第六章 盖挖法

第六章盖挖法李慎刚东北大学土木工程研究所16.1概述盖挖法1、盖挖法概念CoverandCutMethod

盖挖法最早在20世纪60年代用于西班牙马德里城市隧道，随后在很多城市的隧道建造中被采用。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。2、适用条件在场地开阔、建筑物稀少、交通及周围环境允许的地区，优先采用施工速度快、造价较低的明挖法。在不允许较长时间占用地面交通道路的情况下，采用盖挖法施工。2盖挖法适用于松散的地质条件下及隧道处于地下水位线以上时；当隧道处于地下水位线以下时，需附加施工排水设施。3、盖挖法的优缺点：优点：只在短时间内封闭地面的交通，盖板建好后，后继的开挖作业不受地面条件的限制；开挖对邻近建筑物影响较小，隧道结构可延伸到地下水位以下，适用于覆盖高度较小的隧道以及城市隧道。缺点：盖板上不允许留下过多的竖井，故后继开挖的土方需要采用水平运输；工期较长，作业空间较小，和基坑开挖、支挡开挖相比费用较高。34、盖挖法的分类盖挖类型（按主体结构的施工顺序）盖挖顺作法盖挖逆作法盖挖半逆作法盖挖顺作与逆作组合盖挖与暗挖法组合盖挖与盾构组合46.2盖挖顺作法1、盖挖顺作法（BottomUpMethod）是于现有道路上，按所需宽度，由地表面完成挡土结构后，以定型的预制标准覆盖结构（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。依序由下而上建筑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，视需要拆除挡土结构的外露部分及恢复道路。52、盖挖顺作法的围护结构盖挖顺做法主要依赖坚固的挡土结构，根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的临近程度，可以选择钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩或地下连续墙。对于饱和的软弱地层，应以刚度大、止水性能好的地下连续墙为首选方案。(1)挡土结构6.2盖挖顺作法6开挖宽度很大时，为缩短横撑的自由长度，防止横撑失稳并承受横撑倾斜时产生的垂直分力以及行驶于覆盖结构上的车辆荷载和吊挂于覆盖结构上的管线重量，经常需要在建造挡土结构的同时建造中间柱以支撑横撑。中间桩柱可以是钢筋混凝土的钻孔灌注桩，也可以采用预制的打入桩（钢或钢筋混凝土桩）。（2）中间柱6.2盖挖顺作法2、盖挖顺作法的围护结构7中间桩柱一般为临时性结构，在主体结构完成时将其拆除。为了增加中间桩柱的承载力或减少其入土深度，可以采用底部扩孔桩或挤扩桩。（3）覆盖结构定型的预制覆盖结构一般由型钢纵、横梁和钢-混凝土复合路面板组成。路面板通常厚200mm，宽300～500mm、长1500～2000mm。6.2盖挖顺作法2、盖挖顺作法的围护结构896.3盖挖逆作法1、逆作法原理1935年日本首次提出逆作法工艺概念，后在美国、英国、德国、法国等国家应用。先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。10国外采用逆作法施工的典型工程世界最大的地下街——日本东京八重州地下街，共三层，建筑面积7万平方米；最深的地下街——莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街，深达70~100m；最大的地下体育中心——挪威奥斯陆市A区地下体育中心；战时可掩蔽7500人；最高的地下综合体——德国慕尼黑卡尔斯广场综合体，共六层，一层为人行道和商业区、二层为仓库和地铁站厅，三层、四层为停车场，五层、六层为地铁站台和铁道。2、逆作法的应用6.3盖挖逆作法11国内采用逆作法施工的典型工程城市工程名称地下层数逆作施工方法上海恒积大厦4全逆作福州世界金龙大厦3.5半逆作广州好世界大厦3全逆作广州国际银行中心4全逆作天津百货大楼4半逆作天津紫京花园3全逆作深圳地王大厦4半逆作上海城市航站楼3全逆作125000kv地下变电站开挖深度33.5米采用地下连续墙，直径130米，墙厚1.2m，深度57.5米。13上海500kV世博变电站位于上海市静安区雕塑公园内，是国内首座500kV全地下变电站，开挖深度33.5米，地下主体结构采用框架剪力墙结构，基坑维护采用地下连续墙，直径130米，墙厚1.2m，深度57.5米。作为国内首座500kV全地下变电站建设和管理，涉及到地表、地层和工程规划、设计、施工、监测及维护等大量资料、文档、图纸的存储、查询和有效利用的问题，为此，需要针对500kV世博变电站的特点，从变电站工程全生命周期角度出发，建立一个集成、高效和全面的数字化世博变电站系统。工程简介14上海世博500kV全地下变电站采用逆作法施工，总体步骤如下：1）地下连续墙成槽 6）上覆土回填 2）地下连续墙浇筑 7）开挖中间土体，架设支撑3）桩基施工 8）中间层主体结构浇筑4）开挖上覆土体 9）开挖最后一层土5）顶板浇筑 10）底板浇筑，拆除支撑1520世纪50年代意大利米兰地铁站首先采用逆作法施工，欧洲和日本许多地铁站采用这种方法。1965年到1989年德国慕尼黑地铁共建车站57座，其中采用逆作法施工的有20座。

