地铁盖挖逆作法特殊接头处理技术研究

王延庆

摘要：在地铁工程施工中，特殊接头处理不佳易导致基坑建筑变形严重，水平位移过大。设计围护结构，选用逆作法施工，在水泥土内插入钢挡进行支护。设置倾斜角度对侧墙施工缝进行特殊处理，消除施工缝并对该结构进行防水处理。利用预埋件对准注浆管多次注浆，浇筑混凝土将施工缝填充紧实。绑扎侧墙钢筋，焊接钢筋与顶板甩筋。基坑建筑变形监测结果表明：基坑开挖对周边建筑影响很小；结构的跨度和高度都较小，结构整体性高，整体刚度大，水平刚度分布均匀，同层与墙柱之间的位移差满足要求。

关键词：盖挖逆作法；特殊接头处理；技术分析；预埋管

0   引言

随着现代化城市轨道交通的飞速发展，地铁站的施工技术备受瞩目[1]。为降低对城市交通的影响，对地体车站施工常采用盖挖方法。为了解决侧墙的接缝处理，需要在施工时采用后浇筑法进行浇筑。

在现代化地铁车站的施工中，常根据施工的目标环境设置顶板，使其形成整体较为封闭的施工环境。搭建顶板具有如下作用：可避免雨雪等恶劣天气一级大量灰尘对施工的影响，有利于降低噪声干扰；有利于快速恢复施工面的通行，减少施工用地的占用时间；有利于降低其他因素对人们出行的影响，提升地铁站施工的安全性。有利于对各个构件的受力科学控制，从而达到工程质量要求相关的标准。

在实际施工中，特殊接头处理不佳易导致基坑建筑变形严重，水平位移过大。本文从特殊接头处理技术入手，深入研究了盖挖逆作问题，探究了地鐵盖挖逆作法特殊接头处理技术分析。

1   盖挖逆作法特殊接头处理技术要点

1.1   围护结构设计

某地铁设计采用地下双层双柱的侧式结构。地铁站长度200m，站点对应的标准段净宽为25～55m，端头井宽30～50m，极限开挖深度为20m。地铁周边环境因素众多，站点左侧为某建设大桥，桩基为1500mm的灌注桩，桩长约为50m，距离基坑的长度约为50m。右侧为两栋写字楼，距离基坑的长度约为52m。前方有一座大型娱乐设施建筑，距离基坑的长度为30m。后方有切改管线，距离基坑的长度为31m。

基坑底板在粉土层中，地质条件一般。设计围护结构，以提升基坑安全等级。选用1.5m厚的地连墙，研究区域深度为45m，端头井地连墙深65m。研究区域外侧为边墙，墙体宽度为890mm。在深长基坑下放10m处，安设在大小里程端墙外侧。研究区外侧采用SMW工法桩，桩径长865mm，其深度为基坑标线下5m。

选用盖挖逆作法进行工作，设备采用旋挖钻机。对准施工孔位，沿着原始姿态完成钻孔，打孔后进行稳固处理[2]。钻孔中，桩位基准线的两侧偏差维持在45mm左右，竖向直线误差控制6‰以下。运用地连墙挡土与隔水，结构梁板与钢筋混凝土共同支撑。选用水泥土内插型钢挡土，周围建筑同步进行支护。

