趙欠南，葉欣欣

1.中交（西安）鐵道設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710075

2.中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710075

1 明挖法施工技術(shù)概述

1.1 技術(shù)優(yōu)勢

在應(yīng)用傳統(tǒng)的暗挖法時，受到工藝限制，需要采取地下挖洞方式，在工程現(xiàn)場挖設(shè)一定大小的地下空間，在地下空間開展襯砌修筑作業(yè)，整體施工周期較長，存在工作條件差、受地質(zhì)水文條件嚴(yán)重影響、產(chǎn)生大量廢土碎石的技術(shù)局限性。應(yīng)用明挖法則可以直接將地面挖開，在露天條件下直接開展襯砌修筑與覆蓋回填作業(yè)，突破了暗挖法的技術(shù)局限性，具有技術(shù)簡單、經(jīng)濟(jì)適用、主體結(jié)構(gòu)受力條件好等優(yōu)勢。

1.2 地鐵車站主體結(jié)構(gòu)明挖技術(shù)方式

根據(jù)實際施工情況，考慮到不同地鐵工程的水文地質(zhì)條件與現(xiàn)場情況存在明顯差異，為保障施工安全，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)合理選擇邊坡圍護(hù)形式，并將明挖細(xì)分為放坡明挖、懸臂支護(hù)明挖以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖三種技術(shù)方式

（1）放坡明挖。首先，直接開挖施工場地上部土方，遵循從上至下的順序放坡開挖至地鐵主體結(jié)構(gòu)基底高程；其次，在露天條件下從下往上修筑地鐵車站襯砌結(jié)構(gòu)與防水層；最后，開展地鐵車站主體結(jié)構(gòu)外填土作業(yè)，恢復(fù)地表原始狀態(tài)。與其他明挖形式相比，放坡明挖具有施工效率高、工藝流程簡單的優(yōu)勢，但是對邊坡土體穩(wěn)定性與地質(zhì)水文條件有著嚴(yán)格要求，適用范圍較窄，且土方開挖量較大。另外，針對局部穩(wěn)定性較差的邊坡，可采取噴射混凝土等防護(hù)措施進(jìn)行加固。

（2）懸臂支護(hù)明挖。首先，懸壁支護(hù)明挖是在基底高程下方插入圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)加持下開展基坑開挖作業(yè)至基底高程；其次，從下往上修建地鐵車站主體結(jié)構(gòu)和防水層；最后，回填基坑，恢復(fù)地表。與其他明挖形式相比，懸壁支護(hù)明挖適用于邊坡穩(wěn)定性較差以及埋深較淺的地鐵工程。

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖。圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法適用于深基坑地鐵工程，在不改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入深度和剛度的前提下，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中增設(shè)水平支撐件，連同圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同抵擋外側(cè)土壓力。同時，從下往上順作地鐵車站主體結(jié)構(gòu)，并按時序逐層分段拆除水平支撐，實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換，最終恢復(fù)地表狀態(tài)。

2 地鐵車站主體結(jié)構(gòu)明挖法施工要點

2.1 鋼筋施工

（1）鋼筋切削。在鋼筋切削環(huán)節(jié)，首先，對運輸入場的鋼筋材料規(guī)格尺寸與外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，核查生產(chǎn)許可證與質(zhì)檢報告等文件資料，隨機抽取少量鋼筋作為試樣送檢，確定鋼筋質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再將鋼筋進(jìn)行切削加工。其次，遵循相關(guān)規(guī)范要求，將鋼筋切削加工至特定形狀尺寸，對輕微彎曲的鋼筋進(jìn)行校直處理，清理鋼筋表面附著的灰塵污漬。同時，在加工彎制鋼筋時，必須使鋼筋保持為常溫狀態(tài)，以鋼筋中部為起始點，向兩端逐步彎曲，要求一次性完成鋼筋彎鉤作業(yè)。最后，對切削加工后的鋼筋質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果鋼筋截面與表面存在裂紋等質(zhì)量缺陷，則進(jìn)行返工處理。

