基于地鐵車(chē)輛段工程中高支模施工技術(shù)探究

邢文軍

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司,北京 100000）

0 引言

與一般的建筑項(xiàng)目相比較，地鐵施工專(zhuān)業(yè)化程度高、規(guī)模大、涉及主體多，對(duì)周?chē)h(huán)境影響大的同時(shí)，施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，尤其是地鐵車(chē)輛段，交叉作業(yè)工程量大，復(fù)雜性高。國(guó)內(nèi)外有不少學(xué)者從不同方面對(duì)地鐵車(chē)輛段高支模施工進(jìn)行研究。楊勇[1]就地鐵車(chē)輛段高支模施工的安全性進(jìn)行分析，提出地鐵車(chē)輛高支模施工標(biāo)準(zhǔn)有待完善，施工風(fēng)險(xiǎn)高，很容易造成施工事故，引起人員傷亡，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成損失，應(yīng)不斷規(guī)范高支模施工。周向陽(yáng)[2]為確保高支模施工安全，通過(guò)高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得高支模施工數(shù)據(jù)，以此形成直觀、實(shí)時(shí)的軸力變化圖，為指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保施工安全提供理論依據(jù)。在布設(shè)高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，陳俊民[3]通過(guò)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的對(duì)比，防止因布料不均而導(dǎo)致的局部?jī)?nèi)力過(guò)大，為高支模的澆筑提供安全保障。常東明[4]則以實(shí)際工程為例，對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高支模施工中的應(yīng)用進(jìn)行論述，以此說(shuō)明自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在高支模安全施工中的作用，從實(shí)踐和理論兩方面，分別說(shuō)明了自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅能夠有效降低施工風(fēng)險(xiǎn)，還能為施工人員安全施工提供保障。該文在前人研究基礎(chǔ)上，以深圳某地鐵車(chē)輛段為研究對(duì)象，從分析地鐵車(chē)輛段高支模施工特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)地鐵車(chē)輛段工程中高支模施工技術(shù)進(jìn)行概述，就高支模安全施工提出相關(guān)建議，為其他地鐵車(chē)輛段工程高支模施工提供參考。

1 工程概況

該文的研究對(duì)象為深圳地鐵某車(chē)輛段。此車(chē)輛段樞紐綜合體為不規(guī)則矩形，寬307 m，長(zhǎng)905 m，由運(yùn)用庫(kù)、綜合庫(kù)和咽喉區(qū)等組成，上蓋平臺(tái)設(shè)有休閑、運(yùn)動(dòng)和健身設(shè)施、綜合樓以及實(shí)訓(xùn)基地等。蓋外包括NOCC、易燃品庫(kù)、垃圾房、車(chē)庫(kù)、門(mén)衛(wèi)和其他預(yù)留空間。除去NOCC和上部覆蓋物，總建筑面積161 549.80 m2，車(chē)輛段總占地面積320 172.22 m2。車(chē)輛段頂蓋由9個(gè)區(qū)組成，包括A~D四個(gè)區(qū)和1~5區(qū)。其中，A、B、C、D區(qū)占地面積56 684 m2，以A區(qū)的尺寸最大，估計(jì)為1 678 m×108 m，D區(qū)尺寸最小，估計(jì)為1 508 m×65 m。1、2、3、4、5區(qū)面積為52 737.82 m2。

支撐模板高度最大能達(dá)到13 m，模板跨度最大可達(dá)到25.5 m。根據(jù)測(cè)試，結(jié)構(gòu)屋面部分施工總荷載15 kN/m2。結(jié)構(gòu)梁部分載荷超過(guò)20 kN/m2。A~D區(qū)域的模板厚度可達(dá)到250 mm，最大支撐模板高度可達(dá)到13 m。

