地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)探析

1、    地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)探析    摘要：隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市軌道交通工程建設(shè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，軌道工程覆蓋范圍與通車?yán)锍滩粩嘣黾?，有效推?dòng)了城市交通運(yùn)輸建設(shè)水平的提升。地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)是城市軌道交通工程建設(shè)領(lǐng)域中的重要技術(shù)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(shù)的相關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：地鐵車站；蓋挖逆作法；施工技術(shù)；城市軌道；交通工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a中圖分類號：u231 文章編號：1009-2374（2017）01-0096-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.0

2、471 工程概況某地鐵車站總建筑面積48620.91m2，地下三層疊錯(cuò)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(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)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(yīng)力，每隔1218m設(shè)施工縫，車站主體與出入口通道、風(fēng)道之間應(yīng)設(shè)置變形縫。本地鐵車站地下部分設(shè)計(jì)年限為100年，整體結(jié)構(gòu)安全等級級，防火等級級，抗震烈度為6度，乙類建筑。2 蓋挖逆作法施工主要特點(diǎn)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(huán)節(jié)首先完成地鐵施工區(qū)域結(jié)構(gòu)頂板的構(gòu)筑

3、與豎向支撐，然后在底板下方區(qū)域自上而下進(jìn)行挖方施工，地鐵車站地下結(jié)構(gòu)分層修筑。蓋挖逆作法的路面系統(tǒng)由車站頂板、中間支承、圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成，一般均為永久結(jié)構(gòu)。蓋挖逆作法作業(yè)程序?yàn)椋翰糠只蛉糠忾]道路交通，做好中間支承柱及邊墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；明挖至頂板底面標(biāo)高處，澆筑頂板，回填覆土并恢復(fù)交通；在上部頂蓋結(jié)構(gòu)的保護(hù)下，繼續(xù)向下開挖基坑，并施工剩余車站結(jié)構(gòu)。蓋挖逆筑法優(yōu)點(diǎn)包括：施工過程對地面區(qū)域影響較小，平板結(jié)構(gòu)施工完成后可完成地面恢復(fù)，能夠有效防止地鐵地下結(jié)構(gòu)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(hù)效果。蓋挖逆作施工保護(hù)體系由臨時(shí)結(jié)構(gòu)和永久結(jié)構(gòu)同構(gòu)筑，蓋挖逆作法需設(shè)置中間豎向臨時(shí)支承系統(tǒng)，與側(cè)墻

4、共同承受結(jié)構(gòu)封底前的豎向載荷。對地下連續(xù)墻、中間支承柱與底板、樓蓋的連接節(jié)點(diǎn)需進(jìn)行處理。3 地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)探析3.1 臨時(shí)路面結(jié)構(gòu)本工程臨時(shí)路面結(jié)構(gòu)的施工根據(jù)交通疏解情況分幅倒邊施工，承重梁置于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，視圍護(hù)結(jié)構(gòu)跨度，一般采用貝雷梁、軍用梁、鋼梁、混凝土梁等作承重結(jié)構(gòu)，其上按要求施作臨時(shí)路面。3.2 鋼支撐施工3.2.1 鋼支撐體系?；觾?nèi)支撐根據(jù)開挖深度一般沿豎向挖掘方向設(shè)置34層支撐體系，臨時(shí)路面支撐結(jié)構(gòu)作為地下部分施工圍護(hù)的第一道支撐，端部與風(fēng)道位置斜撐。鋼支撐體系鋼管型號通常為600800、=12、14、16mm，支撐體系內(nèi)部加設(shè)工字鋼腰梁作為加固連接。鋼支撐體系通過法

5、蘭盤連接，鋼管一端固定另一端活動(dòng)，相鄰法蘭盤間的鋼管長度根據(jù)地鐵車站實(shí)際施工條件確定，較長的鋼管應(yīng)配合部分較短的鋼管共同支撐，以提供更為理想的應(yīng)力載荷條件，并且能夠有效適應(yīng)地鐵車站施工基坑寬度與斜撐長度。3.2.2 提升系統(tǒng)。鋼支撐體系施工需要相應(yīng)的提升系統(tǒng)輔助完成，以保證架設(shè)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(tǒng)架設(shè)在鋼牛腿支架上，支架通過螺栓固定在基坑圍護(hù)樁冠梁上，后腿間距根據(jù)圍護(hù)樁設(shè)置參數(shù)選擇，使用i30a作為體系施工運(yùn)行軌道，提升動(dòng)力來自電動(dòng)葫蘆。3.2.3 鋼支撐架設(shè)。地鐵車站鋼支撐系統(tǒng)架設(shè)與挖方施工協(xié)同進(jìn)行，鋼支撐架設(shè)應(yīng)考慮其自身載荷性能條件，對架設(shè)時(shí)間、位置以及與應(yīng)

