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【摘 要】伴随盖挖逆作法施工工艺而产生了内衬墙后期混凝土与先浇混凝土连接不密实的问题，虽然有诸多解决办法，但是施工中通常采用的方法却有质量控制难、操作复杂、造价高等弊端。为此我们引用了预制梁、管道等施工中使用的充气胶囊芯模施工工艺，并结合原盖挖逆作施工方法，提出了新型控制逆作内衬墙混凝土接缝密实度的施工方法。
【关键词】充气胶囊；内衬墙盖；挖逆作；施工
1前言
根据盖挖逆作法的工艺特点，板梁结构为先交浇混凝土，其下的内衬墙结构为后浇混凝土，由于混凝土收缩、下沉等原因，两者之间的水平接缝易产生微裂缝而难以密实。
因此，内衬墙的混凝土浇捣及接缝的处理是施工关键。为了避免因连接面产生干缩裂缝、气泡和孔洞等不密实现象而渗漏水，本工程在前期施工内衬墙时预埋充气胶囊来预留孔洞，后期内衬墙混凝土浇筑时通过气囊孔进行垂直浇筑，有效振捣，并对预留孔洞及时进行封堵的方法，从而达到接缝密实、利于浇筑，方便振捣，节约成本的目的。
2工程概况
武汉轨道交通三号线王家墩中心站位于规划王家墩商务核心区域，三号线与七号线呈“十”字换乘，三号线呈南北走向，七号线呈东西走向，十字交叉四角为物业开发区。工程地下共有四层，地下一层为下沉式广场，广场中部设置一个直径23m的穹顶；地下二层为三、七号线车站共用的站厅层；地下三层为三号线侧式站台层及三、七号线设备层；地下四层为七号线岛式站台层。地下一层采用明挖顺作法施工，地下二、三、四层为盖挖逆作法施工，工程总计逆作内衬墙长2389m，逆作内衬墙具有工程量大，接缝多，质量及防水要求高等特点。
3逆作内衬墙接缝密实度一般控制方法
3.1逆作内衬墙接缝密实度控制方法介绍
逆作内衬墙接缝密实度控制方法可分为直接法、注入法和充填法。其中直接法为传统的施工方法，由于直接法接缝处钢筋分担的荷载约为整体浇注时的5倍，而注入法和填充法接缝处分担的荷载比整体浇筑时只增加10%-30%，故现今设计采用了注入法和填充法。
注入法是通过预先设置的注入孔向缝隙内注入水泥浆或环氧树脂的一种施工方法。充填法是在下部混凝土浇筑到适当高度，清除浮浆后再用无收缩混凝土或砂浆填充。由于逆作内衬墙施工中采用填充法较多，此法也具有一定的代表性，现对其做详细介绍。
3.2填充法接缝密实度控制方法
前期内衬墙混凝土与地下一层梁板混凝土整体浇筑，内衬墙底部一般做成刹肩，后期混凝土浇筑采用浇筑假牛腿及二次振捣工艺，在浇筑的内衬墙上部设置特制的斜向模板，以保证假牛腿顶面高出接缝20cm。内衬墙混凝土浇筑至各层内衬墙接茬下约30cm停止灌注混凝土，待混凝土不再下沉为止，在混凝土初凝前继续进行剩余假牛腿处施工。内衬墙混凝土强度达到要求后，拆除接茬处的模板，进行人工凿除假牛腿混凝土，混凝土凿至据内衬墙边缘2cm处，最后用同标号砂浆把剩余内衬墙面抹平。在内衬墙混凝土强度达到设计要求后，进行内衬墙二次回填注浆。
注入法和填充法看似可以解决逆作内衬墙混凝土接缝密实度问题，但具体施工中存在一些问题：由于新老混凝土结合处固有的缝隙存在，注入水泥浆通常会从缝隙中流出；而注入环氧树脂时，环氧树脂会随温度的升高而软化；不管是填无收缩混凝土还是砂浆，人工操作时都难以保证填筑质量；同时混凝土从内衬墙顶部侧面入仓，受先浇混凝土影响，后期混凝土难以振捣密实，还会出现振捣器无法拔出等问题；再者，特殊材料的选择、牛腿混凝土的凿除等都会增加工程造价；于是我们期待着提出一种新型的能够很好的解决逆作内衬墙混凝土接缝密实度问题的施工工艺。
