暗挖地鐵車站中板順作與逆作方案比選

周贛

（中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司，江西 九江 332000）

1 工程概況

沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線沈陽(yáng)北站站位于鐵路沈陽(yáng)北站站前廣場(chǎng)，車站總長(zhǎng)155.6m，其中明挖段長(zhǎng)118.5m，暗挖段長(zhǎng)37.1m，暗挖段為雙層三跨三連拱車站，標(biāo)準(zhǔn)段寬25.3m，底板埋深約23.1m，拱頂埋深6.4m，采用PBA洞樁法施工，車站暗挖端接暗挖區(qū)間。

暗挖段位于火車站站前北站路的下方，北站路雙向8車道，交通繁忙。地面下4～6m為雜填土，往下依次為細(xì)砂、中細(xì)砂、中粗砂層，水位在地面以下6m。采用坑外管井降水。圖1。

圖1

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）車站結(jié)構(gòu)處于砂層中,砂性土在施工過程中穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌。（2）地下水豐富，降水量大，防水要求高。（3）暗挖段從風(fēng)井、風(fēng)道進(jìn)入展開施工，施工受到的限制大。（4）工程位于沈陽(yáng)北站站前繁忙的北站路下方，緊鄰地下人防，周邊建筑、管線眾多，環(huán)境復(fù)雜、敏感。

3 順作與逆作簡(jiǎn)介

3.1 順作工藝介紹

本工程位于道路下方，設(shè)計(jì)采用暗挖法施工，順作法就是在完成拱部二襯、形成樁、柱、拱的支護(hù)體系后，在樁、柱、拱支護(hù)體系的防護(hù)下開挖基坑土方并設(shè)置內(nèi)支撐，進(jìn)行樁間噴錨，直至開挖到基坑底，然后依次施工結(jié)構(gòu)底板、中板、中板上的側(cè)墻，與拱部二襯連接，完成車站結(jié)構(gòu)的施工，如同明挖基坑的施工。如圖2所示。

3.2 逆作工藝介紹。

逆作法就是在完成拱部二襯、形成樁、柱、拱的支護(hù)體系后，在樁、柱、拱支護(hù)體系的防護(hù)下開挖基坑土方，進(jìn)行樁間噴錨，開挖到中板位置后，停止土方開挖，先澆筑中板結(jié)構(gòu)及中板以上的側(cè)墻，與拱部二襯連接，然后繼續(xù)開挖中板下方的基坑土方直至基坑底，然后施工結(jié)構(gòu)底板、底板以上的側(cè)墻，與中板連接，完成車站結(jié)構(gòu)的施工。如圖3所示。

4 順作與逆作的比選

在目前暗挖地鐵車站的施工中，順作法和逆作法均在應(yīng)用，綜合多個(gè)工程的施工實(shí)踐，順作與逆作主要存在如下的差異。

4.1 安全

順作法一次開挖到基坑底，設(shè)置鋼管內(nèi)支撐。逆作法在基坑開挖到中板深度時(shí)先施工結(jié)構(gòu)中板，用中板代替內(nèi)支撐，并與拱部二襯連接成一體，既降低了基坑一次性開挖的深度，又為后續(xù)的基坑開挖提供了結(jié)構(gòu)作為支撐，增強(qiáng)了基坑的穩(wěn)定性，有利于基坑的施工安全和穩(wěn)定。

圖2 順作工藝流程圖

4.2 質(zhì)量

順作法在中板上側(cè)墻與拱部二襯的連接處設(shè)置一道逆澆施工縫，逆作法在中板上側(cè)墻與拱部二襯、底板上側(cè)墻與中板的連接處各設(shè)置一道逆澆施工縫，同時(shí)增加了一道鋼筋接頭，增加了施工難度，但逆澆施工縫和鋼筋接頭的施工工藝比較成熟，對(duì)質(zhì)量沒有影響。順作法和逆作法的施工質(zhì)量均是可靠的。

4.3 技術(shù)難度

順作法與明挖基坑相同，施工簡(jiǎn)單，工人掌握的比較熟練。逆作法工藝相對(duì)復(fù)雜一些，如中板設(shè)置地模、中板下土方開挖、兩道逆澆施工縫等。在目前，這些工藝都比較成熟，沒有技術(shù)難度，對(duì)操作工人進(jìn)行培訓(xùn)后均能較好的完成施工。

4.4 進(jìn)度

順作法先開挖土方，后施工結(jié)構(gòu)，各工序連續(xù)；逆作法土方分兩次開挖，結(jié)構(gòu)分兩次澆筑，中板下方土方開挖空間小，施工工期略長(zhǎng)于順作法。

4.5 經(jīng)濟(jì)性

順作法的土方開挖功效高，施工進(jìn)度快，但需要安裝內(nèi)支撐，中板需要搭設(shè)滿堂腳手架，順作法和逆作法總體的施工成本相當(dāng)。

5 逆作法的實(shí)施

拱部二襯澆筑完成后，在樁、柱、拱的防護(hù)下進(jìn)行基坑開挖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施作。