2 項(xiàng)目施工特點(diǎn)分析

施工車(chē)輛段總用地面積320 172.22 m2，施工規(guī)模大。支撐模板高度最大高度13.0 m、最大跨度25.5 m，工程量大，專(zhuān)業(yè)接口關(guān)系復(fù)雜，需嚴(yán)密組織，多方協(xié)調(diào)配合，確保各個(gè)施工項(xiàng)目有序進(jìn)行，以此達(dá)到安全施工目標(biāo)。另外，該項(xiàng)目所涉及的專(zhuān)業(yè)繁多，存在交叉施工，勢(shì)必存在相互干擾，需要各專(zhuān)業(yè)之間協(xié)調(diào)配合，嚴(yán)格控制各種接口，綜合考慮，編制施工計(jì)劃，在施工監(jiān)理、施工方的統(tǒng)一指揮下，積極做好接口協(xié)調(diào)管理工作。與此同時(shí)，項(xiàng)目臨近市區(qū)，人口密集，交通流量大，一旦發(fā)生施工事故或不文明作業(yè)導(dǎo)致施工廢氣及噪聲等產(chǎn)生，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生極大危害，因此對(duì)安全施工和文明施工要求高。值得重視的是支撐模板高度最高能達(dá)到13 m，需根據(jù)實(shí)際情況分析，當(dāng)局部結(jié)構(gòu)不規(guī)則、有夾層情況，要在架體搭設(shè)時(shí)對(duì)區(qū)塊之間的狹小空間充分考慮。車(chē)輛段項(xiàng)目生產(chǎn)廠房有軌道進(jìn)庫(kù)，在測(cè)量及標(biāo)高控制方面，需要各系統(tǒng)、各專(zhuān)業(yè)之間協(xié)調(diào)配合，稍有不慎，可能引發(fā)安全事故。為此，在施工之前，應(yīng)在施工方和監(jiān)理單位的組織下，一起進(jìn)行車(chē)輛段控制軸線的測(cè)量、放設(shè)及其復(fù)核工作，確認(rèn)無(wú)誤后，方可進(jìn)行施工。

3 樓板模板支撐

根據(jù)項(xiàng)目工程要求，施工采用樓板厚度均為250 mm，使用規(guī)格為50 mm×100 mm木枋碗扣式鋼管手架，間距設(shè)置為250 mm，上方鋪設(shè)有膠合板，頂托設(shè)有φ48 mm×3.5 mm雙鋼管托梁，主要桿件包括立桿、掃地桿、縱橫水平桿等。橫向水平桿、掃地桿使用4~6 mm鋼管，立桿頂部是采用調(diào)整頂托，其托伸長(zhǎng)度不超過(guò)200 mm，樓板部位支架的橫距×縱距×步距參數(shù)設(shè)置為0.6 m×1.2 m×1.2 m，梁底部位加密布置，橫距×縱距×步距參數(shù)設(shè)置為0.3 m×0.6 m×1.2 m。

橫梁下的垂直桿與板之間的距離為模數(shù)，使用水平桿雙向拉過(guò)。板下支撐系統(tǒng)的橫桿在梁下延伸，并與梁下的垂直桿連接，以確保穩(wěn)定性。當(dāng)支撐系統(tǒng)穿過(guò)澆筑墻柱等垂直構(gòu)件和周?chē)匕宓膫?cè)梁板的情況下，使用鋼管箍和張力固定頂部，形成水平固結(jié)點(diǎn)。垂直間距≤3 m，水平間距≤9 m，掃地桿與地面的距離≤350 mm，可調(diào)支撐頂部伸出垂直桿頂部的水平桿長(zhǎng)度≤500 mm（包括螺釘伸出的長(zhǎng)度），支撐的外圈和支撐的內(nèi)側(cè)每隔4個(gè)設(shè)置垂直連續(xù)加強(qiáng)剪刀。增強(qiáng)型水平剪刀支架設(shè)置在頂層、底層和垂直剪刀支架的交點(diǎn)平面處，垂直間距小于等于6。對(duì)于8~20 m的模板支架，應(yīng)在兩個(gè)水平拉桿的中間以頂部臺(tái)階距離增加一根水平拉桿（碗扣框架頂層水平桿的步距應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)步距減少一個(gè)節(jié)點(diǎn)距離）。垂直桿應(yīng)相互連接，并根據(jù)規(guī)格交錯(cuò)排列，由于體育場(chǎng)內(nèi)的整個(gè)地面都經(jīng)過(guò)硬化處理，因此應(yīng)在每根垂直桿下設(shè)置一個(gè)底座。在不平整硬化地面處的桿底應(yīng)配備厚度不小于50 mm的木墊板。高支撐模具位置的墻柱模板做成整體，相互支撐?；炷翝仓O(shè)備和混凝土輸送管道配備了額外的支撐加固。高支撐模具施工區(qū)設(shè)有上下通道、安全平板網(wǎng)保護(hù)操作層和防墜落層。

