论文部分内容阅读
【摘 要】 随着社会经济的发展，交通拥堵已经成为制约城市发展潜力，减缓城市发展步伐的重要问题。修建地下铁道是缓解城市交通压力和人口压力的可行途径之一。随着地铁施工技术的成熟发展和时代的进步，地铁车站已经不仅仅是一种单纯的交通工具，它已经逐渐变为集城市交通运输、地下商场、市政工程多合一的大型综合性多功能建筑。地铁车站一般面积较大、结构较为复杂而且深入地下，修建时常遇到各种技术问题。盖挖逆作法是常用的一种方法。
【关键词】 盖挖逆作法；地铁施工；施工技术
当拟建的城市地铁车站所在位置在短时间内可以利用地面上的各种车道、人行道和绿地进行暂时性的局部的道路改移时，我们可以采用盖挖逆作法进行施工。这种施工方式是一种自上而下的施工方式，先施工车站周围围护地下连续墙和结构主体桩，再将梁和板置于桩和柱之上进行施工。这种做法既安全，又能保证工期，同时工程质量也有保障，对环境的影响也很小，成为了当前地铁施工的重要方法之一。
1 盖挖逆作法施工概述
盖挖逆作法发展于上世纪中后期，在发达国家广泛应用。在我国被广泛应用于人防工程。后来随着时代的发展和技术的进步，盖挖逆作法在高层建筑施工和地铁施工中取得了成效，才受到了地铁施工者的重视，理论与实践都有了长足的进步，并逐渐成熟，成长前景较为广阔。盖挖逆作法有以下的特点：它只能适用于地面有交通道路改移的情况下，只有在该种情况下，才能够在较短的时间内完成各种桩、柱、盖板的施工，能够尽可能快地回复城市的地面交通；它施工较为灵活，能够根据路面的不同情况进行分段施工，也能够左右两幅先后施工，对于交通道路的改移较为灵活；由于其施工过程是自上而下的，相较于明挖深基坑技术，施工的风险大大降低，结构更为稳定，对周围环境的破坏也更小。同时，由于施工者是处在盖板与中隔板下方的，所以较为安全；操作的空间较为广阔，方便运用更多的机械设备来进行辅助，减少了人力物力的投入，并且噪声和粉尘这两种建筑施工工程最大的污染被有效地隔离；相关建筑材料进入以及挖出的土壤较为灵活，可以选择出入口设置竖井，也可以选择在盖板上预留施工洞，能够最大限度缩短运输距离；天气的影响较小，雨雪天气对于该种施工方法影响比其他方法要小的多。
2 盖挖逆作法施工原理及工艺流程
以深圳地铁11号线松岗站盖挖段为例：松岗站是深圳地铁11号线与6号线换乘站。站位设置于宝安大道与沙江路交叉路口，沿宝安大道呈南北向布置。盖挖逆作段西侧为松岗派出所，围护结构距派出所建筑最近距离约0.7m。松岗站盖挖段为地铁11号线与6号线换乘站，设置地下三层，南北长96.2m，东西宽76.6m。地下一层为八边形，地下二、三层为“十”字形。地下一层基坑深约10.5m，地下二层基坑深约18.4m，地下三层基坑深25.4m，基坑安全等级为一级。盖挖段主体结构采用盖挖逆筑法施工，土方开挖主要采用预留孔垂直出土，辅以南北侧明挖段倒运。主体结构采用钢筋混凝土现浇法施工，现浇板梁采用地膜，侧墙采用三角桁架+建筑新型塑料模板。
盖挖逆作法的基本工艺流程为进行维护结构施工—主体结构中间立柱—顶板的浇筑—路面的恢复—中层土体开挖—上层主体结构—下层土体开挖—下层主体结构的构筑。具体的施工方法如下：
首先是人工挖空桩的施工。钢管柱有效部位的施工一般只用机械进行下桩基的成孔，人工挖孔对其有效内径有着严格的要求。人工成孔要用钢筋混凝土作为护壁，混凝土最好用标号C20的强度，并且要添加高效早强减水剂。
其次是进行桩基钻孔桩的施工，在钻进过程中要充分考虑底层的情况，根据实际情况进行钻速的控制。开孔一定要慢且准，充分利用上部底层造浆，泥浆形成一种循环系统。要进行二次情况，首次主要目的是排渣，第二次则是为了孔内的泥浆能够达到规范的范围标准。钢筋笼的加工应当在现场进行，完成后必须慢慢地对准孔位然后放下，不能够触碰井壁，放下后，要及时地进行清孔工作并且及时进行验收，然后立刻进行水下混凝土的灌注。
