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地下工程盖挖法施工
姓名：王民伟学号：2011301550115
摘要：地下空间是迄今为止尚未被充分利用的一种自然空间资源，从拓展人类生存空间的意义上来讲，体积庞大的地下空间是一种具有很大潜力的自然资源，所以，国际上又把21世纪称为人类开发利用地下空间的世纪。地下建筑在未来相当长的一段时间里具有相当广阔的前景。就目前而言，随着科学技术的发展，人类对于地下空间越来越重视，从而相继创造出许多地下空间开发技术，如明挖法和盖挖法等，可以分别适用于不同的施工条件，但是相对而言，两种地下工程施工技术都有着各自的优缺点，有时为了达到更好的施工效果，有效降低对于社会生产生活的影响，同时为了提高工程质量，需要采取更为行之有效的方法，本文着重对介于两者之间的盖挖法做相应的介绍。
关键词：盖挖法施工技术及特点发展趋势
一、盖挖法产生背景
在隧道的施工过程中，采用的施工方法，就目前而言，无非分为两种：明挖法和暗挖法。相对而言，明挖法施工方式较为简单、节约成本，适用于市郊场地开阔地带，缺点是挖方量和填方量较大，对环境的破坏较为严重，如果在城市中施工，一方面对交通的影响较大，不方面市民的出行，另一方面，施工过程中会产生较大的噪声和灰尘，污染环境，影响市容，不是一种最优的施工方法。而暗挖法由于需要在土层以下开挖，工期相对来说较长，切施工工艺不能保证，对于某些工程地质和水文地质条件相对复杂的地段来说，处理起来相对困难，地层沉陷对相邻建筑物安全性的影响较大、工程造价也很高，同样不是最优施工方法。在这种情况下，采用半明挖的方式，在道路交通繁忙地段可以迅速的恢复路面，尽可能小地影响交通。先修筑地下结构的顶板，而后在顶板的遮护下安全、顺利地修建地下结构其它部分的盖挖法，往往会因为安全、实用及其适中的施工成本而成为中意的施工方法。按盖挖法支护结构的形式可以分为无边桩盖挖法和有边桩盖挖法两大类。按其主体结构的施工顺序，盖挖法可以细分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法等几个分支。适用于松散的地质条件以及隧道处于地下水位以上的情况，当隧道处于地下水位以下时，需要附加建造施工排水设施。最早采用盖挖法施工的工程是20世纪60年代西班牙马德里的城市隧道，随后在许
多国家的城市隧道建设中被采用。盖挖法在国外已经趋于成熟，而在我国的应用起于20世纪90年代北京焦化厂翻车地下工程中，到目前为止，国内在地下建筑中采用盖挖法的工程已经越来越多。
二、盖挖法施工技术
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。
根据工程实际情况具体又可分为以下几种方法：
1、盖挖顺作法盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆萧结构（包括纵、横梁和路面板）置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后，视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时，可考虑采用盖挖顺作法。工程实例：深圳地铁一期工程华强路站位于深圳市最繁华的深南中路与华强路交叉口西侧，深南中路行车道下。该地区市政道路密集，车流量大，最高车流量达3865辆/h.车站主体为单柱双层双跨结构，车站全长224.3 m，标准断面宽18.9 m，基坑深约18.9 m，西端盾构并处宽22.5 m，基坑深约18.7 m.南侧绿地内东西端各布置一个风道。主体结构施工工期为2年，其中围护结构及临时路面施工期为7个月。为保证深南中路在地铁站施工期间的正常行车，该路段主体结构施工采用盖挖顺作法施工方案。
2、盖挖逆作法盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，和盖挖顺作法一样，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑，以防止维护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结
