地铁车站盖挖逆作法施工技术探析

某地铁车站总建筑面积48620.91m2，地下三层叠错式站台车站，总建筑面积32743.71m2，主体建筑面积226899.18m2，附属建筑面积11234.43m2，站台重合段宽度15.9m，底板埋深27.42m。对于车站结构应根据混凝土收缩、温度变化和地基不均匀沉降等因素引起的纵向应力，每隔12～18m设施工缝，车站主体与出入口通道、风道之间应设置变形缝。本地铁车站地下部分设计年限为100年，整体结构安全等级Ⅰ级，防火等级Ⅰ级，抗震烈度为6度，乙类建筑。

2 盖挖逆作法施工主要特点

地铁车站盖挖逆作法施工与明挖法在整体施工流程上相反，盖挖逆作施工环节首先完成地铁施工区域结构顶板的构筑与竖向支撑，然后在底板下方区域自上而下进行挖方施工，地铁车站地下结构分层修筑。盖挖逆作法的路面系统由车站顶板、中间支承、围护结构组成，一般均为永久结构。

盖挖逆作法作业程序为：部分或全部封闭道路交通，做好中间支承柱及边墙围护结构；明挖至顶板底面标高处，浇筑顶板，回填覆土并恢复交通；在上部顶盖结构的保护下，继续向下开挖基坑，并施工剩余车站结构。

盖挖逆筑法优点包括：施工过程对地面区域影响较小，平板结构施工完成后可完成地面恢复，能够有效防止地铁地下结构施工对地面沉降及周边建筑物和管线的干扰，具有突出的保护效果。盖挖逆作施工保护体系由临时结构和永久结构同构筑，盖挖逆作法需设置中间竖向临时支承系统，与侧墙共同承受结构封底前的竖向载荷。对地下连续墙、中间支承柱与底板、楼盖的连接节点需进行处理。

3 地铁车站盖挖逆作法施工技术探析

3.1 临时路面结构

本工程临时路面结构的施工根据交通疏解情况分幅倒边施工，承重梁置于围护结构上，视围护结构跨度，一般采用贝雷梁、军用梁、钢梁、混凝土梁等作承重结构，其上按要求施作临时路面。

3.2 钢支撑施工

3.2.1 钢支撑体系。基坑内支撑根据开挖深度一般沿竖向挖掘方向设置3～4层支撑体系，临时路面支撑结构作为地下部分施工围护的第一道支撑，端部与风道位置斜撑。钢支撑体系钢管型号通常为Φ600～800、δ=12、14、16mm，支撑体系内部加设工字钢腰梁作为加固连接。

钢支撑体系通过法兰盘连接，钢管一端固定另一端活动，相邻法兰盘间的钢管长度根据地铁车站实际施工条件确定，较长的钢管应配合部分较短的钢管共同支撑，以提供更为理想的应力载荷条件，并且能够有效适应地铁车站施工基坑宽度与斜撑长度。

3.2.2 提升系统。钢支撑体系施工需要相应的提升系统辅助完成，以保证架设和拆除过程中的效率与安全性。本地铁车站施工的提升系统架设在钢牛腿支架上，支架通过螺栓固定在基坑围护桩冠梁上，后腿间距根据围护桩设置參数选择，使用I30a作为体系施工运行轨道，提升动力来自电动葫芦。

3.2.3 钢支撑架设。地铁车站钢支撑系统架设与挖方施工协同进行，钢支撑架设应考虑其自身载荷性能条件，对架设时间、位置以及与应力水平进行合理的选择，以保证地铁车站基坑施工的整体稳定性。在实际操作过程中，钢支撑体系架设应在挖方至支撑位置下50cm左右时进行，同时结合基坑稳定性要求是施加相应的预应力，以达到提前支护的效果，对围护结构形变进行有效的控制。

在钢支撑架设环节，应首先进行预埋件安装，在预埋安装稳定后焊接牛腿并安装围檩。借助提升系统将相应的钢管支撑体系吊装到设计位置并完成固定。固定完成后，使用液压设备在支撑体系活动端进行预应力操作，预应力水平应为支撑轴力的0.85倍，预应力达到标准后钢楔锁定支撑。

3.2.4 钢支撑拆除。钢支撑拆除环节的操作应以板层结构混凝土强度水平为依据，混凝土强度达到设计标准时方可进行拆除施工。拆除过程中，首先通过链条葫芦将支撑结构吊起，体系活动端使用液压设备时施加轴力，钢楔块松动后取出，体系卸载逐级完成，最后进行支撑下吊。体系预应力释放环节应缓慢进行，避免瞬间释放导致的结构形变与安全问题，整个钢支撑拆除环节应对围护体系形变进行全面的监控，发现结构异常情况，应及时采取措施进行解决。