然后是钢管柱的施工，其分为安装、加固、灌注混凝土和回填四道工序。安装钢管柱应当选用25吨的吊机进行工作，采取分节安装的方法，对准装维，缓慢入孔，在达到单节的顶部，将其卡住，重复这样的工作直至完成。最后吊车应当下方钢管柱以便其能够嵌入到定位器上，管端固定定位板上，对钢管柱的上端进行精准的定位。定位完成以后，需要自上而下地进行加固。加固完成以后，用高位抛落无振捣法进行混凝土的灌注，最后要在钢管柱和挖孔桩护壁之间回填砂，如此才能充分保护钢管柱。
接下来是地膜、侧墙及施工缝的施工，要在顶板和中层板采用地膜施工的工艺，开挖至中层板的标高位置，然后对基础进行夯实，需要达到90%以上的压实度，有部分软弱的地基可能需再进行施工30cm厚砂夹碎石垫层，然后检查基面的标高，在基面浇筑厚度15cmC20细石砼作为地膜垫层，测量并记录标高控制点，用砼表面标高连点成线，最后刮平，吸浆后亚光，最后只用涂刷一层脱模剂在1cm厚的竹胶板面上就可以形成地膜。近些年来，有的施工单位会在夯实地面上采取竹胶板和加气砖砌沟槽的方法，效果也较为显著。
盖挖逆作法侧墙采用福建海源新材料科技有限公司生产的易安特复合材料建筑模板（由PP聚丙烯+长玻纤+阻燃剂等压制成的复合材料模板），该模板密度是钢模板的1/7，重量轻，人工易搬运，拼装简单，不易被压伤，无需大量吊装，可确保安全施工，且周转速率高，无需像钢模需校正刷漆刷油才可正常周转，符合盖挖内无法使用大型起吊设备，需靠人工作业的要求。
盖挖逆作法侧墙模板支撑为三角桁架体系。模板竖肋采用100*100mm方木间距300mm，横肋采用2根[10槽钢双拼间距600mm，三角桁架支撑在横肋上，每榀桁架纵向间距600mm，桁架之间通过48钢管连接为整体。三角桁架采用槽钢拼装焊接，前后骨架采用均采用2根[12槽钢双拼，横向主梁采用2根[10槽钢双拼，主梁间设置多道斜撑，斜撑采用单根[10槽钢与主梁焊接牢固。桁架底部设置2排万向轮，方便移动，同时在底梁中前部及尾部设置可调支墩（千斤顶）以调整桁架姿态。施工楼板时，横向预埋2排地锚，采用32HRB400螺纹钢制作，与板面成45°角，地锚与台车固定时设置2根[10槽钢双拼为压梁，纵向通常布置。地锚、压梁与三角桁架用配套螺母固定牢固。桁架调整就位后背部采用48钢管顶托+方木与钢管柱顶紧。三角桁架标准组拼长度12m/套，由4个单元组拼而成。每套共20榀，每6榀组成一个单元，每单元长4m。由于盖挖每层侧墙高度不一样，故每榀桁架分节组拼，采用1.879m高底节、1.960m高中节、1.623m高顶节三种标准节+1节接高背肋组拼，采用法兰连接。接高背肋采用丝杠与桁架上的连接板顶紧。 木板作为堵头板。边墙的混凝土施工到一定高度时应当停止灌注，应当在混凝土初凝以前继续进行剩余牛腿处的施工，强度达标以后，拆除牛腿模板，人工凿除，最后用砂浆抹平。（见下图）
变形的监测和分析也是必要工序之一，在施工前就应当对盖挖地面的顶板周围布设沉降点，在土方开挖的时候对墙体进行观测，对桩体的变形、周围的土压力、主体结构的裂缝等进行必要的监测，通过地面的沉降来实时监测变装和中桩的沉降情况，对二者进行对比，保证观测结构在设计允许范围之内。
3 盖挖逆作法中易被忽视的问题
盖挖逆作法中很容易出现各种问题，我们首先将防水单列一段进行分析。这是由于渗水现象对于地下工程的影响是十分重大的，必须做好防水处理。渗水一般出现在维护结构开挖的期间，需要根据渗水的来源不同，水流量不同采取不同的方法。大面积渗水的话，一般采用的是先堵漏再抹面的方法，以大化小，将面漏转化为线漏，线漏转化为点漏，将漏水集中于一点，便于治理。局部渗水的话，根据情况的不同，布置灌浆孔，将浆液压入孔隙中。后浇带的防水要求加强防护，最好进行表面的覆盖，防止后续的工程给后浇带的接缝处带来污染。在浇筑时，应当避免直接靠近缝边下料，要用经验丰富又有耐心的专业技术人员来进行该项工作。
