地鐵車站蓋挖逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)

王鈺哲

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京101300）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，城市內(nèi)部地鐵項目工程建設(shè)規(guī)模正在快速擴(kuò)張，由于地鐵項目工程建設(shè)施工過程中，所涉及到的施工內(nèi)容相對比較復(fù)雜，因此對于工程施工技術(shù)的要求標(biāo)準(zhǔn)相對較高。由于城市內(nèi)部土地資源的使用程度正在不斷提升，使得城市內(nèi)部的土地資源日漸緊張，在此發(fā)展背景下，城市內(nèi)部交通事業(yè)的發(fā)展和推廣顯得尤為關(guān)鍵。其中主要以地鐵項目工程建設(shè)為基礎(chǔ)，可以全面提高城市內(nèi)部人們?nèi)粘３鲂行?，同時緩解地面上的通車壓力，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的交通擁擠問題。在地鐵項目工程施工過程中，地鐵車站施工是其中非常重要的施工內(nèi)容，在具體施工當(dāng)中可以通過使用蓋挖逆作法對地鐵車站進(jìn)行施工，同時該項施工技術(shù)也是現(xiàn)階段地鐵項目施工中比較常用一種技術(shù)方法，不但可以實現(xiàn)對地下空間的最大化使用，同時還可以盡早恢復(fù)交通通行，避免對路面上的交通造成嚴(yán)重的影響，受到了工程施工單位的廣泛關(guān)注和重視。

1 研究地鐵車站蓋挖逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)實意義

在城市地鐵工程項目施工過程中，蓋挖逆作法施工起到了非常關(guān)鍵的作用、達(dá)到了需要的效果，在具體施工中，主要指的是工程沿著地鐵車站施工區(qū)域進(jìn)行連續(xù)墻或者是支護(hù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)施工與操作，同時還需要保證在地鐵車站的其他位置，設(shè)置支撐柱以及進(jìn)行樁體結(jié)構(gòu)的埋設(shè)工作，可以保證地鐵車站施工過程中，可以承受施工過程中來自上方荷載重量所產(chǎn)生的壓力作用。工程施工人員需要對地下土方開挖和澆筑的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，一直到底板完全封底為止，如此以來，由于地面結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容全部完成，上部分結(jié)構(gòu)施工也可以順利結(jié)束。

由此可以看出，在地鐵車站工程施工當(dāng)中，由于周圍存在其他建筑體以及管線分布量相對較多，因此可以有效防止附近區(qū)域建筑主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降，對地鐵車站工程施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響，可以快速恢復(fù)地面以上的交通通行。通過蓋挖逆作法的合理應(yīng)用，需要對施工中的關(guān)鍵性技術(shù)要點進(jìn)行全面把控，有效保證地鐵車站的整體施工效率、質(zhì)量和安全性，對于項目工程施工單位實現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有非常重要的現(xiàn)實意義[1]。

2 地鐵車站蓋挖逆作法的施工應(yīng)用優(yōu)勢

從地鐵車站蓋挖逆作法施工程序方面進(jìn)行分析，蓋挖逆作法施工技術(shù)在實際施工過程中，相比于傳統(tǒng)的明挖法，施工技術(shù)具有非常明顯的工作優(yōu)勢。該方法在正式開始施工之前，需要做好地鐵施工區(qū)域場地周圍的結(jié)構(gòu)頂板施工，以完成正向方向上的支撐工作，然后在頂板的下方位置，根據(jù)由上到下的施工順序，對每一個施工環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行有效控制，以完成地鐵車站地下結(jié)構(gòu)部分的分層施工和處理。地鐵車站的頂板中隔板維護(hù)結(jié)構(gòu)屬于一種長久性的技術(shù)結(jié)構(gòu)，同時也是蓋挖逆作法施工當(dāng)中，路面系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的構(gòu)成環(huán)節(jié)。

