地鐵車站蓋挖順作施工技術
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摘 要：在我國，隨著軌道交通建設的不斷推進，道路交通也面臨著前所未有的壓力，為了緩解交通疏解壓力，高效率、高質量的進行地鐵建設，部分地鐵車站采用了蓋挖順作法施工。本文以成都地鐵7號線5標獅子山站為例，對蓋挖順作施工工藝、關鍵施工技術及基坑變形控制進行了分析，并提出控制措施。
關鍵詞：地鐵車站;蓋挖順作;關鍵技術;安全控制
中圖分類號：U213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0099-02
0 引言
蓋挖法施工是指在不中斷路面交通的情況下修建地下車站。由于作業空間狹窄、工序轉換多、施工精度與質量要求高、作業風險大，因此，合理安排施工工序、做好關鍵技術及安全控制是蓋挖順作法施工的重中之重。
1 獅子山站工程概況
1.1 車站及蓋挖部分設計概況
成都地鐵7號線獅子山站位于成都市錦江區劼人路與菱窠路交叉口處，縱向呈南、北向布置。車站主體為地下二層三跨明挖島式站臺車站。車站有效站臺中心里程為YCK14+832.500，車站總長303.5m，標準段寬21.1m。車站總共規劃了四個出入口，這四個出入口的位置結合具體的情況作了規劃，均位于十字交叉路口。
為保證施工過程中菱窠路的通行能力，本工程在劼人路與菱窠路交叉口位置采用蓋挖順作法施工，蓋挖法施工主要包括30根Φ1200圍護樁及8根中柱。中柱選擇的是Φ700mm尺寸，而且是鋼管柱。由于這一類的鋼管柱它的壁厚16mm，而且柱長也更加符合需求。加之從其柱心填充的混凝土來看，其質量較好適合建設需要。鋼管柱錨入樁基2m。
1.2 工程地質及水文情況
根據擬建車站本階段及工可階段鉆孔揭示，場地范圍內上覆第四系全新統人工雜填土（Q4ml）;其下為第四系上更新統冰水沉積、沖積成因（Q3fgl+al）的軟塑黏土<3-1-1>、硬塑黏土<3-1-2>、、淤泥質土<3-1-3>、粉質黏土<3-2-2>;下伏基巖為白堊系上統灌口組（K2g）泥巖。地下水主要有兩種類型：一是松散土層孔隙水，二是基巖裂隙水。
2 施工總體部署
本工程蓋挖順作施工工期緊，作業空間狹窄，圍護結構與中立柱需穿插施工。圍護樁受管線影響，首先進行中立柱上部人工挖孔樁施工，管線遷改后圍護樁及冠梁與人工挖孔樁穿插施工，人工挖孔樁完成后進行中立柱基礎施工及鋼管柱吊裝，然后進行蓋挖頂板施工，再進行土方回填、管線及路面恢復，最后在蓋挖段下方基坑土方開挖至基底后進行主體結構施工。
3 關鍵施工技術控制
3.1 鋼管柱質量與安裝精度控制
鋼管混凝土柱作為承受蓋挖頂板與地面荷載的豎向受力構件，是蓋挖法地鐵車站最重要的構件中的一種。
3.1.1 樁基礎施工
成孔和清孔檢驗、水下混凝土灌注及樁頂標高控制是鋼管柱基礎施工控制重點。
成孔和清孔質量檢驗合格，緊接著需要下放鋼筋籠，下放完成之后需要加以檢查，確保其在正確的位置。再進入到檢測灌注前孔內沉渣的環節中，水下混凝土需要在檢測結果符合要求之后進行。一旦檢測的過程中發現了不合格的情況，則需要再次壓漿并二次清孔。
樁頂砼超灌時需要把握規格和尺寸，要將其大小控制在0.8m～1.0m之間，從而實現提升整體工程質量的目標。為了更好地開展工作需要安排技術人員對灌注的時間進行把控和記錄，并保證導管埋深符合要求。針對導管出現的無法拔出以及過于松動等情況也要進行記錄并檢查，為后續的工作形成可靠的資料。
3.1.2 鋼管柱安裝定位
每根鋼管柱由工廠加工成一段，鋼管柱所有焊接要全部經過超聲波檢查，必須達到一級焊縫要求，節點位置與高強螺栓加固符合要求，驗收合格后運至施工現場組裝，現場一次吊裝就位安裝。
根據規范要求，鋼管柱在定位的時候需要依照設計方案，將其定位偏差控制在20mm以下，除此之外還要控制器垂直度，確保其偏差在1/500以下。技術人員與施工人員需要相互配合，目的是防止升沉值出現超過0.003L的情況，為了保證施工順利進行，最好是將其控制在20mm以下。鋼管柱的定位需要十分精確，因此需要選用上下兩端同時定位法，這種方法對于解決實際問題具有重要意義。施工中需要用到自動定位器，對于自動定位器的選擇要嚴格，要購買尺寸和規格以及性能均符合要求的產品。
安裝自動定位器的時候要安排專業人員進行，防止誤差。一般需要預埋鋼板以及定位器支撐鋼板兩種基礎設施，在此基礎之上才可以完成自動定位器的安裝。測量員在這一過程中的作用要發揮出來，需要明確預埋鋼板的位置。定位器安裝詳見圖1。
