城市地铁车站盖挖逆筑法施工技术总结

梁军峰

石家庄市轨道交通集团有限责任公司，河北省石家庄市，050000

摘要：盖挖逆筑施工方法是地下浅埋多层结构施工的一种重要施工方法，其在交通繁忙的道路下施工地铁车站的有效方法。本文主要绝对盖挖逆作施工工艺进行总结。

关键字：地铁车站；盖挖逆筑法；技术总结

1、工程概况

西三教站位于石家庄市中华南大街上，沿中华南大街呈南北向布置。车站主体全长为219.50m，宽为21.1m，盾构井段宽为25.3m。站位中心里程处顶板覆土厚度为3.3m。

2、工程环境

2.1 地面道路及交通状况

西三教站位于中华南大街与华星路交口，沿中华南大街呈南北走向布置，中华南大街交通现状：机动车道宽度为22m，双向六车道，两侧自行车道宽度均为5m，两侧人行道宽度均为5m。

2.2 邻近建筑物情况

车站所在地周边以商务写字楼、休闲健身场所、银行及酒店为主。

2.3 地下管线情况

站位附近地下管线沿中华南大街呈南北走向，在围护结构施工期间，位于桩位范围内的管线临时迁改出基坑或悬吊保护。

3、 工程地质及水文地质

本站勘探深度范围内揭露的地层主要为第四系全新统人工填土层（）、第四系全新统冲洪积层（）、第四系上更新统冲洪积层（）。岩性主要为黄土状粉质粘土、粘性土、粉土、砂土及碎石土。

4.盖挖逆筑法的工程特点

(1)对地面交通及周围环境的干扰时间短；

(2)利用地下结构自身桩、柱、梁、板作为支撑，具有稳妥又经济的特点；

(3)顶板、中板、底板均采用地膜作为底模；

(4)对控制地面沉降以及对临近地面建筑和地下管线的保护具有良好的效果。

(5)地下基础在封闭条件下施工，减少了气候、季节的影响，有利于工程质量。

5.施工工序

根据车站围挡施工及交通疏解、管线迁改方案，设计及业主要求，车站主体采用盖挖逆作法施工。施工时根据各结构段≤25m的原则，将主体结构划分为11个结构段进行施工。盖板施工完成后，于两端头井处设置两个竖井，由中间向两端施作结构。施工工序图见5-1

图6-1 西三教站逆作施工工序图

6 施工工艺及方法

6.1围护结构施工

车站主体结构、出入口及风井基坑围护结构均采用钻孔灌注桩+桩间喷射混凝土的形式作为围护结构，主体结构桩径为φ1000mm，相邻灌注桩中心间距1.4m。根据本工程地质岩土特性、工程量及工期要求，围护桩及立柱桩均采用旋挖钻机进行施工。钻孔灌注桩采用隔桩旋挖成孔、水下灌注混凝土成桩工艺，泥浆循环采用人工配置优质泥浆护壁。桩身砼为C35商品砼。

6.2盖挖车站钢管柱施工工艺与方法

盖挖车站采用钢管柱配合围护桩作为逆作梁板结构的主要承力构件，与围护桩同步展开施工，其施工结束后方可进行表层土方开挖及逆作顶板结构施工。

⑴垂直插入机就位对中

钢管柱下工程桩施工工艺和钻孔灌注桩施工工艺相同，不再赘述。混凝土灌注完成后，重新放出桩位中心，并将十字线标记在护筒上。复核桩位后，将液压插入机械的定位器中心与基础桩桩位中心在同一垂直线上，然后吊装垂直插入机就位，液压插入机根据定位器就位对中。

