地鐵暗挖車站側(cè)墻施工工藝質(zhì)量控制和創(chuàng)新應(yīng)用研究

崔磊

（中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 063004）

隨著城市的不斷發(fā)展，地鐵已經(jīng)逐漸成為各大城市重要的交通出行方式。根據(jù)中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)《城市軌道交通2020 年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告》，截止2020 年底，全國(guó)共有65 個(gè)城市城軌交通線網(wǎng)規(guī)劃獲批，在施建設(shè)的有61 個(gè)[1]，各大城市已經(jīng)掀起新一波地鐵建設(shè)施工熱潮。地鐵暗挖施工作為重要的施工工法，在城市中心及環(huán)境較復(fù)雜的地段有著廣泛的應(yīng)用，具有占地小、影響小、施工靈活等優(yōu)點(diǎn)。但是由于地鐵暗挖施工也存在一定的局限性，尤其是二襯結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量相對(duì)明挖法等不具備優(yōu)勢(shì)，因此如何保證其施工質(zhì)量成為眾多研究的內(nèi)容之一。

李盼結(jié)合地鐵工程施工特點(diǎn)，從項(xiàng)目管理的角度指出了當(dāng)前地鐵施工中存在質(zhì)量通病的管理問題，并從主體、規(guī)劃、目標(biāo)、機(jī)械和法規(guī)等層面提出了質(zhì)量控制措施[2]。張洪軍等以質(zhì)量控制小組為基礎(chǔ)，結(jié)合整個(gè)質(zhì)量控制過程，對(duì)地鐵暗挖車站鋼管柱質(zhì)量進(jìn)行了分析和研究[3]。劉朋瑞以某個(gè)實(shí)際地鐵暗挖車站側(cè)墻為基礎(chǔ)，對(duì)單側(cè)墻模架體系進(jìn)行了加固和驗(yàn)算，提出了質(zhì)量控制措施，為地鐵其他類似工程側(cè)墻混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制提供了參考[4]。本案例以北京地鐵在建項(xiàng)目某暗挖車站為研究背景，重點(diǎn)對(duì)二襯結(jié)構(gòu)側(cè)墻施工工藝進(jìn)行質(zhì)量控制和創(chuàng)新應(yīng)用研究。

1 項(xiàng)目概況

該車站位于北京市西三環(huán)北路與西路交叉口，位于立交橋西側(cè)的重要交通干道，周圍環(huán)境復(fù)雜，交通繁忙。為了最大限度減少對(duì)周邊影響，采取暗挖逆作法施工，具體為PBA 機(jī)械洞樁法。車站為地下三層暗挖島式車站，負(fù)一層為設(shè)備層，負(fù)二層為站廳層，負(fù)三層為站臺(tái)層，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)。車站頂板覆土深度為7-9 米，地板埋深35.4 米，在目前在建的地鐵車站中屬于埋深較深的車站。車站整體結(jié)構(gòu)高度為25.26m，負(fù)一層到負(fù)三層側(cè)墻高度分別具體如圖1 所示，尤其負(fù)三層側(cè)墻部分地段高度超過10m，在暗挖施工中處于較高且施工難度較大的二襯側(cè)墻。

圖1 暗挖車站結(jié)構(gòu)斷面圖

2 質(zhì)量控制分析

為了保證整個(gè)側(cè)墻施工質(zhì)量和工效，減少不必要的后期質(zhì)量問題。首先項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成立了質(zhì)量控制（QC）小組，由技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全質(zhì)量負(fù)責(zé)人、生產(chǎn)負(fù)責(zé)人和相關(guān)技術(shù)人員分工明確，并按照實(shí)施方案進(jìn)行了如下質(zhì)量控制活動(dòng)。

2.1 設(shè)定目標(biāo)值

由于傳統(tǒng)施工方法需要反復(fù)拆卸腳手架和模架并倒運(yùn)，尤其高大側(cè)墻施工重量較大，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，施工效率低下。因此在保證安全的前提下，設(shè)定施工效率要比傳統(tǒng)工藝提升1.5 倍以上。

2.2 工法比選

2.2.1 傳統(tǒng)腳手架+散拼模架

腳手架是最常見的施工操作平臺(tái)之一，在側(cè)墻二襯鋼筋施工中可以滿足不同高度的需求，如圖2 所示。散拼模架也是常見的單側(cè)立模用于側(cè)墻混凝土施工的工藝，具有拆卸方便，成本較低，易于施工的優(yōu)，如圖3 所示，但是他們?nèi)秉c(diǎn)也比較明顯。

圖2 腳手架搭設(shè)圖

圖3 散拼式模架圖

(1)鋼筋腳手架和混凝土散拼模架需要不同階段施工反復(fù)安裝和拆卸，會(huì)造成較多的工序浪費(fèi)及材料占用，工效較低。

(2)暗挖車站一般為逆作法施工，先施工側(cè)墻鋼筋，再施工中板，然后在中板混凝土完成澆筑后再施工側(cè)墻混凝土。腳手架施工會(huì)存在側(cè)墻與中板鋼筋交叉作業(yè)，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)混凝土散拼模架架體較高較重，尤其是在高大側(cè)墻施工中，風(fēng)險(xiǎn)較大，多次對(duì)模板的拆卸不利于混凝土施工質(zhì)量的控制。