（2）鋼筋連接。在鋼筋連接環(huán)節(jié)，將鋼筋直徑作為依據(jù)，選擇相應(yīng)的連接方式。例如，對于直徑超過25mm的鋼筋，應(yīng)采取直螺紋套筒連接管工藝；對于直徑小于22mm的鋼筋，則采取搭焊接工藝。在確定連接工藝后，對鋼筋焊接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測試，切除存在扭曲與嚴(yán)重彎折等缺陷問題的鋼筋端子。最后，對鋼筋連接質(zhì)量進(jìn)行檢查，在確定一切無誤或是所存在質(zhì)量問題得到妥善解決后，即可按照施工圖紙將鋼筋綁扎安裝。

（3）鋼筋安裝。在鋼筋安裝環(huán)節(jié)，對鋼筋綁扎質(zhì)量進(jìn)行重復(fù)檢查，確定鋼筋不存在松動與變形問題后，將鋼筋網(wǎng)片與骨架進(jìn)行固定安裝，要將鋼筋側(cè)面和底面保護(hù)層厚度控制在35mm及以上，將相同截面內(nèi)焊接接頭數(shù)量控制在2根及以下。然后，在模板和鋼筋間隔區(qū)域設(shè)置若干數(shù)量與適當(dāng)強度的墊塊，以提高鋼筋保護(hù)層強度。

2.2 模板施工

（1）側(cè)墻模板施工。在支設(shè)側(cè)墻模板時，首先，施工人員要提前清除混凝土基面殘留的灰塵泥漿，使用打磨機磨刷基面與剔除凸起部位，并使用防水砂漿對基面凹陷部位進(jìn)行找平處理。同時，在混凝土基面存在局部滲水現(xiàn)象時，對基面滲水部位進(jìn)行封堵處理。其次，支設(shè)側(cè)墻模板與配套支架，在支撐體系頂端設(shè)置可調(diào)節(jié)支托，用于調(diào)節(jié)模板位置。再次，按施工圖紙進(jìn)行彈線定位，將防水卷材剪裁至適當(dāng)尺寸，使用壓條與鋼釘?shù)扰浼?。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)固定鋪設(shè)防水卷材時，要求將卷材反應(yīng)黏膠層向內(nèi)與車站主體結(jié)構(gòu)混凝土側(cè)墻黏結(jié)，將長短邊搭接寬度控制在100mm左右，檢查防水卷材是否黏結(jié)牢固。最后，使用雙面黏性膠條進(jìn)行封縫處理，在側(cè)墻混凝土面涂刷厚度約2mm的水泥漿，并沿側(cè)墻縱向設(shè)置施工縫與加強層。

（2）梁模板。首先，在梁模板施工環(huán)節(jié)分別支設(shè)頂板翻梁底模板和中板翻梁底模板，并在模板下方鋪設(shè)適當(dāng)尺寸的方木作為縱梁，將縱梁間隔距離控制在300mm左右。其次，在支架頂托部位設(shè)置方木作為橫梁，在梁下部位設(shè)置若干數(shù)量立桿，并在側(cè)模板部位設(shè)置雙鋼管作為縱梁，使用對拉螺栓等配件對梁模板進(jìn)行加固處理。最后，將頂板與中板翻梁底模板支架立桿進(jìn)行加密處理，將其與整體支架體系相連接。

2.3 混凝土施工

在混凝土施工環(huán)節(jié)，應(yīng)掌握以下技術(shù)要點：（1）混凝土制備。技術(shù)人員結(jié)合工程情況，科學(xué)制訂混凝土配合比方案，明確混凝土性能指標(biāo)與強度等級要求。同時，開展混凝土試拌作業(yè)，根據(jù)試拌情況來調(diào)整配合比方案。（2）考慮到地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑量較大，為控制澆筑質(zhì)量，應(yīng)采取分層澆筑與分層振搗工藝，將分層高度區(qū)間設(shè)定為50～70cm。（3）混凝土澆筑。將混凝土傾落高度控制在2m以下，或是設(shè)置套筒等裝置，避免混凝土傾落高度過大而出現(xiàn)離析現(xiàn)象。同時，嚴(yán)格把控上下層次混凝土的澆筑厚度與灌注時間，在前層混凝土初凝前，必須完成次層混凝土的灌注作業(yè)。（4）混凝土振搗。結(jié)合工程情況設(shè)置若干數(shù)量振點，將留振時間控制在10～30s，將振搗器插入深度控制在5cm以上，禁止振搗器與模板、止水帶及預(yù)埋件接觸。待混凝土表面無氣泡持續(xù)冒出后，即可完成振搗作業(yè)，將混凝土表面壓漿抹平。（5）預(yù)留施工縫。在必要情況下，為減小施工縫對混凝土結(jié)構(gòu)性能造成的影響，需要人為在主體結(jié)構(gòu)中預(yù)留施工縫，并做好施工縫部位的混凝土振搗作業(yè)。

