对其质量做出判断，要求管端不平度≤3mm，圆度≤1/500。钢管柱加工成型后，运至现场用于吊装，此环节依然加强检查与控制，各细分检查项目的内容以及允许偏差见表1。

表1 钢管柱吊装最大允许偏差参照表

4.2 钢管柱定位

混凝土浇筑后，根据设计图的要求重新测放桩位，在护筒上标记十字线，经过检查后若无误，将HPE渗透防水液压置于定位器的中央，垂直放入机器内，保持对中。

4.3 钢管柱的节点连接

钢管柱是竖向支撑体系中的关键组成部分，该结构的施工效果将直接对基坑的稳定状态造成影响。钢管柱施工中，借助预留节点实现与基坑板、梁的稳定连接，构成完整性较好的结构体，共同承受荷载，保证受力的可靠性。柱宽范围内的梁上部纵筋以焊接的方法稳固在加强环上，由具有资质的焊工操作，采用双面焊的方法，焊缝长度＞5 d（d为钢筋直径，mm），搭接长度≥300 mm；对于柱宽范围外、梁上部的纵筋材料采用通长放置的方法。

5 二衬结构

5.1 地模施工

基坑分层开挖，每完成一层后及时测定承载力，并根据工程要求开挖纵梁基槽。中间底板处施工时，材料选择C20混凝土，形成厚度为50 mm的垫层，在地模上铺设竹胶板。底板应具有平整性，对此采用C20混凝土找平，厚度按10 cm控制；而后铺设防水层，以免水侵蚀至结构内部；防水层施工成型后，于上方施作C20细石混凝土层，厚50 cm，起到防护的作用[3]。

5.2 侧墙模板施工

侧墙模板采用面板厚15 mm的竹胶板，主肋、次肋材料分别为100 mm×100 mm方木、50 mm×50 mm方木，前者按400 mm的间距水平布置，后者按200 mm的间距竖向布置。支撑架采用单侧三脚架，每0.3 m设1道地脚螺栓，利用该零部件将支撑架与横梁稳定连接。支撑架的结构组成方面，以架体和埋件系统为主，前者是基础框架，后者包含地脚螺栓、横梁、螺母以及外连杆。

5.3 预埋接驳器的防护措施

边墙和模板的连接承担弯曲作用，为有效保证受力时的可靠性，边墙、板两部分同步施工，构成完整的整体，不留施工缝。在使用接驳器前，先用防水胶带对其做密封处理，而后将装置置于塑料板内，进一步将整体稳定在模板顶部，为后续施工打好基础。根据进度计划，进入下一步施工时，打开泡沫塑料板，露出接驳器，此方法可有效减少破除量，切实保证装置的完整性（不受损），实现对接驳器的有效防护。

5.4 防水措施

由于地铁车站建设以及使用环境的特殊性，地面雨水、地下水均容易对其造成影响，若结构存在质量问题，易诱发渗漏水问题，因此，加强防水至关重要。结构顶板施工时，设置2.5 mm的单组分层聚氨酯涂膜防水层，分多道涂抹，增强防护效果。上下两道涂层施工时，控制好各自的涂抹方向，以相互垂直为宜。经过涂抹处理后，待涂膜干燥时，即可进行下一道涂膜的涂抹施工。

底板及侧墙选用的是厚4 mm的双面黏合沥青基聚酯胎预铺防水卷材。根据结构分布情况，多数区域的防水可采取搭接的施工方法（阴阳角处有必要采取机械固定的方法）。在侧墙防水施工中，首先选择质量达标的防水材料，以机械固定的方法施工，保证防水材料的稳定性。固定点所处位置与卷材边缘相距2 cm，钉距≤50 cm，否则间距过大容易导致防水层缺乏稳定性。施工缝处易发生渗漏，防水方法是设置2道遇水膨胀止水胶，布设全断面注浆管，在此基础上，进一步于施工缝处刷涂水泥基渗透结晶防水材料。

6 结语

综上所述，盖挖逆作法的支撑体系是建设地下车站的基础，由于地下车站主要由连续墙和地下室组成，这个体系在地下车站中同时起到了承重、挡土和挡水的作用。盖挖逆作法是地铁车站建设中较为可行的方法，兼具安全可靠、经济高效、生态环保等优势。本文通过对盖挖逆作法的分析，提出一些具体的应用要点，供类似地铁车站工程参考。