浅谈盖挖逆做法施工中钢管柱的施工技术

浅谈盖挖逆做法施工中钢管柱的施工技术

王利波

中铁二十局第四工程有限公司山东省青岛市266000

摘要：现如今，地铁洪城的建设数量逐步增多，在这样的背景下，对地铁施工工艺要求也越来越高，这与城市居民的出行安全息息相关。本文对盖挖逆做法原理和工艺特点进行总结，并从施工主要工序描述方面，论述了盖挖逆做法施工中钢管柱工艺在地铁施工中的具体运用形式。

关键词：盖挖逆做法；施工工艺；地铁施工

引言

随着地铁建设投入的加大，使城市地下空间得到有效利用，缓解了城市交通压力，使人们出行更加便捷，也有利于城市地面建筑的建设和绿化面积的扩大，有利于城市的发展。本文将结合呼和浩特市轨道交通2号线06标的特点，介绍盖挖逆作法施工的概念和钢管柱工艺在地铁车站施工中的应用。

1工程背景

1.1工程概况

本标段含2个车站3个区间，两站为：大学西街站、中山路站；三区间为：大学西街站～中山路站站区间、中山路站～新华广场站区间、新华广场站～呼和浩特站区间，其中两站均属于呼和浩特市地铁2号线一期工程的中间站，车站主体均位于锡林郭勒南路正下方，由于锡林郭勒南路交通比较繁忙，明挖施工方法难以满足现状通行能力，因此此两站均采用盖挖逆作法施工。

2盖挖逆做法施工

2.1盖挖逆做法原理

盖挖逆做法施工工艺的主要原理是自上而下开展逐层施工，先从施工顶部开始。之后在顶部结构下方逐步进行土方挖掘和结构施工作业，提升整个结构的完成性。另外，在盖挖逆做工艺实施过程中，尽可能对周围环境不会产生影响，进而在小断面内部设置顶层结构承重体系和结构维护体系。之后，在承重体系的保护之下，将开挖断面逐步扩大。另外，在大断面体系的作用之下，顶部的结构顶板将会受到有效保护，并以顶部的结构作为地面环境的防护工程，由上而下开展内部结构施工工作。站在盖挖逆做法施工工艺原理角度来说，主要是对施工围护体系和顶板承重体系的高程进行合理控制，并通过顶板施做将周边环境系统恢复。在顶板的有效防护之下，可以实现土方的依次挖掘，以及之上而下施工结构的完美形成，确保整体结构具备永久性使用特点。当顶部的支护体系形成之后，暗挖和盖挖施工工艺也趋近相同，可以为后续施工工作的开展提供便利条件。

2.2盖挖逆作法施工技术的现实意义

盖挖逆作法施工能够根据地铁车站地上的实际建设情况，采用分段或是左右两种施工方式，来提高施工作业的灵活性。在节能环保方面，盖挖逆作法的施工现场设置在地下，且空间环境较为封闭，不会对地上施工环境周边造成粉尘与噪声污染。在作业时间方面，地铁车站的大部分施工均在受限的空间环境内，不会受到天气与气温变化的影响。在实际的施工过程中，因盖挖逆作法占用地面的时间较短，所以能够减少对周边带来的影响。当完成顶板作业后，应经检验来保证土方回填的质量效果。此外，由于盖挖逆作法的支撑结构是建筑本身，因此，应以由上至下顺序进行质量效果控制。如此，在很大程度上提升了地铁车站各项地下施工环节质量的控制效果。

3钢管混凝土柱施工

本标段中大学西街站钢管柱共26根，中山路站钢管柱共54根。

3.1施工方法及步骤

3.1.1浇筑基础桩混凝土

考虑插入钢管柱的需要，基础桩的混凝土需要一定的缓凝时间，缓凝时间不应小于混凝土运输时间、浇筑时间、HPE插入机就位时间、插入时间的总和。按常规情况考虑：混凝土运输时间按1小时计算，混凝土灌注时间按3-4小时计算，HPE液压垂直插入机就位时间按2小时计算，插入钢管柱时间按5-6小时计算，合计混凝土缓凝时间不应少于13小时。