2.4 結(jié)構(gòu)外防水層施工

為改善地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的防水性能，預(yù)防結(jié)構(gòu)滲漏問題出現(xiàn)，需要圍繞主體結(jié)構(gòu)設(shè)置柔性全包防水層。首先，在附加防水層底板以及主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻部位鋪設(shè)瀝青基聚氨脂防水卷材，在頂板均勻涂刷單組分聚氨脂涂料，設(shè)置適當(dāng)厚度的PVC抗根系刺穿層，在側(cè)墻設(shè)置水泥砂漿找平層，在頂?shù)装宸浪畬颖砻嬖O(shè)置細(xì)石混凝土保護(hù)層。其次，針對地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的水平施工縫，提前預(yù)埋注漿管并設(shè)置鍍鋅鋼板止水帶，在垂直施工縫部位粘貼防水層并設(shè)置鋼邊橡膠止水帶。最后，針對地鐵車站主體結(jié)構(gòu)突變部位，可選擇混凝土整環(huán)設(shè)置中埋式鋼邊橡膠止水帶及配套襯墊板，并在側(cè)墻與底板部位設(shè)置背貼式橡膠止水帶，在迎水面鋪貼冷自黏防水卷材。

3 地鐵車站主體結(jié)構(gòu)明挖法施工常見問題及解決措施

3.1 支撐失穩(wěn)

如果地鐵車站主體結(jié)構(gòu)支撐體系失穩(wěn)滑塌，將會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，改變施工現(xiàn)場環(huán)境條件。因此，為了預(yù)防支撐失穩(wěn)問題出現(xiàn)，在主體結(jié)構(gòu)施工期間需要持續(xù)對支撐體系進(jìn)行觀測，如果支撐體系實時變形位移量超過額定值，應(yīng)及時對支撐體系進(jìn)行水平與縱向加固處理，并組織人員設(shè)備退場，提前設(shè)置安全防護(hù)隔離帶，盡量避免造成人員傷亡與破壞施工成果。同時，針對已出現(xiàn)的支撐失穩(wěn)問題，應(yīng)及時對基坑坍塌部位開展土方回填作業(yè)，清理四周超載土方，并對圍護(hù)結(jié)構(gòu)背后土體流失部位填充適量混凝土。另外，對支撐體系復(fù)加預(yù)應(yīng)力，重復(fù)檢查支撐情況，避免支撐失穩(wěn)問題反復(fù)出現(xiàn)。

3.2 沉降超限

施工期間觀測建筑物沉降值，并在作業(yè)面架設(shè)鋼支撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計要求向鋼支撐施加軸力。當(dāng)?shù)罔F車站主體結(jié)構(gòu)沉降值超限時，應(yīng)組織人員和設(shè)備退場，禁止無關(guān)人員、設(shè)備滯留現(xiàn)場，并根據(jù)結(jié)構(gòu)沉降成因采取相應(yīng)的加固處理措施。待車站主體結(jié)構(gòu)沉降速度放緩，且沉降數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)后，對主體結(jié)構(gòu)沉降情況進(jìn)行重復(fù)確認(rèn)，確定問題得到妥善解決后方可恢復(fù)正常施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，為切實滿足現(xiàn)代地鐵工程的施工需求，要充分發(fā)揮明挖法的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)工程預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。建筑企業(yè)必須全面掌握地鐵車站主體結(jié)構(gòu)明挖施工的工藝流程與注意事項，結(jié)合工程情況科學(xué)制訂明挖施工方案，重點預(yù)防沉降超限等施工問題的出現(xiàn)。同時，推動明挖法技術(shù)體系的優(yōu)化發(fā)展，突破技術(shù)應(yīng)用局限性，為地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工活動的順利開展提供技術(shù)支持。