襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工中的應(yīng)用

趙 楠

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101300）

0 引言

模板臺(tái)車的概念最早始于20 世紀(jì)中葉，并在1980 年代被英、美、日等國(guó)家廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水工及地鐵隧道的工程建設(shè)中[1]。我國(guó)模板臺(tái)車的首次應(yīng)用是在1978 年建設(shè)的大瑤山隧道，由于模板臺(tái)車自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的隧道建設(shè)中。當(dāng)前地鐵車站主體襯砌施工建設(shè)并未充分利用襯砌模板臺(tái)車方法，而是依舊沿用傳統(tǒng)的三角支撐施工法及支架模板法，所以圍繞襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，旨在為襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工中的應(yīng)用發(fā)展提供參考。

1 地鐵車站主體襯砌方法對(duì)比分析

地鐵車站主體襯砌方法主要包括鋼模板同三角支撐結(jié)合施工技術(shù)、支架模板技術(shù)及模板臺(tái)車技術(shù)。

1.1 鋼模板同三角支撐結(jié)合施工技術(shù)

實(shí)現(xiàn)原理是利用三角鋼支撐或萬(wàn)能桿件搭建支撐系統(tǒng)，利用整塊鋼膜搭設(shè)模板，通常應(yīng)用于地鐵車站主體的側(cè)墻襯砌建設(shè)[2]。此施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為：混凝土施工質(zhì)量提高，混凝土光滑度及平整性有保證，沒(méi)有錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。在安全穩(wěn)定性方面，由于側(cè)墻襯砌不受側(cè)方受力影響，有效提升了支撐體系的水平結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。鋼模板同三角支撐結(jié)合施工技術(shù)不足主要表現(xiàn)為：由于主要利用整體模板進(jìn)行地鐵車站側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工，無(wú)法單獨(dú)依靠人工完成，需配合大型垂直吊裝及運(yùn)輸設(shè)備。由于模板與側(cè)墻的澆筑過(guò)程并非整體一氣呵成，導(dǎo)致每層澆筑難免會(huì)產(chǎn)生施工縫隙，如防水處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致滲水。

1.2 支架模板施工技術(shù)

實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)利用滿堂鋼管組成支架構(gòu)建車站主體支撐，利用方木構(gòu)建車站主體模板的龍骨，整體搭建完成，利用竹膠板或膠合板形成混凝土表面從而建立整體結(jié)構(gòu)[3]。此種方式仍普遍應(yīng)用于地鐵車站主體的襯砌施工，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：安裝方便，無(wú)需使用大型吊裝設(shè)備，使用輔助設(shè)備不多，可通過(guò)人海戰(zhàn)術(shù)實(shí)現(xiàn)趕工期的目的。但該技術(shù)的劣勢(shì)也比較突出：由于人工進(jìn)行鋼管搭接，實(shí)施空間有限，導(dǎo)致實(shí)施效率低、工作量大、人工施工成本高。鋼管及模板搭接可靠性低，質(zhì)量不易保證，經(jīng)常發(fā)生混凝土漏漿或側(cè)墻變形的現(xiàn)象。木質(zhì)模板由于高頻率的拼裝導(dǎo)致混凝土平面不平整，拼接縫易錯(cuò)位，施工難度大。

1.3 模板臺(tái)車技術(shù)

模板臺(tái)車施工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理是將支架建設(shè)成為一個(gè)整體，并配合行走設(shè)備使用，利用可調(diào)節(jié)的液壓油缸使之與鋼制模板連接，實(shí)現(xiàn)地鐵車站主體的自動(dòng)化的襯砌施工[4]。利用模板臺(tái)車施工無(wú)需大量使用大型吊裝機(jī)械，對(duì)定位模板操作便捷，混凝土施工平整度能夠得到保障。模板臺(tái)車可以重復(fù)利用，為側(cè)墻混凝土的養(yǎng)護(hù)工作提供了便利，提升了混凝土澆筑整體質(zhì)量效果。模板臺(tái)車設(shè)計(jì)施工無(wú)需考慮混凝土的側(cè)方受力問(wèn)題，降低了人工及鋼管材料施工成本。模板臺(tái)車施工特別適用于地下長(zhǎng)條狀環(huán)境施工，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：完成澆筑后側(cè)墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠得到保證，混凝土可以得到及時(shí)養(yǎng)護(hù)處置，有效減少了混凝土收縮縫的出現(xiàn)，混凝土平整度完成好，避免發(fā)生孔洞、氣泡、麻面蜂窩等質(zhì)量缺陷。有效減少人工投入，施工操作方便，施工效率有效提升，有利于后期的修理和養(yǎng)護(hù)，同時(shí)對(duì)環(huán)境影響較小。