6、力水平進(jìn)行合理的選擇，以保證地鐵車站基坑施工的整體穩(wěn)定性。在實(shí)際操作過程中，鋼支撐體系架設(shè)應(yīng)在挖方至支撐位置下50cm左右時(shí)進(jìn)行，同時(shí)結(jié)合基坑穩(wěn)定性要求是施加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，以達(dá)到提前支護(hù)的效果，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)形變進(jìn)行有效的控制。在鋼支撐架設(shè)環(huán)節(jié)，應(yīng)首先進(jìn)行預(yù)埋件安裝，在預(yù)埋安裝穩(wěn)定后焊接牛腿并安裝圍檁。借助提升系統(tǒng)將相應(yīng)的鋼管支撐體系吊裝到設(shè)計(jì)位置并完成固定。固定完成后，使用液壓設(shè)備在支撐體系活動(dòng)端進(jìn)行預(yù)應(yīng)力操作，預(yù)應(yīng)力水平應(yīng)為支撐軸力的0.85倍，預(yù)應(yīng)力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后鋼楔鎖定支撐。3.2.4 鋼支撐拆除。鋼支撐拆除環(huán)節(jié)的操作應(yīng)以板層結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度水平為依據(jù)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)方可進(jìn)行拆除施工。

7、拆除過程中，首先通過鏈條葫蘆將支撐結(jié)構(gòu)吊起，體系活動(dòng)端使用液壓設(shè)備時(shí)施加軸力，鋼楔塊松動(dòng)后取出，體系卸載逐級完成，最后進(jìn)行支撐下吊。體系預(yù)應(yīng)力釋放環(huán)節(jié)應(yīng)緩慢進(jìn)行，避免瞬間釋放導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)形變與安全問題，整個(gè)鋼支撐拆除環(huán)節(jié)應(yīng)對圍護(hù)體系形變進(jìn)行全面的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常情況，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)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(huán)節(jié)通常使用風(fēng)道進(jìn)行挖方運(yùn)輸，挖掘過程使用小型機(jī)械與車輛輔助施工。開挖過程中隨時(shí)進(jìn)行護(hù)壁清除施工，噴射混凝土填充樁間空隙并架設(shè)鋼支撐。3.3.2 放坡開挖段施工。施工時(shí)從兩端引入臨時(shí)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

8、用大型挖掘機(jī)開挖兩側(cè)土方至分層底部，架設(shè)鋼管支撐，再挖除兩側(cè)預(yù)留土體，如此層層循環(huán)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(jī)械設(shè)備在施工區(qū)域按照方向分臺階后退挖掘，邊挖邊支護(hù)。臺階開挖段施工土方使用機(jī)械傳遞，下臺階土方運(yùn)送至上臺階后裝車運(yùn)走。3.4 主體結(jié)構(gòu)施工3.4.1 模板及支撐體系。車站側(cè)墻、中板層和頂板結(jié)構(gòu)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(cè)墻模型采用組合鋼模型，模板支撐應(yīng)選擇可調(diào)式體系，從而對磨板的平整度與垂直度進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，保證主體結(jié)構(gòu)施工定位的準(zhǔn)確性與成型質(zhì)量。 擋頭模板采用木模形式，結(jié)合施工縫、

9、變形縫條件選擇相應(yīng)的止水材料，模板體系應(yīng)保證混凝土澆筑過程中不出現(xiàn)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(jié)構(gòu)體系混凝土的整體粘結(jié)性能。側(cè)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(jié)構(gòu)抗?jié)B性能。因?yàn)榇瓧U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(tài)，上部混凝土振搗使穿墻拉桿產(chǎn)生震動(dòng)，易在結(jié)構(gòu)混凝土中產(chǎn)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(chǎn)生“爬模”現(xiàn)象，采用緊線器連接模板與底層板上的預(yù)留鋼筋，使之產(chǎn)生垂直向下的分力，有效地杜絕“爬模”產(chǎn)生。預(yù)埋件和預(yù)留孔按放線座標(biāo)定位，準(zhǔn)確在模板上固定，采用