3.3 盖挖土方施工

3.3.1 开挖方法。地铁车站盖挖土方施工环节通常使用风道进行挖方运输，挖掘过程使用小型机械与车辆辅助施工。开挖过程中随时进行护壁清除施工，喷射混凝土填充桩间空隙并架设钢支撑。

3.3.2 放坡开挖段施工。施工时从两端引入临时施工便道至开挖层底部，再从两端向中部掏槽开挖至钢支撑高度，然后利用大型挖掘机开挖两侧土方至分层底部，架设钢管支撑，再挖除两侧预留土体，如此层层循环至基底。

3.3.3 台阶法开挖段施工。台阶法施工过程中，挖方机械设备在施工区域按照方向分台阶后退挖掘，边挖边支护。台阶开挖段施工土方使用机械传递，下台阶土方运送至上台阶后装车运走。

3.4 主体结构施工

3.4.1 模板及支撑体系。车站侧墙、中板层和顶板结构施工一般采用满堂脚手架支模浇筑混凝土。车站的中间立柱采用定型钢模，板墙腋角采用特制异形钢模，各层侧墙模型采用组合钢模型，模板支撑应选择可调式体系，从而对磨板的平整度与垂直度进行准确的控制，保证主体结构施工定位的准确性与成型质量。

挡头模板采用木模形式，结合施工缝、变形缝条件选择相应的止水材料，模板体系应保证混凝土浇筑过程中不出现形变与漏浆问题。选择亲水性的脱模剂，不使用油性脱模剂，以保证结构体系混凝土的整体粘结性能。

侧墙模板使用混凝土短撑加固，避免使用穿墙螺栓以维持整体性，提高结构抗渗性能。因为穿墙拉杆紧固于模板上，混凝土在浇筑过程中，下部混凝土已处于初凝及终凝状态，上部混凝土振捣使穿墙拉杆产生震动，易在结构混凝土中产生微小裂隙，造成混凝土墙面局部渗漏，渗漏处理难度大。

为防止墙体混凝土在浇捣过程中产生“爬模”现象，采用紧线器连接模板与底层板上的预留钢筋，使之产生垂直向下的分力，有效地杜绝“爬模”产生。

预埋件和预留孔按放线座标定位，准确在模板上固定，采用钢筋固定等措施将预埋件和孔洞模板加固牢固，确保位置准确。

3.4.2 钢筋工程。钢筋施工环节应首先保证各连接与埋件的固定有效性，结合地铁车站整体施工要求进行，钢筋分层保绑扎，接头位置不应交叉相互影响，按照规范错开。多层钢筋应在层间位置设有效保证体系稳定性与安全性要求的撑筋，以此限制浇筑环节钢筋工程错位形变问题。在钢筋工程完成后应对地铁车站结构面预留相应的保护层厚度空间，保证结构应力载荷水平控制与防水工程施工效果，钢筋绑扎环节就应做好相应的柔性防水层。

3.4.3 结构混凝土浇筑。为了保证地铁车站混凝土施工的整体质量水平，砼材料应选择抗渗混凝土，并按照分层、分幅浇筑的方法开展施工，结构混凝土浇筑幅宽控制在1.0～2.0m之间，侧墙分层对称浇筑。浇筑环节应对操作时间进行严格的控制，适当加快浇筑速度、缩短时间以限制混凝土施工冷缝的形成，从而提升地铁车站地下结构部分的防裂抗渗性。

严格控制混凝土的入模温度，防止混凝土中心与表面温差过大，混凝土表面产生有害裂纹。板体混凝土施工过程中进行温升监测，以便及时准确地采取措施，确保大体积混凝土施工质量。施工缝可以采用涂抹混凝土界面处理剂处理，以提高混凝土接缝处的粘接力。混凝土浇筑过程中，定人、定位采用插入式捣固器振捣。

混凝土养护过程中为确保混凝土不产生有害裂缝，设专人按照规定进行养护。顶板混凝土浇筑后终凝前进行“提浆、压实、抹光”工艺，消灭混凝土凝固初期产生的收缩裂纹，保证结构外防水层粘结牢固。

3.4.4 预埋件及预留孔。预埋件及预留孔的设置是保证地铁车站工程整体安装施工正常进行的基础部分，同时也是保证各结构构件进行準确定位与加固的关键环节。在预埋件及预留孔施工环节，应首先对相应施工图纸进行全面的审查，会审与土建结构图相关的设备安装、建筑装饰、装修图纸，全面了解各类预留孔洞和预埋件的位置、数量、规格及其功能，绘制详细的预埋件、预留孔的布置图纸。根据设计尺寸进行测量放线并在基础垫层或模板上用明显标记准确放样。预留孔洞、预埋件精确固定在模板上，并采用钢筋固定，确保安放预留孔洞及预埋件的模型不发生位移及形变。拆模后应立即对预留孔洞及预埋件位置进行复测，确保其位置准确，否则立即进行必要的修复。