地鐵蓋挖逆作車站側(cè)墻施工技術(shù)探討

摘 要：蓋挖逆作法是地鐵車站施工中的一種新型技術(shù)，其主要特征便是減少空間占用和對周邊交通的影響，提升作業(yè)安全性，避免結(jié)構(gòu)變形等安全風(fēng)險，在車站蓋板建設(shè)完畢之后就能馬上恢復(fù)交通線路的正常通行，大幅降低了對交通的影響。對蓋挖逆作工法展開了簡單介紹，再結(jié)合武漢軌道交通 12 號線中一路站，分析了側(cè)墻鋼筋安裝、澆筑混凝土、混凝土養(yǎng)護(hù)及施工縫處理等地鐵蓋挖逆作車站側(cè)墻施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：蓋挖逆作工法；側(cè)墻施工技術(shù)；地鐵車站建設(shè)

中圖分類號：U231.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0039-03

收稿日期：2024-03-28

作者簡介：李振強(qiáng)（1985—），男，山西運(yùn)城人，本科，工程師，研究方向：地鐵施工。

1 蓋挖逆作工法簡介

1.1 蓋挖逆作法

在進(jìn)行地鐵車站建設(shè)時，蓋挖逆作法是一種比較常用的工藝，不僅占用空間小，而且施工步驟靈活簡單，不易受到外部環(huán)境的干擾，施工質(zhì)量也相對更具保障。其是在地面或者頂板上方深度較淺的基坑內(nèi)，修建好地下結(jié)構(gòu)頂板與豎向支承體系，在支承體系的防護(hù)下，由上至下逐層進(jìn)行土體挖掘、建設(shè)地下結(jié)構(gòu)。

1.2 分幅蓋挖逆作法

若因施工場地空間有限，或有道路交通改造的特殊要求，應(yīng)用蓋挖逆作法時，對于頂板上方的淺層基坑無法一次性全部挖掘完成，可把頂板結(jié)構(gòu)分幅作業(yè)?？山Y(jié)合實(shí)際施工需求分成兩次或者是多次作業(yè)。頂板上方的淺層基坑也要按照頂板分幅狀況建設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與開展開挖工作。

1.3 支撐體系

應(yīng)用蓋挖逆作法建設(shè)地鐵車站時，需要設(shè)置的支撐體系主要包括下述兩類：①水平式。即由主體結(jié)構(gòu)不同層的結(jié)構(gòu)板構(gòu)建而成，以為基坑抵御來自側(cè)面水土壓力。②豎向式。由主體結(jié)構(gòu)外側(cè)支護(hù)體系、中部立柱、柱下基礎(chǔ)構(gòu)成，以承載結(jié)構(gòu)底板封閉之前的所有豎向荷載壓力[1]。

蓋挖逆作工藝的應(yīng)用難點(diǎn)在于側(cè)墻部位。逆作法需要先進(jìn)行上側(cè)結(jié)構(gòu)板的施工，后續(xù)再將施工板下腔，由此導(dǎo)致墻體和上層板中間存在的施工縫處理難度較大，混凝土較難澆筑密實(shí)，容易引起滲漏水的問題。

2 工程概況

武漢軌道交通 12 號線中一路站位于武漢市江岸區(qū)后湖大道與中一路-塔子湖東路十字路口處，車站沿后湖大道東西向布置。站位北側(cè)為江岸區(qū)人民檢察院、武漢市實(shí)驗(yàn)學(xué)校、規(guī)劃初中，南側(cè)為三元中央花園小區(qū)、規(guī)劃香港服務(wù)業(yè)園區(qū)。本站為12號線和21號線車站平行、 合建，12號線與21號線雙島四線同臺換乘，12、21號線與8號線通道換乘。車站類型為地下三層14 m島式車站，橫向五柱六跨箱型結(jié)構(gòu)。

總建筑面積 77 440.46 ㎡，主體建筑面積 65 903.5 ㎡，附屬建筑面積11536.95㎡，車站外包長度502.6 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬49.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)高度25.49 m，車站頂板覆土約3.2 m，車站主體基坑標(biāo)準(zhǔn)段深約28.69 m，端頭井深約31.118 m。

