地下明挖車站軌頂風(fēng)道先澆法快速施工技術(shù)

張 晉 生

(中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600)

地下明挖車站軌頂風(fēng)道先澆法快速施工技術(shù)

張 晉 生

(中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600)

依托南寧地鐵南湖車站軌頂風(fēng)道施工，在施工中對方案進(jìn)行優(yōu)化，采取先于中板澆筑施工的方式，并對該施工技術(shù)的工藝原理、工藝流程及其操作要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，指出該技術(shù)提高了地鐵車站軌頂風(fēng)道的施工水平和施工速度，可為同類工程提供參考借鑒。

地鐵，明挖車站，軌頂風(fēng)道，先澆法，施工要點(diǎn)

隨著我國地鐵的飛速發(fā)展，國內(nèi)各大城市紛紛建設(shè)地鐵工程，以緩解當(dāng)前城市交通壓力，進(jìn)一步為民眾提供更多更大的方便。目前國內(nèi)地鐵車站站臺層均設(shè)置了屏蔽門，使軌行區(qū)和站臺分為兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，地鐵車輛又均設(shè)置了空調(diào)系統(tǒng)，為了排除由地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)排出的熱量，在車站站臺層頂部，地鐵車輛停靠位置正上方設(shè)置軌頂排風(fēng)道，由設(shè)置于車站兩端的隧道通風(fēng)機(jī)通過軌頂風(fēng)道將車輛散發(fā)的熱量排出地面，以保證區(qū)間內(nèi)的溫度不超過規(guī)定的夏季最高溫度40 ℃的標(biāo)準(zhǔn)，為乘客在地鐵車站內(nèi)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。地鐵車站軌頂風(fēng)道傳統(tǒng)施工方法多為后期澆筑方法，這意味著車站土建施工需要二次進(jìn)場，一定程度上影響了后續(xù)的鋪軌、機(jī)電安裝和裝修等工程，同時(shí)由于車站主體已施工完畢，導(dǎo)致軌頂風(fēng)道的工作空間不足，混凝土振搗和表面抹平困難，施工質(zhì)量不易保證，經(jīng)濟(jì)性很差。為了解決上述難題，在本工程軌頂風(fēng)道施工中，采取先于中板澆筑施工的方式，相對后澆法施工作業(yè)面空間寬裕，有利于施工質(zhì)量控制，效益明顯。

1 工程背景

某地鐵車站主體結(jié)構(gòu)形式為單柱雙跨地下兩層島式車站。西端設(shè)存車線，存車線段為地下一層車站，頂板采用拱形結(jié)構(gòu)。兩端設(shè)盾構(gòu)始發(fā)站，并設(shè)有軌排井。車站長456.2 m；標(biāo)準(zhǔn)段寬19.2 m，基底埋深約17.3 m，地下連續(xù)墻下采用C35，P8抗?jié)B混凝土，墻體厚度為800 mm，標(biāo)準(zhǔn)墻幅按6 m分幅，接頭采用工字形鋼，總共分為170幅墻。其中20幅為“L”形墻，4幅為“Z”形墻，146幅為“一”形墻。車站有效站臺中心里程處頂板覆土厚度約3.18 m。車站共設(shè)置了5個(gè)出入口及兩組風(fēng)亭，主體結(jié)構(gòu)公共區(qū)標(biāo)準(zhǔn)段為地下二層雙跨(風(fēng)道夾層為三層四跨；電纜夾層段為三層三跨；存車線局部為拱形單層雙跨)整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。車站為兩端盾構(gòu)始發(fā)站，并設(shè)有軌排井。車站縱向東高西低，各層板坡度為2‰，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬19.2 m，站臺寬10.5 m，軌頂風(fēng)道分布在車站軸～軸間長度120 m。

2 施工特點(diǎn)