一般實踐中為了縮短工期，都需要做好預備工作，在這一環節中則需要確保定位器的安裝效果達到了要求，檢查其是否在樁基砼中被固定了，還要防止鋼管柱在吊裝的時候因為外力原因出現變形或者移位等問題。工作人員進行二次澆筑樁基的時候，目的仍然是以固定定位器為主。在此之后的混凝土澆筑養護均需要按照設計方案進行，要通過檢測確保混凝土的強度為25Mpa之后才能夠開展鋼管柱吊裝工作。
3.1.3 柱內混凝土灌注
柱內混凝土灌注所選用的振搗法要科學，此工程的結構較為特殊，采用高位拋落振搗法比較有效。這種方法很好地利用了自由下落原理，能夠，滿足振搗效果。當然在這一過程中，需要控制拋落的高度，要求其大于四米。一般設計在鋼管內部的砼的強度都較大，所以實踐中經常遇到冷縫等問題，為了保證最終的施工效果，需要設計嚴密的計劃方案。鋼管澆筑灌砼之前，需要確保水泥砂漿澆筑已經完成，且要檢查水泥砂漿的厚度是否符合設計方案，確保其保持在十到二十厘米之間。
3.2 蓋挖結構節點技術控制 鋼管混凝土柱一般在實踐中還會被當做是永久立柱，它一般起到的是豎向受力構件的作用，而且從其結構特點來看，它的永久結構的頂板、中板、底板的節點連接比較特殊，屬于施工的重點。鋼管柱與中板、底板間按照環板法連結，充分考慮受力和抗震要求。
節點施工控制重點：一是合理安排工序，由于鋼環板較重，在土方開挖至中板及底板以下1m時停止開挖，進行中板、底板鋼環板安裝焊接，便于采用機械配合環板安裝，確保安裝質量、節約工期。二是加強環板、加勁肋與鋼管柱間及梁板鋼筋與環板間的焊接質量管控，確保位置、標高正確，焊縫質量符合設計與規范要求。
3.3 蓋挖結構砼外觀質量控制及施工縫防水處理
3.3.1 砼外觀質量控制
（1）地膜施工。在圍護樁及中柱施工完成后，進行基坑土方開挖。土方開挖深度至頂板設計底標高下0.1m處，施工墊層。邊墻處土方繼續向下開挖1m，保證預留鋼筋錯茬。頂板基底設計為0.1m厚細石混凝土墊層找平，再鋪設木方、竹膠板，施工過程中嚴格控制墊層的高程。對于頂板縱梁及邊墻處采用紅磚砌筑120mm厚墻，底部與側面鋪設竹膠板，對板、梁跨度較大的地方應設置預拱度。對照以往采用墊層+砂漿抹面的地膜施工工藝，本站采用墊層+模板的地膜施工工藝優點主要是頂板砼與土體間用模板隔離，頂板底部無砂漿粘連，既保證了砼的外觀質量，也加快了土方開挖進度。（2）蓋挖預留邊墻與后澆邊墻接茬處理。為了解決接茬位置后澆砼振搗不密實、易脹模等問題，本站采用滿堂腳手架，側模竹膠板，接茬位置做200mm×200mm牛腿，然后牛腿剔除的方法，施作蓋挖頂板下側墻砼。采用模板地膜與牛腿澆筑砼，有效保證了蓋挖砼的外觀質量，得到了成都市質監站領導的認可，被認定為樣板工程。
3.3.2 蓋挖施工縫防水處理
蓋挖結構施工縫防水因不能預留鋼板止水帶，防水處理相較明挖車站更為困難，若處理不好就可能導致混凝土收縮，形成滲水，對地鐵車站的運營造成障礙。
蓋挖結構施工縫的防水處理應作為重點工序進行控制。首先對原有結構混凝土進行界面處理，鑿毛清理，灰塵沖洗，晾干后界面打止水膠并預埋注漿管進行混凝土澆筑，后期注漿填充混凝土收縮產生的縫隙。
4 蓋挖基坑變形控制
4.1 變形監測
變形監測的重要性已經在實踐中得到了檢驗，因此采用蓋挖法施工的時候，要針對地表、管線的沉降進行監測，同時也要做好立柱監測，對于周邊建筑物以及圍護樁的監測要具體，對于其變形的情況要加以記錄。通常施工單位都需要在監理單位的監督下進行施工，以便于可以及時調配監測數據調整施工計劃并優化施工方案，對于監測數據的統計和分析要符合科學性，采用時態曲線中的變化速率來判斷基坑開挖以及回筑環節中各個結構的變化比較合適，監測結果如表1所示。
4.2 周邊建構筑物變形結構分析
在正式施工之前需要對周圍環境做好檢測工作，由于車站周圍仍然存在房屋，這些房屋的結構仍然是淺基礎磚混結構，所以其安全性要保持，在開挖基坑的過程中要安排專門的人員進行房屋監測。監測的結果則需要被考慮，以便于更好地完成基坑開挖工作，防止建筑物出現變形或者沉降等問題。一般為了保證周邊建筑物的沉降與變形值在科學的范圍之內，要采用明挖順筑的方法。
5 結語
成都地鐵7號線5標獅子山站已于2015年順利封頂，2017年7號線已投入運營。從獅子山站蓋挖成功實施，可以得出以下結論：蓋挖順作法實施，關鍵是確定科學方案，合理組織各施工工序，重點控制鋼管柱定位與安裝、蓋挖節點施工，解決好接茬施工縫防水處理及砼外觀質量控制，加強工程中薄弱環節的重點設計與施工管理，以求得到良好效果，最終提升工程效益。
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