對于車站的主體結(jié)構(gòu)選用蓋挖逆作法進(jìn)行建設(shè)，支護(hù)方案為：圍護(hù)結(jié)構(gòu) 1 500 mm 厚地連墻和主體 800 mm側(cè)墻構(gòu)成“疊合墻”結(jié)構(gòu)，圍護(hù)地連墻不僅是主體逆作施工環(huán)節(jié)的擋水擋土結(jié)構(gòu)。也是構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的重要部分。主體結(jié)構(gòu)梁板系統(tǒng)為基坑挖掘作業(yè)環(huán)節(jié)圍護(hù)體系的水平支撐結(jié)構(gòu)。

3 側(cè)墻施工工藝

采用逆作法最易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的便是側(cè)墻部位。因?yàn)槟孀鞣ū旧硎┕し绞捷^為特別，其與順作法最為明顯的區(qū)別便是側(cè)墻施工時間。在應(yīng)用順作法進(jìn)行施工作業(yè)時，先完成側(cè)墻的建設(shè)，再進(jìn)行墻體上結(jié)構(gòu)板的處理。

逆作法是先完成結(jié)構(gòu)板施工，然后進(jìn)行側(cè)墻建設(shè)。這就導(dǎo)致側(cè)墻和結(jié)構(gòu)板下方預(yù)先留出的導(dǎo)墻無法密切連接起來，一般內(nèi)部會有一定的縫隙，嚴(yán)重時還會存在較大的孔洞，由此提高了滲透水的概率。對于側(cè)墻施工質(zhì)量把控的關(guān)鍵點(diǎn)為以下4方面。

3.1 鋼筋安裝工藝

側(cè)墻作業(yè)順序是先把中板施工到位之后，再進(jìn)行豎向鋼筋的安裝，要在上層板與下層板中留出鋼筋接頭，不過因?yàn)榭臻g有限，不能統(tǒng)一使用直螺紋接頭，每一鋼筋之上至少會設(shè)置一個焊接接頭。否則無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，會對鋼筋質(zhì)量的控制帶來影響[2]。

為加強(qiáng)對鋼筋質(zhì)量的管控，要求在側(cè)墻施工時，所有鋼筋全部采取直螺紋接頭。對側(cè)墻鋼筋施工次序做出了調(diào)整改進(jìn)，即先完成鋼筋安裝作業(yè)，再和中板加以連接，再實(shí)行中板混凝土的澆筑作業(yè)，如圖1、2所示。

3.2 混凝土澆筑工藝

側(cè)墻混凝土澆筑質(zhì)量也是需要重點(diǎn)管控的內(nèi)容，其直接決定著后續(xù)施工縫是否會出現(xiàn)滲漏水問題。傳統(tǒng)澆筑方式下需要開設(shè)孔洞，也就是在墻體中預(yù)先埋設(shè)PVC管道，利用管道來進(jìn)行混凝土澆筑。振搗環(huán)節(jié)也是在此預(yù)先埋設(shè)好的孔洞中開展[3]。開孔澆筑簡圖如圖3所示。

3.2.1 開孔澆筑工藝的缺點(diǎn)

一是需要預(yù)先埋設(shè)澆筑管道、振搗孔，使得側(cè)墻橫向與豎向主筋存在多處斷開，而且后續(xù)難以修復(fù)，形成了質(zhì)量風(fēng)險。振搗及預(yù)埋管預(yù)留孔洞如圖4所示。

二是振搗孔所設(shè)數(shù)量有限，導(dǎo)致混凝土的振搗無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，由此使得墻體存在混凝土結(jié)構(gòu)松散的情況，容易引起滲漏問題。

三是混凝土使用預(yù)埋管道進(jìn)行澆筑，存在比較大的高度偏差，極易發(fā)生混凝土離析問題，嚴(yán)重影響到施工質(zhì)量。

四是側(cè)墻之上預(yù)先留設(shè)的孔洞數(shù)量太多，封堵操作難度較高，而且費(fèi)時費(fèi)力，導(dǎo)致質(zhì)量無法有效控制，還會破壞外觀美觀性[4]。