⑵调整垂直插入机水平度

就位对中后，液压插入机械可手动、自动调整水平度，并重新复核中心位置，满足要求后即可吊装永久性钢管柱入孔。

（3）垂直插入机液压插入永久性钢管柱

永久性钢管柱吊放至垂直插入机内，下入孔内至第二道法兰后，由垂直插入机抱紧钢管柱，用液压插入装置的液压下压力将永久性钢管柱下压插入孔内，永久性钢管柱顶标高都在地面以下一定的深度，因此在永久性钢管柱顶部连接一根同直径的工具柱，利用工具柱将永久性钢管柱插入至设计标高；当永久性钢管柱插至混凝土顶面后，重新复测永久性钢管柱的垂直度，此时由垂直仪检测永久性钢管柱的垂直度，测定数据可根据电脑分析确定永久性钢管柱的垂直度，满足垂直度要求后继续下压插入至混凝土中；如不满足要求可调整垂直插入机的水平度，直至永久性钢管柱垂直度满足要求。

（4）钢管柱四周回填石屑或干砂

液压垂直机垂直插入永久性钢管柱后，即可对永久性钢管柱四周进行石屑或干砂回填，碎石的粒径不得大于25mm，干砂宜选用颗粒级配较大的进行，回填时在钢管柱四周均匀填入，回填高度与永久性钢管顶标高以下1000mm，上部等工具柱拆除后回填；回填时排出的护壁泥浆用泥浆泵抽至废浆池后外运清除。

(5)拆除送柱标准节HPE垂直插入机移位

当钢管柱四周回填后，四周回填碎石已固定永久性钢管柱中心位置，即可拆除上部送柱工具柱，割除永久性钢管柱与送柱工具柱连接部位，拆除送柱工具柱后由吊车将HPE垂直插入机移位即可。

(6)下放永久性钢管柱内钢筋笼并灌注混凝土

HPE移位后，进行永久性钢管柱内浇筑混凝土，先下放永久性钢管柱内的钢筋笼，采用吊筋将钢筋笼固定在永久性钢管柱上口，控制钢筋笼顶标高，再下放导管进行永久性钢管柱内的混凝土灌注，导管下口距离钢管柱底高度宜为50cm，并且在灌注过程中采用加强型振捣棒进行振捣，灌注过程中及时拔除导管，导管下口埋入混凝土中2~6m，灌注过程中一般下料一边振捣，不能过振、漏振。

(7)回填孔口拔除钢护筒

永久性钢管柱内的混凝土达到初凝后，对钢管柱内上口100～200mm未浇筑混凝土的回填细砂，便于今后开挖清理；其余部位回填碎石或易密实的砂土至孔口，拔除钢护筒。

6.3盖挖车站土方开挖及支撑施工方法

盖挖施工时必须从主体基坑外侧设置竖井，在主体结构侧壁开孔，用挖机将主体结构内土方转运至竖井范围内，再将竖井范围内土方外运。参照以往土方开挖效率，每个竖井每天最大出土量为300m³左右。根据设计，本工程在东南、东北端头井位置处设置两个竖井。基坑开挖时，首先从最靠近竖井位置开始，逐步向基坑内侧推进，开辟一条运输通道供挖机、结构施工材料（如钢筋、模板、混凝土）走行或运输。通道两侧需保留2～3m的宽度护坡土方，以保证基坑的稳定。在开挖至基坑中间位置时，开始从里向外开挖护坡土方，开挖一段，安装一段支撑（或施工一段结构），直至该层土方开挖结束。如结构施工与土方开挖场地冲突时，应优先保证结构施工。

6.4 地模施工

6.4.1板梁结构地模施工方法

地模的施工方法主要根据工程结构特点，基土的工程地质、水文地质状况选择。

地模的施工方法为：上铺8cm厚C20素混凝土层，局部采用水泥砂浆抹面找平，12mm厚（1.2×2.4m）隔离木板。实际施工时，将根据具体的地质条件，予以局部调整，要保证地模的强度、刚度及施工精度，最大程度地减小地模的结构施工过程中的不均匀沉降，梁板地模结构见图6-3。