4其他方法的尝试
为解决以上问题，在施工领域提出了一种可行的逆作内衬墙浇捣方法：内衬墙混凝土浇筑前，在止水带与内衬墙内侧之间每隔1.5-2m预埋直径20cm的PVC管预留浇捣孔。后期内衬墙模板直接关实，混凝土垂直浇筑到孔顶，振捣棒从浇捣孔洞两侧垂直进入振捣。实践证明此法可以很好地保证接缝密实度。然而对于王家墩中心站项目，其逆作内衬墙将近3000米，若用此法，预埋PVC管长至少3300米。与此同时大量的PVC管埋设内衬墙中难以取出，与混凝土结合较差，混凝土收缩后易形成空隙，故此法并未被采用。
5充气胶囊芯模的引入
5.1充气胶囊芯模介绍
充气橡胶芯模是一种可膨胀、收缩的圆柱橡胶气囊，用来形成混凝土构件的空腔。在制造空心构建时将它放入中间，并充入压缩空气，当混凝土凝固以后，放出袋子中压缩空气，胶囊即收缩，并可以从空腔中抽出胶囊。它使用简便，经济耐用，未充气能柔软收缩，任意折叠、卷曲，充气膨胀后具有足够的强度来承受混凝土的压力。在桥梁、管道等工程的抽孔工作中得到广泛应用。如图2为桥梁使用充气胶囊，图3为管道使用充气胶囊。
5.2充气胶囊芯模的一般施工工艺
充气胶囊芯模的一般施工工艺为：入模—充气—固定与浇筑混凝土—放气拆除—冲洗气囊试水检查。
有了垂直浇捣法的尝试，结合原设计方案，进而通过专家论证，我们确定了在内衬墙施工中加入充气胶囊的施工方法。
6新型逆作内衬墙施工方法
6.1基坑处理
待大方量土方开挖结束后，先用大型挖掘机平整基坑，并跟踪测量其标高。之后采用小型挖掘机开挖内衬墙槽到设计槽深，结合内衬墙的宽度和小型挖掘机尺寸，本工程开挖内衬墙槽宽控制在1.2米左右。
6.2砖胎膜施工
地下一層板位于粘土层，土体较好，板顶以下内衬墙与地下一层梁板采用砖胎膜施工。内衬墙槽开挖好后及时对内衬墙进行测量放线，一方面复核前期施工地连墙是否侵线，另一方面给内衬墙砖胎膜砌筑定位。砌筑砖胎膜之前将墙底土体整平压实。
内衬墙砖胎膜砌筑采用24砖墙砌筑，对砌筑的砖胎膜抽测其垂直度，确保无倾斜。抹灰后，对每段砖胎膜的标高进行测量，并及时支撑，防止其倾斜变形。在砖胎膜上紧贴1mm厚软木板并固定后，砖胎膜施工完成。现场需对砌筑的砖胎膜做好保护，如遇降雨需及时覆盖并做好抽排水工作。 6.3防水施工
地连墙背水面处理平整、干净后，抹一层2cm厚防水砂浆，然后预铺自粘防水卷材，并在内衬墙迎水面接缝处贴一层50cm防水加强层。地连墙顶部按设计要求施做防水。
6.4墙筋绑扎及木模安装
墙筋绑扎之前先在侧墙槽内填30cm厚砂，墙筋绑扎一般顺序为：先立2～4根竖筋—画水平筋间距—绑定位横筋—绑其余横竖筋。内衬墙竖向钢筋需按设计要求预埋上下层钢筋接驳器，并拧上封盖。预埋筋长度按要求下好料，其下部插入砂中约15cm，并控制好钢筋垂直度及标高。绑扎完钢筋后即可对板顶以上内衬墙支模，支模采用M14拉杆螺栓对拉+钢管水平支撑结合，对拉螺栓与钢管水平撑竖向等距离间隔布置，螺栓加焊5cm×5cm×3mm形止水环，拆模后加强防水措施将留下的凹槽封堵密实。
6.5充气胶囊芯模施工
