张晓鹏

（南京地铁建设有限责任公司，江苏 南京 210000）

1 全盖挖逆作法施工定义分析

盖挖法施工技术是用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后设置盖板，在盖板、围护、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。

在城市中心区域地铁车站工程项目中，全盖挖逆作法施工技术得到了广泛的应用。其最大的特点就是适用于任何不规则形状平面或大平面，尤其是城市中心城区周边环境复杂、地质情况差的地区。

盖挖逆作法施工技术的施工时间具有一定的灵活性，施工位置主要在地下，考虑到城市地铁施工的环境、位置等因素，既能够满足城市地铁工程项目的实施标准，又能够有效地降低对周围环境的污染，例如施工过程中产生的噪音污染、粉尘污染等，既加强对施工周围环境的保护，又不会对施工周围人们的正常生活造成太大影响。

在施工前，需要专业工作人员结合施工现场环境的实践勘察，对所产生的信息数据详细地记录，为顶板施工提供有利的信息依据。而在正式施工的过程中，要确保其与地下施工共同进行。考虑到工程项目的整体结构，既要确保整体结构的稳定性与安全性，又不能对地面交通造成影响。选择1层结构平面为平台，不用另外设置相应的工作台，节省大量的人力、物力、经济费用等，为整个工作的实施提供了有利基础[1]。

全盖挖逆作法施工技术的安全性比较高。在整个工程项目的实施过程中，无论是围护结构，还是永久钢管柱结构，都是重要的支撑结构，对此，为了满足工程项目的实施标准要求，需要相关施工单位对其提高重视度，确保支撑结构的刚度符合施工标准要求。明确开挖、施工的顺序，考虑到支撑结构自身的承载力，避免开挖操作对持力层造成不利的影响[2]。

2 工程概况

本文主要是以武汉市地铁7号线工程项目为研究主体。该项目主要的位置是在徐家棚站，主要的交通要道是和平大道、秦园路交叉，在和平大道的西南侧，并且周围的环境比较复杂，涉及到的居住人口比较密集。现场施工的环境与地形属于平坦型，地表高度控制在22.37 m～23.97 m。通过对其实际情况的了解与掌握，对其进行了模拟实验，整个模拟实验最大的施工难点就是该项工程项目的地表层填土工程的性能比较差，粘土可塑的强度也属于中度，但是其中部的砂土层强度却比较高，下伏第三系的基岩还属于比较完整的。整体的实施层数为地下4层，总长为217.36 m，总宽25.3 m，站台宽度15 m，站台基坑深度38.36 m，小里程盾构井基坑深度40.162 m，大里程基坑深度39.728 m，从工程项目整体性的角度分析，其整体的基坑面积已经达到了11 000 m2。

而对此工程项目的实施，最科学合理的施工方法就是全盖挖逆作法，对工程项目整体结构的分析，选择“叠合墙”结构为主，而竖向的承重则选择永久钢管混凝土柱[3]。以下部ø2300钻孔桩+上部ø1000钢管柱的方式，为其整体的立柱提供良好的支撑，下部ø2300钻孔桩兼做抗拔桩，ø1000钢管柱兼做永久立柱。抗拔桩采用C35混凝土，钢管柱均采用C50微膨胀混凝土。

3 永久钢管柱施工技术与工艺

3.1 永久钢管桩施工工艺流程

针对该工程项目的实施，其立柱桩的施工是其主要的核心工作，立柱桩的施工质量与标准，会对该项工程项目整体的稳定性与安装性产生直接的影响。对此，对相关工作人员提出了更高的要求，应具备专业技术水平与综合能力，详细了解与掌握其施工流程，确保施工工作的规范性。图1为立柱桩的施工工艺流程。

3.1.1 钢管柱基本设计及加工

对该项工程项目中所使用的钢管混凝土柱材料进行选择，考虑到工程项目施工要求，选择的是ø1000 mm×20 mm，ø800 mm×20 mm 及 ø700 mm×20 mm的钢管，牌号为Q345，内填混凝土的强度等级为C50，其所含有的氯离子含量＜0.06%，应使用非碱性骨料。其中ø1000 mm×20 mm的钢管柱为永久立柱，钢管在加工时必须预先在需焊接的部位设置弧形衬板[4]。

钢管应整体制作和运输，如因条件限制必须分段制作，加强环及焊接环板与钢管柱焊缝采用对接焊，焊接焊缝质量等级为一级，其余未特别注明的焊缝质量等级为三级。根据我国相关标准规定，对圆柱头栓钉连接件的材料选择，其等级最少要高于4.6级。钢管对接焊完成后必须通过水准仪对钢管柱对接前、对接后的垂直度进行复测，确保垂直度偏差≤1 cm。如图2所示。

3.1.2 施工工艺

根据所选先浇筑工艺，首先在钢管柱内浇注一定高度的混凝土，再进行安装。而对钢管柱内混凝土的钻孔操作，一方面是给工人下部定位奠定一定的基础，另一方面，是使整体的施工难度合理地降低，对相关施工设备与器材的应用，能够提升整体的工作效率与质量[5]。为了降低混凝土对中钢管柱产生的冲击力，通常情况下，都会对其钢管柱的底部设置为锥形。