图6-3 地模结构示意图

6.4.2地模施工要点

(1)基层施工要点

①按结构设计标高、平面位置及主体结构纵向的设计坡度测量放线，施工中加强控制，施工允许偏差要控制在规范允许范围内，并按土模及结构形状整平基土平面。

②土方开挖过程中严禁超挖，并预留30cm左右人工清底，边梁及中梁部位在保证开挖精度的前提下，采用机械开挖，并加强人工修边。

（2）各层板梁地模施工要点

①板结构地模结构顶面标高提高2.0cm，作为板结构的预留沉降量，并沿横断面三跨跨中及纵向两柱间预留2cm上拱度。

②各施工单元的地模结构均向施工范围处延伸1.0m，并将其边缘做坡状，以利于地模的稳定。

③基土夯实整平后，铺设8cm厚C20素混凝土，局部采用水泥砂浆找平。严格控制其标高，并对其进行赶光压浆处理。

④考虑边梁下部预埋钢筋埋置砂层的铺设要求，边墙槽深0.6m，侧墙下300mm设置斜向竹胶模板，边梁底模采用设插筋孔的竹胶模，为确保边墙预留插筋垂直度，其下填细砂以保证插筋长度。详图见6-4。地模施工中，按有关规定要求做好围护桩桩头部分的处理，防水层的找头甩茬等工作。底板混凝土不设底模。

图6-4边墙处模板的设置

6.5 综合接地网施工

接地网由水平接地体、垂直接地体构成并经接地引出线引出。接地网在车站底板垫层下的埋设深度根据设计要求实施，且与垫层混凝土要严格区别开，避免影响接地效果。

6.6 钢筋工程

本工程车站钢筋具有数量多、规格多、直径粗等特点。特别是梁、柱、板交接处的钢筋相当密，施工要求高。钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等的规定抽取试件做力学性能试验，保证其质量符合有关标准的规定。当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时要对该批钢筋进行化学成份检验或其他专项检验。

使用前要将钢筋表面的污渍清除干净。对成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直，钢筋加工的形状尺寸要符合设计要求。

施工预留洞部位用接驳器，柱钢筋搭接采用焊接接头或钢筋接驳器，搭接长度按照规范及设计要求确定。

工程各部位钢筋配置的级别、种类、根数、直径等必须符合设计要求，先施工底板和梁钢筋，然后绑扎内衬墙和柱钢筋，以此类推，并使其连接牢固，相对位置准确。

6.7混凝土工程

6.7.1混凝土浇筑工艺及方法

（1）浇筑前应检查模板、支架、钢筋和预埋件、预埋孔洞是否符合设计要求，做好记录，并经监理工程师验收合格后，方可进行混凝土浇筑。

（2）混凝土浇筑前应用高压水和高压风先对钢筋、模板以及与老混凝土接触面进行清洗，确保要浇筑的施工区清洁无杂物，但不能有积水。

（3）先浇筑柱墙混凝土，待柱墙混凝土初步下沉稳定后再浇筑梁板混凝土，严格控制好浇筑流程，防止出现施工冷缝。

(4)顶板(中板)混凝土连续水平、分台阶沿边墙、中墙分别向中线方向进行浇筑。混凝土浇筑到标高后，用平板振动器振一遍，再压实、收浆、抹面。

(5)底板、墙体混凝土采用“斜面分层、薄层浇筑、一次到顶”的方法进行浇筑。

(6) 立柱混凝土水平、分层进行浇筑，一次浇筑成型。

6.7.2混凝土拆模及养护

由于混凝土的养护要求较严，因此不宜过早拆模，拆模强度必须达到设计强度要求，

在混凝土浇筑完毕后的12h以内对对混凝土加以覆盖，洒水养护，洒水次数以保持混凝土表面湿润状态为宜。

6.8 盖挖防水施工

6.8.1防水施工原则

结构防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多到防线、因地制宜、综合治理”的原则

卷材防水：先节点，后大面；先远处，后近处。

即所有节点附加层铺贴完毕后，方可铺贴大面卷材。

6.8.2防水施工工艺流程

1、工艺流程：

1)顶板防水层施工流程：

清理顶板基层→配制聚合物水泥砂浆或素水泥浆→弹线后细部节点附加增强处理（如管根处）→自粘卷材弹线定位→涂刮聚合物水泥砂浆或素水泥浆粘结层→撕去表面隔离纸→搭接接缝处理→辊压卷材、排气压实→密封封头→检查修补→质量验收→浇筑细石混凝土保护层