蓋挖逆作法在施工使用過程中，首先需要對施工區(qū)域路面道路進(jìn)行封閉處理，同時進(jìn)行中間位置支撐樁和周圍維護(hù)結(jié)構(gòu)施工，在使用明挖施工法過程中，當(dāng)頂部位置到底部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工作要求的情況下，需要進(jìn)行頂板位置的澆筑施工，以有效完成后續(xù)的回填處理，保證在最短的時間范圍內(nèi)恢復(fù)路面暢通，然后向地下進(jìn)行基坑開挖工作，保證基坑開挖施工效率和穩(wěn)定性。地鐵車站蓋挖逆作法，具有以下幾個方面工作優(yōu)勢：

第一，該方法在實際施工過程中，對于地面所產(chǎn)生的影響相對較小，地鐵車站的頂板結(jié)構(gòu)施工完成之后，可以在最短的時間內(nèi)恢復(fù)地面以上的交通通行，不會影響正常的通車。

第二，可以有效降低地鐵車站施工過程中，對于周圍建筑體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的基礎(chǔ)沉降影響，可以保證周圍建筑體的完全性和穩(wěn)定性。

第三，在實際使用過程中，可以有效保護(hù)車站項目工程施工現(xiàn)場附近區(qū)域的各種管道線路，蓋挖逆作法在施工過程中，保護(hù)系統(tǒng)主要分為長久性結(jié)構(gòu)與流程性結(jié)構(gòu)。在具體施工當(dāng)中需要先從中間位置正向方向上設(shè)置出臨時性支撐系統(tǒng)，可以保證其和側(cè)墻部分同步承擔(dān)封底之前到正向方向的重量，同時還需要進(jìn)一步加強(qiáng)地面以下連續(xù)墻、中承樁和底板連接位置的施工處理操作，有效保證項目工程的整體施工質(zhì)量和穩(wěn)定性[2]。

3 地鐵車站蓋挖逆作法的施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

在地鐵車站維護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中，地下連續(xù)墻是其中比較常用的維護(hù)結(jié)構(gòu)形式，地下連續(xù)墻承擔(dān)水土壓力、防水結(jié)滲以及豎直方向上承重等多重功能為一體，被廣泛用在地下項目工程維護(hù)工作當(dāng)中，地下連續(xù)墻成槽施工是其中一道非常重要的施工工序，因此引起了工程施工單位的高度重視。結(jié)合我國某地區(qū)一處地鐵車站項目工程建設(shè)案例展開分析和研究，此次項目工程施工區(qū)域地下障礙物分布量較多，同時埋設(shè)深淺程度不同，通過使用專業(yè)的成槽機(jī)械設(shè)備進(jìn)行成槽施工處理，利用該機(jī)械設(shè)備自身所具有的強(qiáng)大沖擊性能，可以有效處理不同深度條件下遇到大塊石出現(xiàn)的進(jìn)出困難的問題和造成的影響。

與此同時，在成槽施工過程中，相關(guān)工作人員可以通過計算機(jī)終端系統(tǒng)，對成槽垂直程度進(jìn)行跟蹤觀測和分析，當(dāng)成槽產(chǎn)生偏離問題時可以自動進(jìn)行垂直方向上的偏斜糾正工作，有效保證地下連續(xù)墻施工的垂直程度和穩(wěn)定性，保證最終施工完成之后的連續(xù)墻達(dá)到3%的垂直度要求和標(biāo)準(zhǔn)。在實際施工過程中，如果遇到開挖區(qū)域上部軟土層條件的影響，可以通過使用抓斗成槽機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行施工，挖掘地下墻工作中如果遇到土層比較堅硬時，可以先使用鉆機(jī)設(shè)備將液壓抓斗開斗的寬度間距轉(zhuǎn)成疏導(dǎo)孔，然后使用液壓抓斗挖掘機(jī)設(shè)備向疏導(dǎo)孔開挖兩孔之間的土壤，通過這種施工方法，可以有效保證上部槽孔開挖的垂直程度符合項目工程的設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)，以此可以保證軟土層區(qū)域的硬土層成槽效果，提高工程整體的施工效率和穩(wěn)定性[3]。

對現(xiàn)階段地鐵車站地下連續(xù)墻成槽施工工藝方法研究工作進(jìn)行分析，成槽設(shè)備技術(shù)的不斷優(yōu)化和進(jìn)步使得地下連續(xù)墻的成墻精度和實際工作效率得到了全面提升，但是其中仍然存在一些問題需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