6.5.1本工程选用充气胶囊
本工程所选用的充气胶囊为厂家定制，由橡胶和纤维织物结合双面硫化胶布冷粘而成，具有很高的抗张拉强度、弹性、柔软性和气密性。定制胶囊长2.4m，直径为20cm，胶囊在侧墙内布置间距为1.5-2m。定制胶囊见图4与图5，充气胶囊施工图见图6。
6.5.2充氣胶囊芯模施工工艺与优点
1孔洞预留：内衬墙拉筋绕过胶囊埋设处，避免割断钢筋。
2胶囊充气并涂刷隔离剂：胶囊充气压力与胶囊直径、新浇筑混凝土的压力和施工气温等因素有关。胶囊压力保持在0.03-0.05MPa范围内，预留孔的孔径均满足规范要求，达到预期效果。施工前要对充气胶囊做气密性检查，并确定打气泵工作是否正常，若发现有胶囊明显漏气要及时更换。混凝土灌注前四小时一旦发现囊内气体不足需立即补气，确保成孔质量。充气胶囊使用时必须刷隔离剂，以减少抽模阻力，由于机油会对橡胶侵蚀且污染钢筋，胶囊不允许用机油代替隔离剂。
3胶囊安装与固定：浇筑混凝土时，在插入式振捣棒和混凝土的作用下充气胶囊所受浮力较大，胶囊容易上浮移位，影响预留孔洞质量，采取胶囊上增设两条横向卡筋固定。
4前期内衬墙混凝土浇筑：混凝土坍落度设计140-160mm。混凝土分两层浇筑，第一层可采用坍落度略大的混凝土，为避免出现冷缝，分层浇筑时间间隔控制在三小时左右，振捣要密实。浇筑时振捣棒不得触碰胶囊，同时避免混凝土从胶囊一侧挤入，从而导致胶囊倾斜位移。
5放气抽胶囊与试水检查：充气胶囊芯模放气时间与施工气温有关，一般在砼浇筑完毕后混凝土表面用手指能压出指纹而混凝土不变形即可放气。抽出的胶囊清洗完毕后即可进行试水检查，对于漏气严重气囊不可再次使用。胶囊安装见图6，预留孔洞效果见图7。
6充气胶囊芯模优点：采用充气胶囊芯模后，可使预留孔洞处新老混凝土结合紧密，提高混凝土结构的整体性，解决了预埋PVC管所产生的孔洞内混凝土收缩空隙、混凝土结构整体性差等问题，以及预埋PVC管或钢管所带来的成本增加等问题。充气胶囊芯模可重复利用，损耗率较小，操作方便，省时省力，现场施工简便安全，不产生污染，极大提高了工作效率，经济效益显著。充气胶囊施工时降低了操作人员劳动强度、改善劳动条件，为文明施工、安全生产创造了良好条件。
图6胶囊安装图 图7预留孔洞效果图
6.6后期逆作墙施工
有了前期逆作内衬墙施工时预留的浇捣孔，后期逆作内衬墙由下往上施工。清除杂物，混凝土凿毛，施作防水，安装钢筋与模板，垂直浇筑，邻孔振捣。新老混凝土从而可以紧密结合，有效的控制了内衬墙混凝土接缝密实度。
7结语
王家墩中心站土建工程本身工程量大、结构复杂，采用充气胶囊预留孔洞，后期垂直浇筑、垂直振捣的方法，不仅在保证安全质量、工程进度等方面具有重要意义，还节约材料成本35万余元。但是这种施工方法在施工过程中仍然遇到了一些问题，比如充气胶囊制作质量不好则会漏气，施工中需不断充气；由于胶囊底部往往弹性较差，所以一旦漏气抽取胶囊将变得费力。因此，我们也期待能有更好更完善的施工工艺，将逆作内衬墙混凝土接缝密实度控制的更好。
参考文献：
[1]GB50299-99，地下铁道工程施工及验收规范[S]
[2]徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工[M[.北京：机械工业出版社，2002.