3.1.3 钢管柱内底部混凝土浇注

针对钢管柱内初灌混凝土高度的计算，H为内混凝土初灌的高度，必须满足G钢管自重+G混凝土自重＞G浮力的条件。C50混凝土比重取2 400 kg/m3，泥浆比重取1 300 kg/m3。如图3所示。

3.2 抗拔桩施工流程

抗拔桩施工流程：根据施工要求，做好施工准备工作；由专业工作人员进行测量放线；对护筒埋设处理；及时安排旋挖钻机；结合现场施工条件进行钻孔操作；终孔；气举反循环清孔；对已经完成的成孔质量科学检测；最后是混凝土浇筑。

抗拔桩作业选用SH36型钻机进行成孔，根据不同的地层参数、特点，合理控制钻进参数（钻速）。钻孔深度≥设计孔深，超深≤30 cm。钢管桩的垂直度≤1/200 mm，并注意不向坑内偏差和倾斜[6]。

3.3 钢管柱的定位安装

钢管柱的定位安装是永久钢管柱施工工艺的最难点，也是钢管柱施工质量的关键，钢管柱定位后垂直度偏差≤L/300 mm。钢管柱的安装采用两点定位法，一点设在地表，一点设在孔内。图4为钢管柱定位示意图。

3.3.1 钢管柱内螺旋千斤顶安装

对钢管柱内螺旋千斤顶的安装，要求顶面1.5 m，底部15.5 m深，在其四周都进行螺旋千斤顶的安装，但是要确保其螺栓直径控制在40 mm，把其整体的承重力均分到每个千斤顶中，然后把其外套管与钢管柱进行焊接，在其内部注满黄油。与此同时，还对钢板的尺寸提出了相关要求，要求尺度为400 mm×400 mm，钢板外侧为弧形[7]。图5为螺旋千斤顶安装示意图。

3.3.2 钢管柱标高定位

对定位平台进行安装固定后，需要对其固定的高度准确测量。而为了高效率地完善对其的安全与测量，还需要应用到相关的设备设施。选用的是1台200 t吊车与1台100 t的吊车，通过2台吊车之间的相互配合，分别利用不同的吊装点进行实施操作。一旦钢管柱被吊起后，其底端是不能落地的。对吊车操作人员提出了更高的要求，需要按照相关标准实施吊装工作，顺利地移到至定位平台上，与其孔洞对准入。当然，在实际操作的过程中，还需要专业的工作人员对其进行相应的指挥，避免其与平台发生碰撞[8]。除此之外，为了确保桩基混凝土浇筑到中钢管柱的上浮，需要使用到A20型号钢板4根，把其与定位平台焊接，增强平台的稳定性。

3.3.3 钢管柱顶平面定位

对钢管柱顶端平面的定位，主要是使用定位平台内部的螺旋千斤顶。对其吊装的措施过程有严格的要求，能够使其与中心孔位置准确地吻合，用全站仪进行定位，准确地找到出桩位的中心点，并且做好相应的标记。一般都会选择对锤球的悬挂。图6为永久钢管柱定位图。

3.3.4 钢管柱垂直度定位

钢管柱垂直度定位，是明确钻孔桩混凝土浇注设计标高后才能进行的。在自重作用下，使钢管一直都处于铅垂的状态。但是在实施的过程中，还是会受到一些因素的影响，可引发钢管柱的倾斜。需要相关工作人员采用垂准仪对垂直检查，一旦发现偏移，就需要对其进行密封螺旋千斤顶的调节，直到钢管柱保持标准的垂直度[9]。

3.3.5 混凝土浇灌及管外填砂

高位抛落无振捣法，主要是对钢管柱内混凝土浇筑待钻孔桩混凝土凝固后的操作。当混凝土浇注完成后，让其自然凝固，然后才能对其进行清水养护，但是水深要＜200 mm。当混凝土凝固后达到一定强度后，才能够对其进行细砂回填操作[10]。

4 结语

1）目前城市中心城区地铁地下车站应用全盖挖逆作法施工技术广泛，如果选用钢管混凝土柱作为施工中的永久钢管柱进行开挖，则钢管柱施工技术是关乎工程整体质量和结构安全的关键，是必须解决好的难题。

2）本文结合实际工程实例研究了全盖挖逆作法地铁车站永久钢管柱施工关键技术，与HPE液压垂直插入施工工法相比，具有工法操作性强、节省投资、施工可全面进行及大幅节省时间等优点。

3）通过实践证明：钢管柱定位装置的应用,可以很好地解决地下车站盖挖逆作法施工中间桩柱精确定位的技术难题。但因地铁车站工程地质条件、基坑本身结构及施工单位技术力量等因素不同，对其他类似工程而言，还需结合具体情况作进一步研究。