5.1 基坑開挖

（1）拱部二襯澆筑完成，圍護(hù)樁、中間梁柱以及拱部形成基坑的圍護(hù)體系后，即可進(jìn)行基坑開挖。（2）基坑采用挖掘機(jī)開挖，裝載機(jī)倒運(yùn)，土方從豎井用提升架吊裝。（3）基坑開挖進(jìn)度主要受提升架出土能力的制約，所以提升架的配置必須考慮基坑開挖出土的需要。（4）基坑開挖遵循"分層、分塊"的原則，結(jié)構(gòu)順作時(shí)根據(jù)內(nèi)支撐的位置進(jìn)行分層，結(jié)構(gòu)逆作時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)中板的位置進(jìn)行分層。（5）受結(jié)構(gòu)的限制，開挖縱向分成槽狀，由一端向另一端推進(jìn)。防止施工機(jī)械碰撞結(jié)構(gòu)和支撐。（6）鋼支撐以及鋼圍檁從豎井口分節(jié)吊入，用裝載機(jī)運(yùn)至安裝位置，就地拼裝成型，用挖掘機(jī)輔助安裝。（7）開挖出結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面后立即進(jìn)行結(jié)構(gòu)的施工，盡快完成混凝土澆注，封閉基坑。

5.2 結(jié)構(gòu)施工

（1）結(jié)構(gòu)逆作就是基坑先開挖到中板底，施工中板，然后開挖到基坑底，施工底板。（2）基坑開挖到中板底，停止開挖，施工中板。側(cè)墻施工縫留在中板倒角以下。（3）中板采用土模法施工，基礎(chǔ)人工開夯實(shí)平整，鋪雙層方木基礎(chǔ)，竹膠板模板。（4）先鋪中縱梁和邊墻的模板、安裝鋼筋，回填后再鋪中間部分的模板。（5）澆筑完成后板面不得堆載負(fù)重，防止基礎(chǔ)浸水，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%后方可開挖中板下方基坑，拆模。（6）中板施工完成后，中板和拱部之間結(jié)構(gòu)形成封閉，由結(jié)構(gòu)中板替代了內(nèi)支撐，增強(qiáng)了基坑的安全。（7）合理安排開挖和中板澆筑的施工工序，使得基坑開挖能夠連續(xù)進(jìn)行。（8）底板和側(cè)墻的施工同順作法。

圖3 逆作工藝流程圖（前七步同順作法）

6 逆作法的主要控制點(diǎn)

暗挖逆作法與順做法的主要不同點(diǎn)，即主要控制點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

（1）施工組織。逆作法施工先澆筑中板及中板以上的側(cè)墻，在中板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值之前，不能開挖中板下方的基坑，繼續(xù)施工下一段中板后，第一段中板下的基坑就無法從同一個(gè)方向進(jìn)行開挖，需要在另一個(gè)方向設(shè)置基坑開挖的通道，也即逆作法需要從車站的兩個(gè)方向分別開挖中板以上和中板以下的基坑，若從一個(gè)方向開挖，則在所有中板澆筑完成后再進(jìn)行中板下基坑的開挖，施工工期延長(zhǎng)。（2）結(jié)構(gòu)防水。逆作法施工增加了逆澆的水平施工縫，外包的防水卷材需要多次預(yù)埋接茬，不利于結(jié)構(gòu)防水的質(zhì)量控制。逆澆水平施工縫的防水材料安裝要牢固，與上方的混凝土完成密貼，混凝土澆筑時(shí)設(shè)置加高的進(jìn)料、振搗漏斗，確保施工縫處混凝土的密實(shí)。必要時(shí)對(duì)施工縫進(jìn)行注漿密封。（3）鋼筋連接。逆作法施工是的結(jié)構(gòu)的豎向主筋需要多次預(yù)埋接茬，增加了鋼筋接頭的質(zhì)量控制難度。本工程采用一級(jí)滾軋直螺紋連接接頭作為鋼筋的連接，為控制接頭的連接質(zhì)量，需要對(duì)上層鋼筋的預(yù)留長(zhǎng)度進(jìn)行精確定位，高度一致，后續(xù)鋼筋的下料長(zhǎng)度根據(jù)預(yù)留筋的長(zhǎng)度精確加工，確保接頭鋼筋的外露絲扣在1～2個(gè)之間。

結(jié)語(yǔ)

通過地鐵沈陽(yáng)北站站暗挖段逆作法的施工實(shí)踐，逆作法有利于基坑的穩(wěn)定性，對(duì)周邊環(huán)境的影響小，不增加施工的投入，質(zhì)量可靠，是城市繁華地段深基坑施工的主要方案之一。

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