[3]哈尔滨市人防办.逆作法施工技术成果报告[Z].
[7]高辅民，萧岩.盖挖逆作法修建北京人行地下通道试验研究[Z].
[8]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，2009：677-681.
[9]中华人民共和国建设部.GB50157-2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003
【关键词】充气胶囊；内衬墙盖；挖逆作；施工
1前言
根据盖挖逆作法的工艺特点，板梁结构为先交浇混凝土，其下的内衬墙结构为后浇混凝土，由于混凝土收缩、下沉等原因，两者之间的水平接缝易产生微裂缝而难以密实。
因此，内衬墙的混凝土浇捣及接缝的处理是施工关键。为了避免因连接面产生干缩裂缝、气泡和孔洞等不密实现象而渗漏水，本工程在前期施工内衬墙时预埋充气胶囊来预留孔洞，后期内衬墙混凝土浇筑时通过气囊孔进行垂直浇筑，有效振捣，并对预留孔洞及时进行封堵的方法，从而达到接缝密实、利于浇筑，方便振捣，节约成本的目的。
2工程概况
武汉轨道交通三号线王家墩中心站位于规划王家墩商务核心区域，三号线与七号线呈“十”字换乘，三号线呈南北走向，七号线呈东西走向，十字交叉四角为物业开发区。工程地下共有四层，地下一层为下沉式广场，广场中部设置一个直径23m的穹顶；地下二层为三、七号线车站共用的站厅层；地下三层为三号线侧式站台层及三、七号线设备层；地下四层为七号线岛式站台层。地下一层采用明挖顺作法施工，地下二、三、四层为盖挖逆作法施工，工程总计逆作内衬墙长2389m，逆作内衬墙具有工程量大，接缝多，质量及防水要求高等特点。
3逆作内衬墙接缝密实度一般控制方法
3.1逆作内衬墙接缝密实度控制方法介绍
逆作内衬墙接缝密实度控制方法可分为直接法、注入法和充填法。其中直接法为传统的施工方法，由于直接法接缝处钢筋分担的荷载约为整体浇注时的5倍，而注入法和填充法接缝处分担的荷载比整体浇筑时只增加10%-30%，故现今设计采用了注入法和填充法。
注入法是通过预先设置的注入孔向缝隙内注入水泥浆或环氧树脂的一种施工方法。充填法是在下部混凝土浇筑到适当高度，清除浮浆后再用无收缩混凝土或砂浆填充。由于逆作内衬墙施工中采用填充法较多，此法也具有一定的代表性，现对其做详细介绍。
3.2填充法接缝密实度控制方法
前期内衬墙混凝土与地下一层梁板混凝土整体浇筑，内衬墙底部一般做成刹肩，后期混凝土浇筑采用浇筑假牛腿及二次振捣工艺，在浇筑的内衬墙上部设置特制的斜向模板，以保证假牛腿顶面高出接缝20cm。内衬墙混凝土浇筑至各层内衬墙接茬下约30cm停止灌注混凝土，待混凝土不再下沉为止，在混凝土初凝前继续进行剩余假牛腿处施工。内衬墙混凝土强度达到要求后，拆除接茬处的模板，进行人工凿除假牛腿混凝土，混凝土凿至据内衬墙边缘2cm处，最后用同标号砂浆把剩余内衬墙面抹平。在内衬墙混凝土强度达到设计要求后，进行内衬墙二次回填注浆。
注入法和填充法看似可以解决逆作内衬墙混凝土接缝密实度问题，但具体施工中存在一些问题：由于新老混凝土结合处固有的缝隙存在，注入水泥浆通常会从缝隙中流出；而注入环氧树脂时，环氧树脂会随温度的升高而软化；不管是填无收缩混凝土还是砂浆，人工操作时都难以保证填筑质量；同时混凝土从内衬墙顶部侧面入仓，受先浇混凝土影响，后期混凝土难以振捣密实，还会出现振捣器无法拔出等问题；再者，特殊材料的选择、牛腿混凝土的凿除等都会增加工程造价；于是我们期待着提出一种新型的能够很好的解决逆作内衬墙混凝土接缝密实度问题的施工工艺。