1.2   特殊接头处理

在侧墙进行设计过程中，将浇筑侧墙与后浇筑之间的空隙用混凝土灌注，为保证施工质量，需要对存在的空隙进行特殊处理。

1.2.1   安置侧墙主筋

将预留钢筋接头下放排满石块，砂石中摆满8mm木板。按照钢筋直径长度设置孔位，将侧墙主筋按照不同孔位完成安置[3]。

1.2.2   防水作业

在侧墙混凝土作业时，为了及时能对施工缝进行处理，设置一定的倾斜方向，同时对该结构进行防水作业。

构造防水结构，在主体结构的横向施工缝中，使用对应的橡胶止水带，竖向施工缝运用对应的锌制止水带。在施工过程中，确保施工缝表面维持干净平整。

1.2.3   混凝土浇筑

在混凝土浇筑之前需清除杂物，比如浮浆与碎石等。在浇筑混凝土前对其进行涂刷界面剂处理，试剂的用量要求在1.8kg/m2左右，涂抹的厚度维持在1.2mm左右。对于竖向施工缝，清除表层杂物和浮浆，浇灌混凝土之前需要再放置一层45～66mm厚的水泥砂浆，比例为1.2：1.5。在侧墙浇筑完后，将浇筑孔中的剩余材料凿掉。具体的接头处理示意图如图1所示。

1.2.4   侧墙施工

侧墙采用单侧自行式模板施工，单幅模板宽度为1.2m，模板脱模与立模施工选择用液压压入的方法。侧墙浇筑过程中完成对侧墙模板的安装，同时留有观察窗和注浆振捣口。待主体结构在混凝土强度达到100%时，在规定时间内进行混凝土的浇筑。同时预埋注浆管，在接口处安装接水槽预埋注浆管，设置注浆口[4]。

1.2.5   施工缝处理

边墙和模板共同承受压力作用，为了避免产生大幅度弯曲，提升受力度，边墙与模板同时受力，形成新的整体结构，需消除其中的施工缝。先用防水胶带对其进行防水固封，等到结构平稳后再进行连接，以提升装置的稳定性，避免装置在运用过程中受损。

1.3   注浆

在混凝土浇筑前，在接头位置应预留一定角度，并预留后浇筑时的孔位。浇筑完成后，要将施工缝底部2～12cm区域中的多余材料做清洁处理，同时在悬浮层中增加膨胀混凝土，提升接头处的施工安全性[5]。

利用预埋管对其多次不断注浆。施工缝上面的注浆管要使用特殊稳定装置连接。注浆管安装的施工缝表面应该做到光滑无坑缝，注浆管与导管之间不留缝隙，不注浆时需要对其进行封堵。

注浆管安置在每侧混凝土厚度大于95mm结构中，并设计安置在结构竖直部。对安装注浆管位置基层面进行局部找平，使得局部与施工缝处紧贴，同时进行固化处理。确保弯曲半径在120mm内，拐角处保持平整。

在注浆前，需要找到测试漏点位置，根据计算得到需要注浆的浆液量，注入同等的水进行测试。对漏点大的部位，需要先进行处理后才能灌注。从低到高开始注浆，进行缓慢注入。待注入的浆液停止2min后，注浆压力维持稳定为止。再次注浆之前，需要将注浆管中的剩余材料清理后再进行注浆，以使施工缝填充紧实。

1.4   逆作节点甩筋预置

在防水层布施完毕后，展开绑筋操作。侧墙的钢筋由工作人员搭架进行绑制。侧墙的主筋与之前顶板甩筋之间采用焊接连接[6]。

焊接之前需要对试件的使用标准进行检查。钢筋在焊接时，需要在防水层与钢筋中间搭建隔热装置，以阻止防水板燃烧。侧墙的钢筋施作完成后，对底板的两条纵梁和后板筋进行搭设。横梁的主筋焊接时，需设置横梁的中线标高。若钢筋排布较密集，在施工过程中，需要对钢筋的保护层设置一定的间距。楼板的钢筋在土模上进行绑定，在模板与主筋之间铺上石块。

在施工时，要注意及时保护防水层，防止出现安全事故或者损坏的情况。对不同种类的钢筋的质量和使用规范要进行复查。在绑定钢筋网时，设置一定数量和强度的支撑筋，以使得对应钢筋的安装位置正确。在钢筋网搭建完毕后禁止放置其他材料[7]。施工缝中需预留出钢筋连接头。

2   施工效果监测

2.1    基坑建筑变形监测

2.1.1   确定监测对象和设备

为了在地铁施工过程中，对基坑周边环境和工程监测，为地铁工程施工中的安全风险管理提供支持。通过实地工程安全监测，提供相应的监测数据，有利于施工人员全面了解不同工点的安全风险程度。其中监测的对象及设备参数如表1所示。