10、鋼筋固定等措施將預(yù)埋件和孔洞模板加固牢固，確保位置準(zhǔn)確。3.4.2 鋼筋工程。鋼筋施工環(huán)節(jié)應(yīng)首先保證各連接與埋件的固定有效性，結(jié)合地鐵車站整體施工要求進(jìn)行，鋼筋分層保綁扎，接頭位置不應(yīng)交叉相互影響，按照規(guī)范錯(cuò)開。多層鋼筋應(yīng)在層間位置設(shè)有效保證體系穩(wěn)定性與安全性要求的撐筋，以此限制澆筑環(huán)節(jié)鋼筋工程錯(cuò)位形變問題。在鋼筋工程完成后應(yīng)對地鐵車站結(jié)構(gòu)面預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)層厚度空間，保證結(jié)構(gòu)應(yīng)力載荷水平控制與防水工程施工效果，鋼筋綁扎環(huán)節(jié)就應(yīng)做好相應(yīng)的柔性防水層。3.4.3 結(jié)構(gòu)混凝土澆筑。為了保證地鐵車站混凝土施工的整體質(zhì)量水平，砼材料應(yīng)選擇抗?jié)B混凝土，并按照分層、分幅澆筑的方法開展施工，結(jié)構(gòu)混凝土澆筑幅寬

11、控制在1.02.0m之間，側(cè)墻分層對稱澆筑。澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)對操作時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，適當(dāng)加快澆筑速度、縮短時(shí)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(jié)構(gòu)部分的防裂抗?jié)B性。嚴(yán)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(chǎn)生有害裂紋。板體混凝土施工過程中進(jìn)行溫升監(jiān)測，以便及時(shí)準(zhǔn)確地采取措施，確保大體積混凝土施工質(zhì)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?；炷琉B(yǎng)護(hù)過程中為確保混凝土不產(chǎn)生有害裂縫，設(shè)專人按照規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。頂板混凝土澆筑后終凝前進(jìn)行“提漿、壓實(shí)、抹光”工藝，消滅混凝土凝固初期產(chǎn)生

12、的收縮裂紋，保證結(jié)構(gòu)外防水層粘結(jié)牢固。3.4.4 預(yù)埋件及預(yù)留孔。預(yù)埋件及預(yù)留孔的設(shè)置是保證地鐵車站工程整體安裝施工正常進(jìn)行的基礎(chǔ)部分，同時(shí)也是保證各結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行準(zhǔn)確定位與加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在預(yù)埋件及預(yù)留孔施工環(huán)節(jié)，應(yīng)首先對相應(yīng)施工圖紙進(jìn)行全面的審查，會審與土建結(jié)構(gòu)圖相關(guān)的設(shè)備安裝、建筑裝飾、裝修圖紙，全面了解各類預(yù)留孔洞和預(yù)埋件的位置、數(shù)量、規(guī)格及其功能，繪制詳細(xì)的預(yù)埋件、預(yù)留孔的布置圖紙。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行測量放線并在基礎(chǔ)墊層或模板上用明顯標(biāo)記準(zhǔn)確放樣。預(yù)留孔洞、預(yù)埋件精確固定在模板上，并采用鋼筋固定，確保安放預(yù)留孔洞及預(yù)埋件的模型不發(fā)生位移及形變。拆模后應(yīng)立即對預(yù)留孔洞及預(yù)埋件位置進(jìn)行復(fù)測，確保其位置準(zhǔn)確，否則立即進(jìn)行必要的修復(fù)。4 結(jié)語綜上所述，地鐵車站蓋挖逆作法施工是一項(xiàng)科學(xué)而系統(tǒng)的工作，整個(gè)施工操作中涉及的分部分項(xiàng)工程較多，行業(yè)工作者應(yīng)從工程實(shí)際情況出發(fā)，準(zhǔn)確把握蓋挖逆作施工的各重點(diǎn)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照施工規(guī)范與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行操作，全面提升地鐵車站的施工質(zhì)量水平。本文以某地鐵工程為例，介紹了地鐵車站蓋挖