4其他方法的尝试
为解决以上问题，在施工领域提出了一种可行的逆作内衬墙浇捣方法：内衬墙混凝土浇筑前，在止水带与内衬墙内侧之间每隔1.5-2m预埋直径20cm的PVC管预留浇捣孔。后期内衬墙模板直接关实，混凝土垂直浇筑到孔顶，振捣棒从浇捣孔洞两侧垂直进入振捣。实践证明此法可以很好地保证接缝密实度。然而对于王家墩中心站项目，其逆作内衬墙将近3000米，若用此法，预埋PVC管长至少3300米。与此同时大量的PVC管埋设内衬墙中难以取出，与混凝土结合较差，混凝土收缩后易形成空隙，故此法并未被采用。
5充气胶囊芯模的引入
5.1充气胶囊芯模介绍
充气橡胶芯模是一种可膨胀、收缩的圆柱橡胶气囊，用来形成混凝土构件的空腔。在制造空心构建时将它放入中间，并充入压缩空气，当混凝土凝固以后，放出袋子中压缩空气，胶囊即收缩，并可以从空腔中抽出胶囊。它使用简便，经济耐用，未充气能柔软收缩，任意折叠、卷曲，充气膨胀后具有足够的强度来承受混凝土的压力。在桥梁、管道等工程的抽孔工作中得到广泛应用。如图2为桥梁使用充气胶囊，图3为管道使用充气胶囊。
5.2充气胶囊芯模的一般施工工艺
充气胶囊芯模的一般施工工艺为：入模—充气—固定与浇筑混凝土—放气拆除—冲洗气囊试水检查。
有了垂直浇捣法的尝试，结合原设计方案，进而通过专家论证，我们确定了在内衬墙施工中加入充气胶囊的施工方法。
6新型逆作内衬墙施工方法
6.1基坑处理
待大方量土方开挖结束后，先用大型挖掘机平整基坑，并跟踪测量其标高。之后采用小型挖掘机开挖内衬墙槽到设计槽深，结合内衬墙的宽度和小型挖掘机尺寸，本工程开挖内衬墙槽宽控制在1.2米左右。
6.2砖胎膜施工
地下一層板位于粘土层，土体较好，板顶以下内衬墙与地下一层梁板采用砖胎膜施工。内衬墙槽开挖好后及时对内衬墙进行测量放线，一方面复核前期施工地连墙是否侵线，另一方面给内衬墙砖胎膜砌筑定位。砌筑砖胎膜之前将墙底土体整平压实。
内衬墙砖胎膜砌筑采用24砖墙砌筑，对砌筑的砖胎膜抽测其垂直度，确保无倾斜。抹灰后，对每段砖胎膜的标高进行测量，并及时支撑，防止其倾斜变形。在砖胎膜上紧贴1mm厚软木板并固定后，砖胎膜施工完成。现场需对砌筑的砖胎膜做好保护，如遇降雨需及时覆盖并做好抽排水工作。 6.3防水施工
地连墙背水面处理平整、干净后，抹一层2cm厚防水砂浆，然后预铺自粘防水卷材，并在内衬墙迎水面接缝处贴一层50cm防水加强层。地连墙顶部按设计要求施做防水。
6.4墙筋绑扎及木模安装
墙筋绑扎之前先在侧墙槽内填30cm厚砂，墙筋绑扎一般顺序为：先立2～4根竖筋—画水平筋间距—绑定位横筋—绑其余横竖筋。内衬墙竖向钢筋需按设计要求预埋上下层钢筋接驳器，并拧上封盖。预埋筋长度按要求下好料，其下部插入砂中约15cm，并控制好钢筋垂直度及标高。绑扎完钢筋后即可对板顶以上内衬墙支模，支模采用M14拉杆螺栓对拉+钢管水平支撑结合，对拉螺栓与钢管水平撑竖向等距离间隔布置，螺栓加焊5cm×5cm×3mm形止水环，拆模后加强防水措施将留下的凹槽封堵密实。
6.5充气胶囊芯模施工
6.5.1本工程选用充气胶囊
本工程所选用的充气胶囊为厂家定制，由橡胶和纤维织物结合双面硫化胶布冷粘而成，具有很高的抗张拉强度、弹性、柔软性和气密性。定制胶囊长2.4m，直径为20cm，胶囊在侧墙内布置间距为1.5-2m。定制胶囊见图4与图5，充气胶囊施工图见图6。