除此之外，还有一些小细节需要注意。其一是沉降缝的必要性。因为时间、降水等效应都会造成结构不均匀的沉降，需要做好沉降缝，防止发生结构不均匀沉降；其二是需要增设出土的通道，这样能够有效地缓解盖挖逆作法出土较慢的问题，提高机械开挖和运输的能力；其三是二衬边墙不能够留下工作缝，需要与底板连在一起施工；其四是地膜需要稳固凭证，脱模后应当表面光滑；其五是工作缝应当预留有必要的注浆管，还要注重后浇带的预留和浇筑工作；其六是牛腿要及时凿平补齐。盖挖逆作法中还需要注意的细节很多，但是只要施工者掌握基本的技术，根据实际情况进行施工，就能够将工程顺利进行下去。
4 结论
城市地下交通为了合理分流，缓解交通压力，必然设置在城市的闹市区。在城市闹市区往往会面临着软弱底层支护、周边建筑物的保护、地上的交通组织等诸多难题。理论和实践都充分证明了用盖挖逆作法去施工时较为合适并且是非常可靠的，并且在成本上也能够有效控制。在设计与施工过程中，必须要掌握好具体的关键技术，例如说立体结构施工技术、防水层技术等等，运用先进的施工技术和工艺进行施工，构建合适的施工管理体系，选用能够提升工程效率的机械设备，充分发挥出盖挖逆作法的优势。通过对盖挖逆作法的分析与研究，可以得出下面的结论：
（1）文中的通过盖挖逆作法的各种关键技术论述，证明盖挖逆作法在地铁施工中是可行的。并且在实践中，已经有多处地铁施工采用该种方法，例如天津水上公园地铁车站工程，证明该方法是成功的。
（2）该项技术可以说是较为成功的，但是技术上还需要作进一步的研究。
参考文献：
[1]曾令标.地铁车站盖瓦逆作法施工技术研究[D].成都：西南交通出版社，2002.
[2]刘建航，侯学渊.基坑工作手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[3]牛青山.地下工程中逆作法的现状和发展趋势[J].工业建筑，1995（3）.
【关键词】 盖挖逆作法；地铁施工；施工技术
当拟建的城市地铁车站所在位置在短时间内可以利用地面上的各种车道、人行道和绿地进行暂时性的局部的道路改移时，我们可以采用盖挖逆作法进行施工。这种施工方式是一种自上而下的施工方式，先施工车站周围围护地下连续墙和结构主体桩，再将梁和板置于桩和柱之上进行施工。这种做法既安全，又能保证工期，同时工程质量也有保障，对环境的影响也很小，成为了当前地铁施工的重要方法之一。
1 盖挖逆作法施工概述
盖挖逆作法发展于上世纪中后期，在发达国家广泛应用。在我国被广泛应用于人防工程。后来随着时代的发展和技术的进步，盖挖逆作法在高层建筑施工和地铁施工中取得了成效，才受到了地铁施工者的重视，理论与实践都有了长足的进步，并逐渐成熟，成长前景较为广阔。盖挖逆作法有以下的特点：它只能适用于地面有交通道路改移的情况下，只有在该种情况下，才能够在较短的时间内完成各种桩、柱、盖板的施工，能够尽可能快地回复城市的地面交通；它施工较为灵活，能够根据路面的不同情况进行分段施工，也能够左右两幅先后施工，对于交通道路的改移较为灵活；由于其施工过程是自上而下的，相较于明挖深基坑技术，施工的风险大大降低，结构更为稳定，对周围环境的破坏也更小。同时，由于施工者是处在盖板与中隔板下方的，所以较为安全；操作的空间较为广阔，方便运用更多的机械设备来进行辅助，减少了人力物力的投入，并且噪声和粉尘这两种建筑施工工程最大的污染被有效地隔离；相关建筑材料进入以及挖出的土壤较为灵活，可以选择出入口设置竖井，也可以选择在盖板上预留施工洞，能够最大限度缩短运输距离；天气的影响较小，雨雪天气对于该种施工方法影响比其他方法要小的多。