2.2.2 門式架+整拼模架

門式架為定型產(chǎn)品，操作和移動(dòng)方便，占用空間小，如圖4 所示。整拼模架可以實(shí)現(xiàn)整體移動(dòng)，工效較高，且利于質(zhì)量控制，如圖5 所示。

圖4 門式架示意圖

圖5 整拼式模架示意圖

不過此工藝缺點(diǎn)如下：

(1)門式架一般適用于較低側(cè)墻鋼筋施工，但是不能承受過多荷載，容易出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

(2)整拼模架一般也為定型產(chǎn)品，適用于標(biāo)準(zhǔn)段施工，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)段和不同高度的側(cè)墻混凝土施工需要多次定做，成本較大。

2.2.3 鋼筋多功能平臺(tái)+裝配式模架

利用鋼筋自身強(qiáng)度，創(chuàng)新設(shè)置操作平臺(tái)。如圖6 所示。將豎向鋼筋與原側(cè)墻（端墻）預(yù)留主筋進(jìn)行直螺紋連接（同一位置并排兩根），豎向鋼筋之間采用連接鋼筋焊接，焊接長(zhǎng)度單面不小于10d（雙面不小于5d）?？v向距離設(shè)置2m 一道，橫向鋼筋上滿鋪50mm 厚腳手板（3 塊）。橫向鋼筋與豎向鋼筋焊接牢固，縱向腳手板與橫向鋼筋進(jìn)行綁扎，并在端頭設(shè)置防護(hù)網(wǎng)、梯籠進(jìn)行必要的安全防護(hù)。此操作平臺(tái)利用了鋼筋自身結(jié)構(gòu)，不再重復(fù)搭設(shè)其他平臺(tái)，施工方便，工效較高。

圖6 鋼筋多功能操作平臺(tái)示意圖

創(chuàng)新裝配式模架，即為定做型鋼支撐模架，根據(jù)車站整體結(jié)構(gòu)高度，合理設(shè)置不同層高的型鋼尺寸，并可以進(jìn)行拆卸和拼裝，且實(shí)能現(xiàn)整體移動(dòng)，適用于不同層高側(cè)墻混凝土施工，如圖7 所示。

圖7 整體裝配式模架示意圖

針對(duì)以上3 個(gè)施工工藝的不同特點(diǎn)，質(zhì)量控制小組結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分別從可實(shí)施性、施工質(zhì)量、施工過程安全性、施工周期、施工經(jīng)濟(jì)性共五個(gè)方面對(duì)三個(gè)方案的實(shí)施情況進(jìn)行研究。充分論證后，最終從施工質(zhì)量、施工周期、安全性、經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面對(duì)以上三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，確立了鋼筋多功能平臺(tái)+裝配式模架方案為最優(yōu)方案，得分為170 分。如表1 所示。

表1 施工方案評(píng)分

2.3 制定對(duì)策表并實(shí)施

根據(jù)質(zhì)量控制小組確定的最優(yōu)方案，結(jié)合地鐵暗挖施工方面施工經(jīng)驗(yàn)，按5W1H 制定詳細(xì)的對(duì)策表并按照此對(duì)策表實(shí)施。如表2 所示。

表2 對(duì)策表

3 質(zhì)量控制效果

3.1 效果檢查

3.1.1 通過對(duì)工人進(jìn)行培訓(xùn)教育及考核，綜合素質(zhì)得到整體提升。結(jié)合進(jìn)行施工推演，明確各組施工任務(wù)及施工流程，現(xiàn)場(chǎng)施工循環(huán)有序，未見安排不當(dāng)停工，窩工現(xiàn)象，工作面有序展開施工。

3.1.2 施工隊(duì)伍能夠進(jìn)行流水作業(yè)，緊密施工，正常情況下每段側(cè)墻鋼筋施工時(shí)間降低至3.5 天，比預(yù)定目標(biāo)每段時(shí)間減少約15%，超過預(yù)期目標(biāo)。

3.1.3 側(cè)墻鋼筋多功能操作平臺(tái)創(chuàng)新應(yīng)用，減少了多次搭設(shè)和拆卸腳手架平臺(tái)，鋼筋自身強(qiáng)度和連接強(qiáng)度均滿足規(guī)范要求。

3.1.4 裝配式側(cè)墻型鋼模架，實(shí)現(xiàn)了不同層高的混凝土澆筑，安拆便捷，達(dá)到了多次利用的目標(biāo)。

3.2 最終目標(biāo)檢驗(yàn)

通過對(duì)各個(gè)階段的效果檢驗(yàn)，在側(cè)墻鋼筋施工和混凝土施工兩個(gè)工藝均能實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，而且某些方面還超出了預(yù)期。鋼筋施工階段單段施工周期降低了4 天，模架施工階段施工周期降低了2 天，總體工效提升了1.8倍以上，且施工質(zhì)量也到了保證。

4 結(jié)論

通過對(duì)地鐵某暗挖車站側(cè)墻工藝鋼筋和混凝土施工兩個(gè)階段的工法研究，創(chuàng)新應(yīng)用了利用鋼筋自身的多工能操作平臺(tái)和裝配式型鋼模架，對(duì)過方案對(duì)比和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)了工效和質(zhì)量提升的目標(biāo)，在地鐵其他結(jié)構(gòu)施工中具有較高的推廣價(jià)值。