2)底板防水层施工流程：

清理基层→涂刷细部、阴阳角基层处理剂→弹线铺设细部、阴阳角部位附加层→自粘卷材弹线定位→铺设大面自粘卷材→卷材搭接接缝处理→辊压卷材、排气压实→节点加强处理处理→自检→验收→撕去表面隔离纸→浇筑细石混凝土保护层→帮扎钢筋→浇筑结构混凝土底板

3)侧墙立面施工流程

检查、清理立面基层→铺贴细部节点附加层→自粘卷材弹线定位→机械固定钉铺自粘卷材→撕去搭接边隔离纸→卷材搭接处理→辊压搭接边卷材→密封封头→检查修补→质量验收→撕去表面隔离纸→帮扎钢筋→检查修补→质量验收→浇筑结构混凝土

7.施工监测

7.1监测内容设置

根据深基坑工程的施工特点，基坑围护和开挖施工为监测工作的重点阶段。施工监测项目设置如表7-1所示。

表7-1 施工监测项目内容

序号	监测项目	位置及监测对象	仪器监测精度	监测项目控制值	监测频率
1	围护桩水平和垂直位移	围护结构 上端部	±2″ ±0.5mm	25～30mm/10～20mm	开挖过程中 1次/12h
2	围护桩体变形	围护结构内	0.02mm/0.5m	45～50mm	开挖过程中 1次/12h
3	基坑观察	基坑周围		/	一天一次
4	支撑轴力(含支撑变形)	支撑端部或中部	0.2%F*S	(60%～70%)	开挖过程中 1次/12h
5	围护结构侧土压力	围护结构后和嵌固段围护结构前	0.2%F*S	(60%～70%)	开挖≤10m时一天一次； ≥10m时 一天两次
6	土体分层 竖向位移	围护结构周边土体	±1mm	25～35mm	基坑开挖期间 一天一次
7	管线位移	沿管线轴向	±0.5mm	刚性有压：10～30mm 刚性无压：10～40mm 柔性：10～40mm	基坑开挖期间 1次/12h
8	基底隆起	基底开挖面中部	±0.5mm	25～35mm	基坑开挖完成， 底板浇筑前 1次/天
9	钢筋笼应力	围护桩主筋	0.1MPa	按图纸要求	基坑开挖时 1次/12h
10	周边既有建筑物位移	基坑周边	±0.5mm	10～60mm	基坑开挖期间 1次/12h
11	周边地表沉降	基坑周围	±0.5mm	25～35mm	基坑开挖期间 1次/12h
12	净空收敛	侧墙	收敛计	/	L＜2B时，1～2次/d； L＜5B时，1次/2d； L＞5B时,1次/2d
13	层板下沉	结构板	拓普康精密水准仪、铟瓦钢尺	/	同上

7.2监测数据报警值和报警制度

(1)报警值的确定

参照《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50299-1999）中提出的一级基坑围护体系监控报警值，具体报警值按设计要求确定。

(2)报警制度

①监测数据接近报警值时，在监测日报表上作预警记号，报告施工管理人员。

②监测数据达到报警值时，在监测日报表上盖报警专章，报告施工管理人员，提出相关建议。

③监测数据持续大于报警值时，在监测日报表上盖报警专章，由项目部联系管线监护单位召开专题会议研究制定措施。

总结：盖挖逆筑法是在围护桩、中间柱和顶板完成后，利用围护结构、中间柱和顶板作为支撑结构恢复工程所在地地面原状，对于占用市政道路的地铁车站施工具有影响道路通行时间短的优势。同时，顶板完成后，地下各层建筑施工作业均在顶板以下，对地面以上环境影响小，有利于环保控制。但盖挖逆作法施工难度大，施工质量控制必须加强。

参考文献：

（1）李刚.盖挖逆作及中间桩钢管柱施工技术控制要点研究[J].工程技术究,2017,(6)：45-46.

（2）耿永常 城市地下空间建筑[M], 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2011

（3）蒋晨光 地铁工程建造技术 化学工业出版社