首先，在成槽機(jī)械設(shè)備的實際使用當(dāng)中，需要針對不同的地層結(jié)構(gòu)部分，使用不同的設(shè)備來進(jìn)行處理，因此會直接限制一些機(jī)械設(shè)備的使用工作條件，在研發(fā)一些新型的成槽機(jī)械設(shè)備工作當(dāng)中，需要充分考慮到設(shè)備在后續(xù)使用過程中，對于各種不同類型地質(zhì)條件的適應(yīng)效果，

其次，由于一些成槽設(shè)備的進(jìn)場和使用工作成本相對較高，比如現(xiàn)階段比較先進(jìn)的地下連續(xù)墻成槽機(jī)械設(shè)備，在采購成本上比較昂貴，后續(xù)的維修工作成本量相對較高。

最后，在引進(jìn)一些先進(jìn)設(shè)備工作過程中，可以考慮一機(jī)多用充分開挖設(shè)備的使用工作潛力，發(fā)揮出先進(jìn)設(shè)備的工作優(yōu)勢，這也是未來機(jī)械設(shè)備研發(fā)和使用的重要方向[4]。

3.2 中間支撐柱施工

地鐵車站使用蓋挖逆作法進(jìn)行施工過程中，對于車站的中間支撐柱的高度、施工平面位置以及支撐柱的垂直程度要求標(biāo)準(zhǔn)相對較高，因此在施工過程中的關(guān)鍵性技術(shù)要點，主要在于車站中間支撐柱的精確定位和安裝施工。傳統(tǒng)形式下中間支撐柱的調(diào)直工作方法，主要是以HPE 液壓垂直插入施工法、支撐柱糾正處理法、導(dǎo)向套筒施工法為主。

現(xiàn)階段，我國在地鐵車站施工當(dāng)中，蓋挖逆作法所使用的鋼管柱調(diào)直工作方法，主要是調(diào)節(jié)鋼管柱的垂直程度，由于這些設(shè)備安裝在地下深處位置，在安裝和拆除工作中會存在較大的工作困難。針對這一問題，相關(guān)工作人員提出了基于激光定位技術(shù)為基礎(chǔ)的逆做法，對鋼立柱實施間接垂直調(diào)整處理，在實際施工中主要的施工原理，是將調(diào)直平臺和鋼管柱兩者進(jìn)行有效結(jié)合，然后將其設(shè)置在地面以上以液壓為動力，使用計算機(jī)自動控制調(diào)整調(diào)直平臺的曲直程度，以達(dá)到車站內(nèi)部鋼立柱垂直程度的要求和標(biāo)準(zhǔn)，這種施工工藝流程在操作方面比較簡單，調(diào)值的精確性較高、施工效率更快，該方法在我國各大地鐵車站項目工程施工當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，同時所表現(xiàn)出的施工效果非常明顯。

在中間支撐柱施工當(dāng)中，鋼管柱會直接插入到樁基礎(chǔ)內(nèi)部，形成樁基礎(chǔ)當(dāng)中的一個組成部分，同時將一部分鋼管柱直接設(shè)置在地鐵車站結(jié)構(gòu)底板梁上方，如果鋼管樁下方?jīng)]有設(shè)置工程樁會造成該方法的使用無法達(dá)到預(yù)期的效果。因此，相關(guān)施工人員通過使用鋼管柱分級定位安裝施工技術(shù)方法，將鋼管柱分為上中下三個不同的階段，在施工過程中首先將結(jié)構(gòu)頂板位置先安裝在鋼管柱的上節(jié)位置，在底板結(jié)構(gòu)位置施工過程中，將鋼管柱安裝在下一節(jié)位置，有效檢查鋼管柱上節(jié)和下節(jié)的施工情況，然后再進(jìn)行鋼管柱中間段的安裝和施工。通過實踐工作分析可以看出，鋼管柱分節(jié)定位安裝施工工藝，在后續(xù)鋼管柱安裝施工當(dāng)中所起到的作用非常明顯。