1)采用先于中板澆筑施工的方式進(jìn)行軌頂風(fēng)道施工，避免了后澆法在混凝土澆筑前需在結(jié)構(gòu)中板預(yù)留混凝土澆筑孔，在澆筑過程中容易發(fā)生堵管現(xiàn)象，有效地提高施工功效和保證施工質(zhì)量。2)在施工中節(jié)約了二次支架體系搭設(shè)、鋼筋制安、模板安裝環(huán)節(jié)，無需人、材、機(jī)的二次進(jìn)場，避免了竹膠板、方木、支架體系倒用后的損耗及租賃費(fèi)用。3)避免了后澆法施工軌頂風(fēng)道因工作面空間狹小鋼筋制安、混凝土澆筑不易對施工造成的影響，施工人員更容易對每個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行控制。4)避免了后澆法底板、吊墻預(yù)埋筋處混凝土不易鑿毛的弱點(diǎn)，可以使軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)側(cè)墻、中板結(jié)合更加密實(shí)。

3 地下明挖車站軌頂風(fēng)道先澆法快速施工工藝原理

1)“先澆軌頂風(fēng)道”施工(見圖1)，是在施工主體結(jié)構(gòu)中板前，提前施工軌頂風(fēng)道，可減少預(yù)留鋼筋、植筋、留澆筑孔等工序，且施工空間大，混凝土易澆筑，施工質(zhì)量能得到充分保證，且不需二次進(jìn)場和二次搭設(shè)模板支架。2)支架模板搭設(shè)好后，風(fēng)道底模和吊墻外側(cè)側(cè)模與中板底模同時(shí)安裝，安裝完成后綁扎吊墻和風(fēng)道鋼筋(中板梁鋼筋及主體側(cè)墻可同時(shí)進(jìn)行)、澆筑吊墻下部和風(fēng)道底板混凝土、等強(qiáng)、安裝吊墻內(nèi)側(cè)模板并加固、搭設(shè)軌頂風(fēng)道內(nèi)側(cè)至中板標(biāo)高短支架、搭設(shè)風(fēng)道范圍內(nèi)中板底模、綁扎中板鋼筋、澆筑混凝土(中板和剩余吊墻混凝土同時(shí)澆筑)、養(yǎng)生等。

4 關(guān)鍵工序施工工藝及操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

軌頂風(fēng)道先澆法不需單獨(dú)搭設(shè)模板支架，與主體結(jié)構(gòu)中板支架共用，但應(yīng)提前通過測量確定軌頂風(fēng)道的施工范圍，在底板表面精確放樣點(diǎn)位，以便指導(dǎo)軌頂風(fēng)道短立桿的范圍。

4.2 搭設(shè)模板支架

1)模板支架搭設(shè)應(yīng)按立桿、橫桿、斜桿的順序逐層搭設(shè)(見圖2)。軌頂風(fēng)道底面距底板高度一般為5.11 m，立桿采用底托、頂托、3.6 m鋼管配1.2 m長碗扣式鋼管比較適宜，鋼管規(guī)格為φ48 mm×(3.5 mm)通用形桿件，橫桿長度為0.9 m，支架縱橫間距0.9 m×0.9 m，步距1.2 m，下設(shè)掃地桿以策安全，剪刀撐采用扣件式鋼管，規(guī)格除長度外與碗扣式支架相同，模板支架底層水平框架的縱向直線度應(yīng)不大于L/200；橫桿間水平度應(yīng)不大于L/400。每步的縱、橫向水平桿應(yīng)雙向拉通。支架全高的垂直度應(yīng)小于L/500；最大允許偏差應(yīng)小于100 mm。2)嚴(yán)格按照J(rèn)GJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，采用鋼管扣件作加固件、斜撐。3)支架搭設(shè)到達(dá)頂部之后，組織相關(guān)人員全面檢查支架的搭設(shè)情況，如發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。4)立桿和掃地桿架設(shè):根據(jù)支模架立桿的設(shè)計(jì)位置放線后，即可架設(shè)立桿。在架設(shè)立桿時(shí)，應(yīng)及時(shí)設(shè)置掃地桿，并與立桿連成一整體，以保證架子整體的穩(wěn)定。5)支架上下樓梯架設(shè):在每段軌頂風(fēng)道施工時(shí)，架設(shè)一道樓梯，供施工人員上下使用。樓梯底部、頂部均要與滿堂支架牢固連接。6)搭設(shè)要點(diǎn)。a.根據(jù)施工荷載選擇模板支撐架的步距并組配橫桿，同時(shí)依據(jù)需要支撐的高度選擇可調(diào)底座、可調(diào)托撐和組配立桿。b.在支撐架四面設(shè)置八字斜桿或在四周拐角處設(shè)置專用斜桿。采用扣件腳手架鋼管作為剪刀撐，豎向剪刀撐在縱向上每隔四排設(shè)置一道，橫向上每隔四跨設(shè)置一道。c.剪刀撐構(gòu)造要求：剪刀撐與立桿用旋轉(zhuǎn)扣件相固定，扣件中心線與主節(jié)點(diǎn)間距不超過150 mm，地面傾角與剪刀撐斜桿應(yīng)處于45°～60°之間。7)軌頂風(fēng)道底板澆筑完成之后再搭設(shè)上部的短鋼管，間距保證與下部相同。