2 盖挖逆作法施工原理及工艺流程
以深圳地铁11号线松岗站盖挖段为例：松岗站是深圳地铁11号线与6号线换乘站。站位设置于宝安大道与沙江路交叉路口，沿宝安大道呈南北向布置。盖挖逆作段西侧为松岗派出所，围护结构距派出所建筑最近距离约0.7m。松岗站盖挖段为地铁11号线与6号线换乘站，设置地下三层，南北长96.2m，东西宽76.6m。地下一层为八边形，地下二、三层为“十”字形。地下一层基坑深约10.5m，地下二层基坑深约18.4m，地下三层基坑深25.4m，基坑安全等级为一级。盖挖段主体结构采用盖挖逆筑法施工，土方开挖主要采用预留孔垂直出土，辅以南北侧明挖段倒运。主体结构采用钢筋混凝土现浇法施工，现浇板梁采用地膜，侧墙采用三角桁架+建筑新型塑料模板。
盖挖逆作法的基本工艺流程为进行维护结构施工—主体结构中间立柱—顶板的浇筑—路面的恢复—中层土体开挖—上层主体结构—下层土体开挖—下层主体结构的构筑。具体的施工方法如下：
首先是人工挖空桩的施工。钢管柱有效部位的施工一般只用机械进行下桩基的成孔，人工挖孔对其有效内径有着严格的要求。人工成孔要用钢筋混凝土作为护壁，混凝土最好用标号C20的强度，并且要添加高效早强减水剂。
其次是进行桩基钻孔桩的施工，在钻进过程中要充分考虑底层的情况，根据实际情况进行钻速的控制。开孔一定要慢且准，充分利用上部底层造浆，泥浆形成一种循环系统。要进行二次情况，首次主要目的是排渣，第二次则是为了孔内的泥浆能够达到规范的范围标准。钢筋笼的加工应当在现场进行，完成后必须慢慢地对准孔位然后放下，不能够触碰井壁，放下后，要及时地进行清孔工作并且及时进行验收，然后立刻进行水下混凝土的灌注。
然后是钢管柱的施工，其分为安装、加固、灌注混凝土和回填四道工序。安装钢管柱应当选用25吨的吊机进行工作，采取分节安装的方法，对准装维，缓慢入孔，在达到单节的顶部，将其卡住，重复这样的工作直至完成。最后吊车应当下方钢管柱以便其能够嵌入到定位器上，管端固定定位板上，对钢管柱的上端进行精准的定位。定位完成以后，需要自上而下地进行加固。加固完成以后，用高位抛落无振捣法进行混凝土的灌注，最后要在钢管柱和挖孔桩护壁之间回填砂，如此才能充分保护钢管柱。
接下来是地膜、侧墙及施工缝的施工，要在顶板和中层板采用地膜施工的工艺，开挖至中层板的标高位置，然后对基础进行夯实，需要达到90%以上的压实度，有部分软弱的地基可能需再进行施工30cm厚砂夹碎石垫层，然后检查基面的标高，在基面浇筑厚度15cmC20细石砼作为地膜垫层，测量并记录标高控制点，用砼表面标高连点成线，最后刮平，吸浆后亚光，最后只用涂刷一层脱模剂在1cm厚的竹胶板面上就可以形成地膜。近些年来，有的施工单位会在夯实地面上采取竹胶板和加气砖砌沟槽的方法，效果也较为显著。
盖挖逆作法侧墙采用福建海源新材料科技有限公司生产的易安特复合材料建筑模板（由PP聚丙烯+长玻纤+阻燃剂等压制成的复合材料模板），该模板密度是钢模板的1/7，重量轻，人工易搬运，拼装简单，不易被压伤，无需大量吊装，可确保安全施工，且周转速率高，无需像钢模需校正刷漆刷油才可正常周转，符合盖挖内无法使用大型起吊设备，需靠人工作业的要求。