我国上海陕西南路站、常熟路站、黄陂路站、三山街等站，北京复八线天安门东站、永安里站、大北窑站以及广州、天津、深圳等地铁站，都采用了逆作法施工。逆作法在地铁施工中的应用2、逆作法原理及应用163、逆作法适用范围和条件开挖地点接近重要结构物时；有强大土压和其他水平力作用，用一般挡土支撑不稳定，而需要强度和刚度都很大的支撑时；开挖深度大，开挖或修筑主体结构需要较长时间，特别需要保证施工安全时；因进度上的原因，需要在底板施工前修筑顶板，以便进行上部回填和开放路面时。适用条件

逆作法常用于埋藏较深的地下(基础)工程的施工，可适用于各类土层条件，包括饱和含水的软土地层，尤其适用于城市密集建筑物街区的地下(基础)工程施工。如地下厂房、地下车库、高层建筑下的深基础、地下贮库、地下变电站、地铁车站等工程。适用范围6.3盖挖逆作法17逆作法施工步骤和作业流程逆作法施工步骤184、逆作法的分类（1）全逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平支撑。楼盖混凝土为整体浇筑，然后在其下掏土，通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料。（2）半逆作法：利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。（3）分层逆作法：此方法主要是针对四周围护结构，是采用分层逆作，不是先一次整体施工完成。分层逆作四周的围护结构是采用土钉墙。6.3盖挖逆作法191.按基础外围面积，先施工周围的支护结构，支护体系采用地下连续墙或排桩支护，排桩采用冲孔桩、钻孔桩或挖孔桩等。2.按设计图施工中间支撑柱和基础，若有地下水可以做降水处理后再施工。（钢管柱或者型钢柱，外包混凝土）3.利用地下室一层的土方夯实修正后做地模，浇灌地下室±0.0层的层顶钢筋混凝土的梁和板，并在此层预留出挖土方的出土洞若干个。5、全逆作法施工步骤和作业流程6.3盖挖逆作法20注意降水

预留挖土方的出土洞若干个214.进行地下室一层土方的推土、挖土和运土到室外卸土区5.进行地下室二层梁板混凝土的浇筑，同样要在楼板中预留出土洞6.进行地下室二层的土方开挖、外运。22

预留挖土方的出土洞若干个237.进行地下室三层的梁板混凝土的浇筑，同样要在楼板中预留出土洞8.进行地下室三层的土方外运9.进行地下室底板混凝土的浇筑注意：各个工序中要预埋或预留出逆作法施工的特殊预埋件和预留孔24

预留挖土方的出土洞若干个25全逆作法工艺流程施工地下连续墙浇筑或打下中间支撑挖土至地下室一层顶板标高浇筑地下首层顶板挖土至地下室下一层顶板标高浇筑下一层顶板上部结构施工……26北京地铁4号线动物园车站北京地铁4号线动物园车站为3层3跨岛式站台车站。车站总长189.9m,标准段总宽20.9m,底板埋深约29.0m。车站主体采用盖挖逆作法施工,