3.1.2HPE液压垂直插入机就位对中

混凝土灌注完成后，重新放出桩位中心，并将十字线标记在护筒上。复核桩位后，将HPE液压垂直插入机的液压定位器中心与基础桩位中心在同一垂直线上，然后吊装HPE液压垂直插入机就位，HPE液压垂直插入机根据定位器就位对中。

3.1.3调整HPE液压垂直插入机水平度

就位对中后，HPE液压垂直插入机械可手动、自动调整水平度，并重新复核中心位置，满足要求后即可吊装钢管柱入孔。

3.1.4吊装钢管柱

对于长度较长的钢管柱，为保证吊装时不产生变形、弯曲，一般采用二台吊车多点抬吊，将钢管柱垂直缓慢放入HPE液压垂直插入机上。

3.1.5HPE液压垂直插入机插入钢管柱

钢管柱吊放至HPE液压垂直插入机内，下入孔内至第二道法兰后，由HPE液压垂直插入机抱紧钢管柱，并复测钢管柱垂直度，满足要求后在钢管柱的下部安装一个位移传感器。开始下放钢管柱时，由于钢管柱的自重，钢管柱能自由下入孔内一定深度。当浮力大于钢管柱重量后，由HPE液压垂直插入机将钢管柱抱紧，由液压插入装置的液压下压力将钢管柱下压插入孔内。当插至混凝土顶面后，重新复测钢管柱垂直度，此时可根据钢管柱下部安装的位移传感器反映到地面电脑上的信号来检测钢管柱的垂直度，满足垂直度要求后继续下压将钢管柱插入至混凝土中。如不符合要求可调整HPE液压垂直插入机的水平度直至钢管柱垂直度满足要求。

3.1.6重力平衡

钢管柱插入混凝土后，因钢管柱底部封闭，会产生较大的浮力。为确保HPE液压垂直插入机在混凝土终凝前液压定位器放松后不使钢管柱上浮，必须进行重力平衡，通过计算浮力大小可在钢管柱内下钢筋笼、加水等方法进行重力平衡。

3.1.7钢管柱孔口固定

重力平衡后对钢管柱上口进行定位，根据已放出的桩位中心与钢管柱中心吻合，用槽钢将钢管柱固定在工作平台上，并要牢固防止钢管柱偏位。

图3.1.7钢管柱孔口固定示意图

3.1.8HPE液压垂直插入机移位

钢管柱固定完成后，HPE液压垂直插入机上液压定位器放松，用吊车将HPE液压垂直插入机吊出、移位。

3.1.9钢管柱内浇筑钢筋混凝土

因钢管柱采用槽钢固定在工作平台上，钢管柱安装完成即可进行钢管柱内的混凝土浇筑，固定钢管柱的槽钢需满足钢管柱内混凝土的重量，钢管柱内的混凝土采用水下灌注。

3.1.10钢管柱四周回填砂石并排浆

当混凝土达到一天强度后，用黄砂或碎石填充钢管柱四周至柱顶，并将孔内泥浆排除。

3.1.11拆除工具柱并回填孔口、拔除钢护筒

当回填至柱顶标高后即可拆除工具柱，并回填砂石至孔口、拔除钢护筒。

3.2质量措施及安全措施

1）为保证钢管柱定位的精确，钢管柱定位测量须严格执行测量三级复核制度。2）应在管内接缝处设置附加衬管，以确保连接处的焊接质量。3）钢管柱周边回填砂石粒径在5mm左右，回填要均匀。4）钢管柱柱内混凝土浇筑时严格控制导管距柱底长度，杜绝柱内混凝土高抛致使离析。柱内混凝土振捣应充分、适宜，确保柱内混凝土密实。5）为确保安全，桩位周边须设置安全防护围栏，停止作业的桩孔或已成孔的桩基，必须设置牢固的盖孔板，非工作人员禁止入内。6）在进行钢筋笼及钢管柱吊前，应编写专项吊装方案并按照审批过的专项吊装方案施工。

结语

综上所述，盖挖逆做法的适用范围极广，可以在各种地质条件和周围环境下开展作业，而且变形较小，施工效率较高，在确保建筑物安全的同时，还能实现施工速度的有效加快。另外，还能降低工程的总投资数量，施工工期大幅缩短。该方式在很多地区的地铁工程建设上得到了应用，积累了丰富的施工经验，同时具备很强的借鉴性。

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