6.5.2充氣胶囊芯模施工工艺与优点
1孔洞预留：内衬墙拉筋绕过胶囊埋设处，避免割断钢筋。
2胶囊充气并涂刷隔离剂：胶囊充气压力与胶囊直径、新浇筑混凝土的压力和施工气温等因素有关。胶囊压力保持在0.03-0.05MPa范围内，预留孔的孔径均满足规范要求，达到预期效果。施工前要对充气胶囊做气密性检查，并确定打气泵工作是否正常，若发现有胶囊明显漏气要及时更换。混凝土灌注前四小时一旦发现囊内气体不足需立即补气，确保成孔质量。充气胶囊使用时必须刷隔离剂，以减少抽模阻力，由于机油会对橡胶侵蚀且污染钢筋，胶囊不允许用机油代替隔离剂。
3胶囊安装与固定：浇筑混凝土时，在插入式振捣棒和混凝土的作用下充气胶囊所受浮力较大，胶囊容易上浮移位，影响预留孔洞质量，采取胶囊上增设两条横向卡筋固定。
4前期内衬墙混凝土浇筑：混凝土坍落度设计140-160mm。混凝土分两层浇筑，第一层可采用坍落度略大的混凝土，为避免出现冷缝，分层浇筑时间间隔控制在三小时左右，振捣要密实。浇筑时振捣棒不得触碰胶囊，同时避免混凝土从胶囊一侧挤入，从而导致胶囊倾斜位移。
5放气抽胶囊与试水检查：充气胶囊芯模放气时间与施工气温有关，一般在砼浇筑完毕后混凝土表面用手指能压出指纹而混凝土不变形即可放气。抽出的胶囊清洗完毕后即可进行试水检查，对于漏气严重气囊不可再次使用。胶囊安装见图6，预留孔洞效果见图7。
6充气胶囊芯模优点：采用充气胶囊芯模后，可使预留孔洞处新老混凝土结合紧密，提高混凝土结构的整体性，解决了预埋PVC管所产生的孔洞内混凝土收缩空隙、混凝土结构整体性差等问题，以及预埋PVC管或钢管所带来的成本增加等问题。充气胶囊芯模可重复利用，损耗率较小，操作方便，省时省力，现场施工简便安全，不产生污染，极大提高了工作效率，经济效益显著。充气胶囊施工时降低了操作人员劳动强度、改善劳动条件，为文明施工、安全生产创造了良好条件。
图6胶囊安装图 图7预留孔洞效果图
6.6后期逆作墙施工
有了前期逆作内衬墙施工时预留的浇捣孔，后期逆作内衬墙由下往上施工。清除杂物，混凝土凿毛，施作防水，安装钢筋与模板，垂直浇筑，邻孔振捣。新老混凝土从而可以紧密结合，有效的控制了内衬墙混凝土接缝密实度。
7结语
王家墩中心站土建工程本身工程量大、结构复杂，采用充气胶囊预留孔洞，后期垂直浇筑、垂直振捣的方法，不仅在保证安全质量、工程进度等方面具有重要意义，还节约材料成本35万余元。但是这种施工方法在施工过程中仍然遇到了一些问题，比如充气胶囊制作质量不好则会漏气，施工中需不断充气；由于胶囊底部往往弹性较差，所以一旦漏气抽取胶囊将变得费力。因此，我们也期待能有更好更完善的施工工艺，将逆作内衬墙混凝土接缝密实度控制的更好。
参考文献：
[1]GB50299-99，地下铁道工程施工及验收规范[S]
[2]徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工[M[.北京：机械工业出版社，2002.
[3]哈尔滨市人防办.逆作法施工技术成果报告[Z].
[7]高辅民，萧岩.盖挖逆作法修建北京人行地下通道试验研究[Z].
[8]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，2009：677-681.
[9]中华人民共和国建设部.GB50157-2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003