构，常采用盖挖逆作法施工。工程实例：南京地铁南北线一期工程的区间隧道在地质条件和周围环境允许的情况下，以造价、工期、安全为目标，经过分析、比较，选择了全线区间施工方法。其中，三山街站，位于秦淮河古河道部位，位于粉土、粉细砂、淤泥质粘土土层中。因为是第1个车站，又位于十字路口，因此采用地下连续墙作围护结构。除人口结构采用顺作法外，其余均为盖挖逆作法。
3、盖挖半逆作法盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先浇筑底板，再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。
4、无边桩(墙)盖挖逆筑法在土质及其力学性能较好的地区，修建覆土较浅、规模较小的单层地下结构(地下通道或隧道洧时采用无边桩(墙)盖挖逆筑法。施工方法：无边桩盖挖逆筑法施工时，对应于顶板尺寸，在地表开挖长度相同、宽度比结构顶板宽出两翼(每侧延伸出不小于2—3 m)的土槽为模，绑扎顶板钢筋，浇筑顶板(连同两翼)混凝土，形成带有两个附加翼板的顶板结构。在结构侧墙位置可以分段进行侧导洞开挖时，翼板下的土体和顶板下的核 土将共同承担顶板自重、地表活载和堆载的重量。此时可仿照隧道的暗挖法施工，自盖板一端开挖，按照绑底板钢筋、浇筑混凝土底板、绑边墙下部及中部钢筋、浇筑混凝土边墙、连接边墙钢筋和顶板下插预留钢筋、支边墙上部模板、灌筑微膨胀混凝土的方式，以3--5m左右为一仓，循环施工，完成整个地下结构。为保证侧导洞开挖时土体的稳定，必要时可对两翼板下的土体采用超前注浆加固等技术措施。
三、盖挖法的主要特点和发展趋势
盖挖法施工克服了采用明挖法或者暗挖法施工过程中存在的问题，能够根据不同的地质环境，有针对性的采用不同的施工方法，总结来说，盖挖法的优点有以下几点：
1、结构的水平位移较小，安全系数高；
2、对地面的影响较小，只是在短时间内封闭道路交通，采取措施甚至可以做到不影响交通，对居民的生活影响较小；
3、施工受外界条件影响较小。但是，任何一种施工方法也不可避免的存在缺点，对于盖挖法来说，缺点主要是：
1、盖板不允许留有太多的竖井，所以后继土方的开挖，需要采取水平运输，出土不方便；
2、施工作业空间较小，施工速度较明挖法低，工期较长；
3、和基坑开挖、支挡开挖相比费用较高。
毋庸置疑，每一种地下建筑工程施工方法都会有缺陷，如何根据施工要求和
施工地的工程地质条件合理有效的选取施工方法，进而提高工程质量，减少不必要的污染、浪费以及工期的延长，才是最主要的。所以，在实际的工程施工中大多是几种施工方法共同作用的，结合盖挖法的优缺点，个人认为，还有很多可以改进的地方，例如在保证城市道路通行能力的情况下，市政工程采用盖挖法施工时，可以结合顶管法或者盾构法施工，充分发挥两者的优势，既节约了工期，又保证了城市交通的畅通，避免了明挖法的“开拉链”现象，保护了城市环境，又不干扰市民的生活。当由于施工地条件的限制，不能开挖太多的竖井时，出土便成为了一个很大的难题，由于不能过多采用竖向运输，现阶段只能采用水平运输，此时可以采用高压泥浆泵，充分将施工过程中产生的土和高压水混合形成泥浆，然后通过泥浆泵抽出，出土效率将会得到很大的提高，从而在很大程度上缩短工期。在部分基坑开挖过程中，可以充分利用盖挖法的优势，采用逆作法或者半逆作法施工，当下部结构即基坑的支护和支撑结构完成后再拆除上部的盖板，采用此方法施工，可使基坑的开挖不受天气条件的限制，随时随地进行，有效缩短工期。如果开挖面位于地下水位以下时，可以结合相应的降水措施，例如井点降水和集水井降水等方法。在大跨度隧洞施工中，针对大跨隧道洞口段埋深浅、超小净距及滑坡的工程难点和特点，结合相似工程经验和地铁“盖挖法”设计与施工原理，与传统的明挖法施工方案进行多方面详细比选，分析结果表明，“盖挖法”是最佳的施工加固方案，能够很好地治理洞口滑坡，确保隧道正常进洞；同时也能确保中岩墙的稳定和强度，降低左右洞施工的相互影响及减少对洞口生态环境的破坏，为类似工程情况提供了新的设计思路和借鉴作用等等，凡此种种，说明盖挖法在国内的施工中发挥着越来越重要的作用。
四、结语
盖挖法目前在地下建筑施工和隧道工程的施工中得到越来越多的应用，同时，通过工程实际，也对盖挖法做出了不同程度的改善，和其他的施工方法一起，充分发挥每种施工方法的优点，结合当地的工程地质和水文地质条件，实现经济效益和环境效益的双赢。
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