為有效提高施工質(zhì)量，對混凝土澆筑工藝加以研究改進(jìn)，最終決定采取“開槽澆筑”的方式。具體操作方式為：利用模板預(yù)先留出撮箕口，構(gòu)成通長澆筑槽，以此開展側(cè)墻混凝土的澆筑作業(yè)。先要對鋼模板加以調(diào)整，把模板上側(cè)調(diào)整為撮箕口，澆筑環(huán)節(jié)利用布料機(jī)對混凝土材料予以攤鋪，讓混凝土材料能夠以均勻的狀態(tài)在模板中逐漸升高。施工人員可基于撮箕口從上側(cè)任意一處位置、方向?qū)嵭姓駬v，使得混凝土材料可以得到充分的振搗。開槽澆筑如圖5所示。

3.2.2 開孔澆筑工藝的優(yōu)勢

一是無需在側(cè)墻鋼筋上方預(yù)先留出孔洞，使得鋼筋骨架完整、無破損。

二是在進(jìn)行混凝土材料澆筑作業(yè)時，不易發(fā)生離析問題。

三是混凝土的振搗操作不會受到空間、位置的約束，能夠更好地保障振搗質(zhì)量。

3.3 側(cè)墻養(yǎng)護(hù)技術(shù)

受限于工期、造價等多方面的約束，在側(cè)墻澆筑結(jié)束之后，通常要立即進(jìn)行拆模，以便周轉(zhuǎn)。但是如此會對側(cè)墻養(yǎng)護(hù)效果帶來一定的影響，容易使得側(cè)墻發(fā)生滲漏問題。

在本工程項(xiàng)目中，采取兩階段養(yǎng)護(hù)方式。前一階段，在混凝土固化到設(shè)計(jì)強(qiáng)度1/2之前，不進(jìn)行模板拆除，而是實(shí)行帶模養(yǎng)護(hù)，以防止拆模時間太早使得墻體發(fā)生變形產(chǎn)生裂縫。后一階段，在混凝土強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的1/2之后，立即拆模后張掛土工布，并且對土工布實(shí)行灑水，提升其保溫保濕效果。一共進(jìn)行為期28 d的養(yǎng)護(hù)。此種養(yǎng)護(hù)方式不僅可以提升模板使用效率，還能更好的保障側(cè)墻施工效果[5]。

3.4 板下與側(cè)墻之間水平施工縫防水處理施工技術(shù)

側(cè)墻施工縫傳統(tǒng)的處理方式為預(yù)先埋設(shè)鋼板止水帶，但是在作業(yè)期間，止水帶迎土面一般會因?yàn)椴荒軓氐着懦隹諝?，而產(chǎn)生空腔。對此施工方式加以改進(jìn)，直接取消鋼板止水帶的使用，改成使用通長注漿管，以便后期注漿作業(yè)的順利完成[6]。

對板下和側(cè)墻水平解封位置設(shè)置矩形木條，方便混凝土澆筑之后構(gòu)成企口。在進(jìn)行澆筑作業(yè)前，需要先對企口接縫進(jìn)行鑿毛處理，再涂抹水泥基滲透結(jié)晶涂料。對于混凝土的坍落度，最好控制在120～160 mm范圍內(nèi)，初凝時間不可小于6 h[7]。

在環(huán)境溫度超過35℃的情況下，需要添加緩凝劑。利用布料機(jī)進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)，要保證澆筑面超過施工縫20 cm。根據(jù)施工實(shí)際情況，以分段、分層的方式完成混凝土的澆筑。在使用振搗器開展振搗作業(yè)時，不可觸碰模板，避免模板發(fā)生位移，并采取帶模噴淋法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。

4 結(jié)束語

觀察武漢軌道交通12號線中一路站已建成的側(cè)墻可知，其表面光滑平整，施工縫不存在滲漏水問題，表明施工質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合此實(shí)踐結(jié)果，證實(shí)蓋挖逆作法符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工條件。此次施工為后續(xù)地鐵蓋挖施工作業(yè)提供了有價值的參考經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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