盖挖逆作法侧墙模板支撑为三角桁架体系。模板竖肋采用100*100mm方木间距300mm，横肋采用2根[10槽钢双拼间距600mm，三角桁架支撑在横肋上，每榀桁架纵向间距600mm，桁架之间通过48钢管连接为整体。三角桁架采用槽钢拼装焊接，前后骨架采用均采用2根[12槽钢双拼，横向主梁采用2根[10槽钢双拼，主梁间设置多道斜撑，斜撑采用单根[10槽钢与主梁焊接牢固。桁架底部设置2排万向轮，方便移动，同时在底梁中前部及尾部设置可调支墩（千斤顶）以调整桁架姿态。施工楼板时，横向预埋2排地锚，采用32HRB400螺纹钢制作，与板面成45°角，地锚与台车固定时设置2根[10槽钢双拼为压梁，纵向通常布置。地锚、压梁与三角桁架用配套螺母固定牢固。桁架调整就位后背部采用48钢管顶托+方木与钢管柱顶紧。三角桁架标准组拼长度12m/套，由4个单元组拼而成。每套共20榀，每6榀组成一个单元，每单元长4m。由于盖挖每层侧墙高度不一样，故每榀桁架分节组拼，采用1.879m高底节、1.960m高中节、1.623m高顶节三种标准节+1节接高背肋组拼，采用法兰连接。接高背肋采用丝杠与桁架上的连接板顶紧。 木板作为堵头板。边墙的混凝土施工到一定高度时应当停止灌注，应当在混凝土初凝以前继续进行剩余牛腿处的施工，强度达标以后，拆除牛腿模板，人工凿除，最后用砂浆抹平。（见下图）
变形的监测和分析也是必要工序之一，在施工前就应当对盖挖地面的顶板周围布设沉降点，在土方开挖的时候对墙体进行观测，对桩体的变形、周围的土压力、主体结构的裂缝等进行必要的监测，通过地面的沉降来实时监测变装和中桩的沉降情况，对二者进行对比，保证观测结构在设计允许范围之内。
3 盖挖逆作法中易被忽视的问题
盖挖逆作法中很容易出现各种问题，我们首先将防水单列一段进行分析。这是由于渗水现象对于地下工程的影响是十分重大的，必须做好防水处理。渗水一般出现在维护结构开挖的期间，需要根据渗水的来源不同，水流量不同采取不同的方法。大面积渗水的话，一般采用的是先堵漏再抹面的方法，以大化小，将面漏转化为线漏，线漏转化为点漏，将漏水集中于一点，便于治理。局部渗水的话，根据情况的不同，布置灌浆孔，将浆液压入孔隙中。后浇带的防水要求加强防护，最好进行表面的覆盖，防止后续的工程给后浇带的接缝处带来污染。在浇筑时，应当避免直接靠近缝边下料，要用经验丰富又有耐心的专业技术人员来进行该项工作。
除此之外，还有一些小细节需要注意。其一是沉降缝的必要性。因为时间、降水等效应都会造成结构不均匀的沉降，需要做好沉降缝，防止发生结构不均匀沉降；其二是需要增设出土的通道，这样能够有效地缓解盖挖逆作法出土较慢的问题，提高机械开挖和运输的能力；其三是二衬边墙不能够留下工作缝，需要与底板连在一起施工；其四是地膜需要稳固凭证，脱模后应当表面光滑；其五是工作缝应当预留有必要的注浆管，还要注重后浇带的预留和浇筑工作；其六是牛腿要及时凿平补齐。盖挖逆作法中还需要注意的细节很多，但是只要施工者掌握基本的技术，根据实际情况进行施工，就能够将工程顺利进行下去。
4 结论
城市地下交通为了合理分流，缓解交通压力，必然设置在城市的闹市区。在城市闹市区往往会面临着软弱底层支护、周边建筑物的保护、地上的交通组织等诸多难题。理论和实践都充分证明了用盖挖逆作法去施工时较为合适并且是非常可靠的，并且在成本上也能够有效控制。在设计与施工过程中，必须要掌握好具体的关键技术，例如说立体结构施工技术、防水层技术等等，运用先进的施工技术和工艺进行施工，构建合适的施工管理体系，选用能够提升工程效率的机械设备，充分发挥出盖挖逆作法的优势。通过对盖挖逆作法的分析与研究，可以得出下面的结论：
（1）文中的通过盖挖逆作法的各种关键技术论述，证明盖挖逆作法在地铁施工中是可行的。并且在实践中，已经有多处地铁施工采用该种方法，例如天津水上公园地铁车站工程，证明该方法是成功的。
（2）该项技术可以说是较为成功的，但是技术上还需要作进一步的研究。
参考文献：
[1]曾令标.地铁车站盖瓦逆作法施工技术研究[D].成都：西南交通出版社，2002.
[2]刘建航，侯学渊.基坑工作手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[3]牛青山.地下工程中逆作法的现状和发展趋势[J].工业建筑，1995（3）.