2.1.2   监测结果分析

在地铁工程的主体基坑周边地下管线安置5个监测点。基坑周边管线沉降时程曲线如图2所示。由图2可知，在监测日期1日到23日中，地铁主体周边建筑沉降最终累计值在-1.5～+0.5mm中，直到监测结束均在控制标准线以下。监测的数据变化整体趋于稳定。基坑开挖深度约为15m，从周边建筑距离基坑8m～12m位置的沉降监测点4和5的监测数据看来，均比其他监测点的累计沉降量大。

距离基坑在5～7m的监测点1和监测点2监测的数据均在+0.5～+1.5mm范围内稳定。周边建筑距离基坑6m的监测点3监测沉降范围变形较小，说明受基坑开挖影响小。周边建筑距离基坑8～12m位置的沉降监测点4和5受基坑开挖影响较大。

分析认为，由于基坑已经挖掘完成，小部分底板出现小量沉降。小部分底板形成受力结构，且地基持力层进入中风化岩层，在小量沉降后监测数据趋于稳定。测试结果表明，基坑开挖对周边建筑影响很小。

2.2   水平位移响应测试

为测试水平位移响应，依次选取地铁结构两侧地下连续墙节点1～3进行试验。考虑精度要求及边界条件等因素，选取75m×55m底部边界为基岩面，将地铁结构的垂直变形设定为相同数值，使得垂直方向的位移恒定，对水平位移响应量进行测试。结点1～3水平位移曲线如图3所示。

由图3可知，在水平作用下，连续墙和中间柱的关键结点1～3的水平位移曲线几乎重合，说明在水平作用下，连续墙和中间柱各位置处的水平位移在同步振动中。

分析认为，由于地铁结构的墙柱板混凝土构件的刚度大，地铁结构在水平作用下發生整体水平振动。由于结构的跨度和高度都较小，结构整体性高，整体刚度大，水平刚度分布均匀，不同层与墙柱之间的位移差不大。

3   结束语

本文从特殊接头处理技术入手，深入探究了地铁盖挖逆作法特殊接头处理技术要点。基坑建筑变形监测结果表明：基坑开挖对周边建筑影响很小；结构的跨度和高度都较小，结构整体性高，整体刚度大，水平刚度分布均匀，同层与墙柱之间的位移差满足要求。

但该方法中存在一些不足之处，例如引入的变形指标数据存在更新不及时等问题。今后应完善计算方法，实时关注钢筋受力的变化情况，总结材料等原因对于承受力变化的影响，通过与智能化方法相结合的方式，增加实验的实时性，提升相关数据的精度提取效率。

参考文献

[1] 何云猋，李洪亮，何彦荣，等.盖挖逆作地铁车站深基坑开挖变形实测分析[J].建筑结构，2021，51（S1）：1940-1944.

[2] 丁志刚，邹强，包文成，等.盖挖逆作法施工对基坑周边变形影响研究[J].人民长江，2021，52（S1）：159-163.

[3] 杨丹，王媛，付欢，等.BIM技术在盖挖逆作工程施工区域的应用[J].建筑技术，2022，53（6）：649-652.

[4] 齐成龙.考虑预埋槽道的盾构隧道参数化BIM设计研究[J].铁道建筑，2022，62（6）：120-124.

[5] 李向民，石昊，黄建锋，等.预埋传感器法在套筒灌浆质量检测与管控中的应用[J].施工技术，2021，50（3）：15-16+19.

[6] 李世俊，付俊强，梁娟.基于管片排版控制的大盾构管片预埋预留及优化技术[J].科技通报，2022，38（8）：85-91.

[7] 乌彦全，周军，张春波，等.α+β型钛合金惯性摩擦焊接头焊态/热处理态组织特征及性能[J].稀有金属材料与工程，2022，51（6）：2144-2150.