4.3 模板安裝

1)軌頂風(fēng)道澆筑時(shí)面積較小，施工空間狹小，異形模板較多，不適于使用大型鋼模板，宜使用質(zhì)量較好的覆膜竹膠板。2)由于軌頂風(fēng)道拆模后底板和吊墻外模外露，直接影響車站實(shí)體觀感，因此應(yīng)使用質(zhì)量較好的新模板，模板縫在拆模后要做到板縫平整順直，因此，模板安裝前也應(yīng)該彈出模板位置線，避免安裝模板出現(xiàn)誤差，安裝模板時(shí)需保證拼縫嚴(yán)密、不漏漿、不錯(cuò)臺、不脹模、不變形。封堵兩塊模板縫隙所用的泡沫塑料、膠條等材料不能超出模板表面，防止?jié)踩牖炷羶?nèi)。3)組裝吊墻模板時(shí)，用三角木靠尺和線墜調(diào)整模板垂直度。在模板陰角、陽角位置使用止?jié){條或用水泥砂漿封堵，避免拆模后吊墻棱角掉角和陰角爛根現(xiàn)象。

4.4 鋼筋綁扎

1)清理好底模，按照設(shè)計(jì)間距彈線，按畫好的間距，底板下層網(wǎng)片采用混凝土同標(biāo)號的砂漿墊塊，先鋪設(shè)和綁扎、焊接受力主筋，后放分布筋，預(yù)埋件、預(yù)留洞等及時(shí)配合安裝。2)下層鋼筋綁扎后，用鋼筋馬凳支撐上層網(wǎng)片，確保上層筋位置，鋼筋焊接接頭錯(cuò)開，焊接質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)范要求。3)綁扎鋼筋時(shí)，逐點(diǎn)扎牢兩行鋼筋的交叉點(diǎn)，中間鋼筋每隔一根按梅花式進(jìn)行綁扎，相鄰綁點(diǎn)的鐵線扣要呈八字形綁扎(左右扣綁扎)。4)綁扎完畢后，各種操作人員不準(zhǔn)任意蹬踏鋼筋。5)吊墻鋼筋綁扎后要校好垂直度，使其保證位置的正確、順直。防止側(cè)模安裝困難和保護(hù)層出現(xiàn)偏差。綁扎鋼筋如圖3所示。

4.5 混凝土入模

先澆筑軌頂風(fēng)道底板和下部吊墻位置混凝土，吊墻上部和中板的混凝土同時(shí)澆筑，各處施工均可采用混凝土泵車直接進(jìn)行，快速高效。不需再預(yù)留入?？锥?，但混凝土應(yīng)選擇同設(shè)計(jì)標(biāo)號的細(xì)石混凝土以方便入模。