以我國某地區(qū)一處地鐵車站工程施工為例，考慮到車站施工區(qū)域的地質(zhì)條件、基坑自身結(jié)構(gòu)和施工單位技術(shù)力量等方面的影響因素，決定使用下部定位器加上上部橫向支撐的方式來進(jìn)行施工和處理。鋼管柱下端定位主要使用定位器來進(jìn)行控制，上端使用絲杠進(jìn)行定位處理和傳統(tǒng)的HPE 施工技術(shù)方法相比，通過這一施工方法的應(yīng)用，施工的偏差量比允許的偏差值更小、操作性更強(qiáng)，同時在施工經(jīng)濟(jì)效益方面更加明顯，因此受到各大工程施工單位的重視，紛紛使用。在傳統(tǒng)HPE 液壓垂直施工法的基礎(chǔ)之上，結(jié)合此次地鐵車站項目工程的實際施工情況，在施工過程中使用旋挖鉆機(jī)和HPE 插管機(jī)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合工作，安裝鋼管立柱，通過使用德國進(jìn)口的旋挖鉆機(jī)成孔設(shè)備，在樁基礎(chǔ)混凝土澆筑到基坑的底部標(biāo)高位置之后，并且在混凝土初步凝結(jié)之前使用HPE 液壓垂直插入機(jī)，將底部位置進(jìn)行永久性封閉，將鋼柱直接插入到支撐樁，使混凝土材料內(nèi)部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計高度，通過這種方法可以有效解決傳統(tǒng)施工方法施工周期長、施工工序復(fù)雜以及施工成本高等多方面問題，有效提高鋼管柱的安裝效率和穩(wěn)定性[5]。

3.3 土方開挖施工

在地鐵車站項目工程施工過程中，基坑土方開挖施工是其中非常重要的基礎(chǔ)施工部分，基礎(chǔ)土方開挖施工效率直接影響到整個項目工程的施工周期，特別是土方開挖工程量較大的基坑，必須要充分重視這一施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率。

因此，工程施工單位針對土方開挖施工問題進(jìn)行了深入分析和研究，比如在某地鐵車站項目工程施工當(dāng)中，工程施工人員取消了傳統(tǒng)形式的逆作法棧橋或者橫架吊車出土方法，有效減少土方開挖預(yù)留的洞口，使用永久車道和坡道相結(jié)合的方式，作為逆出土的通道，土方車輛開到土面位置來進(jìn)行渣土裝車，可以有效提高逆作法的基坑開挖出土工作效率，這種使用方法比傳統(tǒng)的出土工作方法在施工效率方面得到了全面提升，并且有效解決了傳統(tǒng)力做法設(shè)備工作過程中出土效率偏低的缺陷和不足，可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益[6]。

在車站施工中，由于受到狹長形狀基坑空間環(huán)境因素的影響，出土洞口距離開挖位置相對較遠(yuǎn)，外加上分段開挖土方水平運(yùn)輸和支撐空間之間存在一定的矛盾的問題，造成施工效率下降。針對這一問題，工程施工人員經(jīng)過綜合研究分析之后，提出了通道式土方開挖施工工藝方法，這種開挖施工方法首先在基坑的中部位置進(jìn)行土壤開挖，有效形成一條縱向方向上的土方開挖作業(yè)通道，然后從遠(yuǎn)離出土口的一側(cè)位置進(jìn)行分段開挖工作，在分段開挖工作過程中需要進(jìn)行必要的支撐制作和養(yǎng)護(hù)處理。

通過實踐工作分析可以看出，通道式土方開挖施工工藝方法，相比于傳統(tǒng)的分段式推進(jìn)開挖施工作業(yè)，在施工效率方面得到了巨大提升，土方開挖運(yùn)輸工作的效率得到了明顯提升，整個項目工程施工經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國城市化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，地鐵項目工程的修建規(guī)模會繼續(xù)擴(kuò)張，在實際施工中需要針對地鐵車站蓋挖逆作法的施工技術(shù)要點進(jìn)行全面把控，要有效保證項目工程施工效率施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，充分發(fā)揮出蓋挖逆作法的施工優(yōu)勢，提高工程施工效果和穩(wěn)定性，為推動我國城市經(jīng)濟(jì)的快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下重要的基礎(chǔ)。