2 應(yīng)用于地鐵車站襯砌模板臺(tái)車系統(tǒng)構(gòu)成

應(yīng)用于地鐵車站襯砌模板臺(tái)車系統(tǒng)主要由支撐系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、門架系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)、行走系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)組成。

2.1 襯砌模板臺(tái)車支撐系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車支撐系統(tǒng)的功能是用于支撐混凝土在澆灌過(guò)程中引起的側(cè)壓力，以及對(duì)襯砌模板臺(tái)車的模板的受力支撐和位置調(diào)節(jié)（圖1）。支撐系統(tǒng)的側(cè)方位螺旋絲桿安裝在模板與門架中間，在地鐵車站主體施工襯砌時(shí)保證模板的綜合剛度滿足施工需求。支撐系統(tǒng)托架支撐千斤頂安裝在門架縱梁下方，襯砌模板臺(tái)車運(yùn)行時(shí)托架支撐千斤頂用來(lái)支撐軌道面，以支撐臺(tái)車的整體重量及混凝土的重量，進(jìn)而緩解門架縱梁的作用力，提升混凝土澆筑時(shí)的縱梁和托梁的受力均衡，為托架的安全可靠提供保證。

圖1 襯砌模板臺(tái)車支撐系統(tǒng)

2.2 襯砌模板臺(tái)車模板系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車模板系統(tǒng)由加強(qiáng)筋、邊裙和面板構(gòu)成，通過(guò)使用螺栓將模板固定，方便模板的裝卸及位置移動(dòng)。托架用于連接頂端模板及門架體，用于承擔(dān)混凝土澆筑時(shí)的上方重量及模板自身重量，并利用托架的液壓油缸和支撐千斤頂將受力傳至門架。門架與側(cè)邊模板之間通過(guò)焊接槽鋼側(cè)邊模板絲杠及通梁相連，以滿足模板系統(tǒng)的剛度要求。

2.3 襯砌模板臺(tái)車門架系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車門架系統(tǒng)主要采用型鋼材料制造，其功能是用于完成襯砌模板臺(tái)車的剛度及強(qiáng)度要求，大體由橫梁、縱梁、斜撐、立柱、行走部件、立柱頂端豎拉連桿及立柱側(cè)邊斜拉連桿構(gòu)成。襯砌模板臺(tái)車門架系統(tǒng)搭建便捷，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)科學(xué)，部件連接使用螺栓節(jié)點(diǎn)板式連接技術(shù)，裝卸方便，易于搬運(yùn)。

2.4 襯砌模板臺(tái)車附屬系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車附屬系統(tǒng)由梯子及操作平臺(tái)構(gòu)成，操作平臺(tái)主要用于技術(shù)人員操作運(yùn)行襯砌模板臺(tái)車，梯子架設(shè)在操作平臺(tái)與地面之間，便于技術(shù)人員能夠到達(dá)操作平臺(tái)進(jìn)行操作。

2.5 襯砌模板臺(tái)車行走系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車行走系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理是利用電機(jī)減速器實(shí)現(xiàn)襯砌模板臺(tái)車的直連傳導(dǎo)驅(qū)動(dòng)，用以保證襯砌模板臺(tái)車行走時(shí)的穩(wěn)定和安全，其安裝位置是襯砌臺(tái)車門架下縱梁的底部。

2.6 襯砌模板臺(tái)車液壓系統(tǒng)

襯砌模板臺(tái)車液壓系統(tǒng)由液壓缸和液壓泵站組成。液壓泵站多為立式封閉結(jié)構(gòu)，安裝在油箱內(nèi)部，用于操作的路由方向控制閥體安裝在易于操作的油箱頂端；液壓缸主要用于完成襯砌模板臺(tái)車的定位、立模和收模功能，可細(xì)分為側(cè)模缸、升缸和平移缸。