4.6 模板體系的拆除

1)模板拆除前，必須檢測混凝土強(qiáng)度，當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可拆除支模架。

2)支模架拆除時(shí)注意施工順序，先搭設(shè)的模板后拆除，后搭設(shè)的模板先拆除。模板拆除應(yīng)自上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁上、下層同時(shí)拆除。拆除下來的桿配件及材料嚴(yán)禁從空中直接向地面拋擲，應(yīng)用吊車勻速吊放，吊運(yùn)至地面的材料及時(shí)運(yùn)出拆除現(xiàn)場堆碼，以保持作業(yè)區(qū)整潔。

4.7 其他操作要點(diǎn)

1)支架搭設(shè)注意事項(xiàng)。a.確保立桿底座與底板緊密接觸，不懸空。b.立桿的接頭應(yīng)錯(cuò)開。c.立桿的垂直度應(yīng)嚴(yán)格加以控制，控制標(biāo)準(zhǔn)為2 m高度偏差1 cm。d.支模架搭設(shè)過程中，嚴(yán)格控制支架的水平度和垂直度，并在無荷載情況下逐個(gè)的檢查立桿底座是否有松動(dòng)或空浮情況。e.斜撐桿對于加強(qiáng)支模架的整體剛度和承載力的關(guān)系很大，不應(yīng)隨意拆去。f.支撐架的橫撐因使支撐架側(cè)向受力，必須對稱設(shè)置。

2)支架拆除注意事項(xiàng)。a.如果不拆除全部支架，只拆除部分支模架時(shí)，在不用拆除的支架上需要設(shè)置斜撐，橫向斜撐應(yīng)呈“之”字形自底至頂層連續(xù)布置。b.支模架拆除時(shí)分段、分片高度不能超出兩步。c.在進(jìn)行支撐架拆除之前，需要將支撐架上的材料、工具和雜物清除。d.拆除模板支架時(shí)，在周圍設(shè)置警戒標(biāo)志以及圍欄，并安排專職人員看守，禁止非操作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。e.拆除作業(yè)時(shí)，拆除人員須站在臨時(shí)設(shè)置的腳手板上，并按照規(guī)定使用安全防護(hù)用品。f.嚴(yán)禁使用硬物敲打、撬挖的方法拆除支架。

5 結(jié)語

本技術(shù)在軌頂風(fēng)道施工中，采取先于中板澆筑施工的方式，提高了勞力、材料的使用效率，無需人、材、機(jī)的二次進(jìn)場，同時(shí)相對后澆法施工作業(yè)面空間寬裕，有利于施工質(zhì)量控制，占用時(shí)間相對較少，較為經(jīng)濟(jì)合理，突破了傳統(tǒng)的施工工藝，大大提高了地鐵車站軌頂風(fēng)道的施工水平和施工速度，在整體工期緊張的形勢下，避免了軌頂風(fēng)道因工作面空間狹小，對鋼筋安裝、混凝土澆筑造成不利影響，確保工程按期、保質(zhì)完成。

[1] GB 50299—1999，地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(2003年版)[S].

[2] GB 50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] IQB—196—2008，軌道交通工程結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制與耐久性技術(shù)規(guī)程[S].

The pre-casting method rapid construction technology of underground open cut station rail top duct

Zhang Jinsheng

(FifthEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway3rdBureauGroup,Jinzhong030600,China)

Based on the rail top duct construction of South Lake station of Nanning metro, this paper optimized the scheme in construction, adopt the way before mid-board pouring construction, analyzed in detail the process principle, technological process and operation key points of this construction technology, pointed out that this technology improved the construction level and progress of metro station rail top duct, could provide reference for similar engineering.

metro, open cut station, rail top duct, pre-casting method, construction key point

2015-01-14

張晉生(1972- )，男，工程師

1009-6825(2015)09-0147-02

U231

A