3 襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工中的應(yīng)用

3.1 襯砌模板臺(tái)車現(xiàn)場(chǎng)拼裝及找平

在襯砌模板臺(tái)車進(jìn)入地鐵車站主體施工現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行部分結(jié)構(gòu)拼裝，在拼裝連接數(shù)據(jù)及拼接尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)后，根據(jù)組裝順序?qū)?gòu)件運(yùn)送至車站主體現(xiàn)場(chǎng)。在支撐系統(tǒng)架設(shè)、臨時(shí)支撐系統(tǒng)拆除、分離支撐系統(tǒng)與穿行支架時(shí)均應(yīng)時(shí)刻監(jiān)測(cè)支撐系統(tǒng)桿件的受力數(shù)據(jù)，從而時(shí)刻調(diào)整地面受力點(diǎn)的措施應(yīng)對(duì)，科學(xué)進(jìn)行支撐裝置的安裝與拆卸。在完成襯砌模板臺(tái)車整體現(xiàn)場(chǎng)安裝，應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行必要的找平、除銹操作，針對(duì)不方便修整的模板接縫進(jìn)行打磨、加墊或抹膩?zhàn)拥姆绞竭M(jìn)行找平處理，從而消除接縫。完成試運(yùn)行檢測(cè)校驗(yàn)后，即可進(jìn)行襯砌模板臺(tái)車的應(yīng)用作業(yè)環(huán)節(jié)。

3.2 襯砌模板臺(tái)車立模就位

拼裝調(diào)試完成后，將襯砌模板臺(tái)車行走系統(tǒng)啟動(dòng)，移動(dòng)到設(shè)計(jì)澆筑混凝土處，利用絲杠千斤頂將底部行走縱梁移動(dòng)至鋼軌處并固定。利用全站儀進(jìn)行輪廓線特征點(diǎn)及襯砌中心線的測(cè)量標(biāo)記，將模板支撐并在指定位置定位，加固處理。用木板將襯砌模板臺(tái)車邊緣模板進(jìn)行封閉處理，在襯砌模板臺(tái)車拱頂不澆筑混凝土位置安裝抗上浮設(shè)備，一側(cè)在襯砌模板臺(tái)車頂端固定，另一側(cè)固定在施工位置拱頂初支面，避免襯砌模板臺(tái)車進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程產(chǎn)生上浮。

3.3 襯砌模板臺(tái)車澆筑混凝土

襯砌模板臺(tái)車混凝土澆筑順序應(yīng)按照自上而下的分層左右對(duì)稱完成，應(yīng)先從側(cè)模下位置開始，澆筑高差應(yīng)控制在0.5 m 之內(nèi)?；炷晾脗魉捅脗鲗?dǎo)，起初振搗利用插入振動(dòng)棒，然后利用振搗器進(jìn)行3 m 距離振搗，振搗時(shí)避免混凝土灌滿而產(chǎn)生超壓，對(duì)模板支撐系統(tǒng)造成損壞。襯砌模板臺(tái)車對(duì)混凝土封頂操作過(guò)程中，應(yīng)利用混凝土傳送泵的低檔位速率進(jìn)行澆灌，對(duì)混凝土壓力數(shù)值進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，以防止因混凝土澆筑過(guò)滿導(dǎo)致壓力升高而引起模板變形。

3.4 襯砌模板臺(tái)車脫模

地鐵車站主體施工的襯砌模板臺(tái)車脫模操作應(yīng)卸松邊界模板、行走縱梁千斤頂絲杠及側(cè)面千斤頂絲杠。通過(guò)換向閥縱向油缸收緊，保證臺(tái)車頂模與襯砌面分離。收緊過(guò)程不能一步到位強(qiáng)制脫模，應(yīng)分批次進(jìn)行。實(shí)施過(guò)程中應(yīng)檢測(cè)緊固件的固定情況，并定期維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工雖然優(yōu)勢(shì)明顯，但在襯砌質(zhì)量、施工成本及施工成本通用性方面仍存在提升空間。今后的研究中應(yīng)在以上方面進(jìn)行深入研究創(chuàng)新，以進(jìn)一步拓展襯砌模板臺(tái)車在地鐵車站主體施工的應(yīng)用性。