4 梁模板支撐

根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，大蓋區(qū)域存在軟地基時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行強(qiáng)夯處理，使其地基承載力不少于120 kPa，對(duì)加固后的地基進(jìn)行承載力壓板測(cè)試，測(cè)試合格后，方可進(jìn)行上部的回填工作。上部素填應(yīng)按照相關(guān)文件要求，采用逐層回填的方式，同時(shí)使用夯機(jī)夯實(shí)，分層厚度要求應(yīng)控制在20~30 cm范圍內(nèi)，回填后的壓實(shí)系數(shù)不得少于0.94。待分層回填結(jié)束后，進(jìn)行表面的硬化，要求硬化的厚度不少于15 cm，當(dāng)需要將相關(guān)的支架安裝于硬化地面時(shí)，一方面需要保證安裝的牢固，另外需要保障安裝桿垂直于地面，底座墊的尺寸為不小于50 mm厚的木墊板，每根垂直桿必須固定牢固，不允許出現(xiàn)懸掛現(xiàn)象。梁側(cè)模板的二次支撐采用100 mm×100 mm木方塊，設(shè)置間距300 mm。主支座采用100 mm×100 mm木方塊與φ48 mm×3.5 mm。梁側(cè)模板之間間距不超過(guò)500 mm，拉絲桿與梁跨度之間的距離為500 mm。

5 混凝土澆筑

澆筑前，首先清除模板內(nèi)的垃圾、污垢和鋼筋上的油漬等異物，并檢查水泥砂漿的墊塊情況，合格后方可進(jìn)行澆筑。一般采用商品混凝土，由攪拌車(chē)?yán)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。道路建議采用環(huán)形施工道路?；炷聊軌蛑边_(dá)的各個(gè)區(qū)域，常規(guī)采用天泵澆筑，但高度落差在2 m范圍內(nèi)，一旦超過(guò)此范圍，使用地泵澆筑。在建設(shè)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，為確保模板支架的受力均勻，選擇從中間到兩邊整體推進(jìn)式的澆筑方式，邊俊迪（2023）[5]研究指出也可采用由一邊向一邊整體推進(jìn)的澆筑方式，但在澆筑過(guò)程中鋪料不能太厚，按照先梁后板的順序澆筑。

混凝土澆筑前應(yīng)潤(rùn)濕模板，沖洗干凈柱頂面，嚴(yán)禁存在異物。混凝土澆筑按照主梁→次梁→頂板的順序依次澆筑。在澆筑階梯形的整體推進(jìn)過(guò)程中，梁板混凝土連續(xù)向前澆筑。對(duì)于整體高度較高的梁，可采用單獨(dú)澆筑，將施工縫留在板底的位置，整個(gè)過(guò)程中澆筑和振搗需協(xié)調(diào)配合，先慢點(diǎn)下料，振搗瓷實(shí)后，進(jìn)行第二層下料，確保水泥漿的良好包裹，每層振實(shí)后再進(jìn)行下料，注意在振搗過(guò)程中不能觸碰到預(yù)埋件和鋼筋等。遇到梁柱節(jié)點(diǎn)相對(duì)較密的位置，應(yīng)采用小粒徑石進(jìn)行同等強(qiáng)度等級(jí)的混凝土澆筑。為確?；炷琳w性好，需要一次性澆搗完成，中間一般不允許有間隔，如果必須有間隔，應(yīng)盡可能地縮短間隔時(shí)間，確保下層混凝土凝結(jié)前完成上一層澆搗。整個(gè)澆筑過(guò)程中不能隨意地拔動(dòng)鋼筋，以確保正確的鋼筋位置。在澆筑的過(guò)程中，要經(jīng)常關(guān)注鋼筋的位置，不能有明顯移動(dòng)和變形等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)立即處理。澆筑完成后，混凝土?xí)饾u地硬化?；炷恋挠不怯伤饔脤?shí)現(xiàn)的，為保障良好硬化，在此過(guò)程中應(yīng)確保良好的溫度和濕度環(huán)境，為此，在此期間需要做好澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作，從澆筑后12 h開(kāi)始，需要由專(zhuān)人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，使用水龍頭接橡皮管澆水，整個(gè)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不得少于1晝夜，在此過(guò)程中應(yīng)保障澆筑表面的濕潤(rùn)狀態(tài)。最后，成型的混凝土表面的偏差不能太明顯，要符合相關(guān)的文件要求，對(duì)于存在明顯凹陷或缺損的位置要進(jìn)行修補(bǔ)，并做好相關(guān)記錄。

6 施工安全措施

6.1 模板質(zhì)量保證措施

模板的選用方面，模板要求刨過(guò)，不能有明顯的凸起，厚度相對(duì)一致，表面平整，同一模板的平整度允許偏差1 mm。為保障良好的混凝土外觀效果，模板安裝之前要進(jìn)行質(zhì)量檢查，有缺損的禁止使用，以確保模板拼接的完整性，并做好安裝前的保護(hù)工作。為防止泥漿漏水，模板外觀要相對(duì)干凈，不能有異物，拼接嚴(yán)密，要求拼接縫寬度不得超過(guò)1 mm，澆筑前排查漏漿的模板。支模板前要放線，以供工人參考。支模板后要進(jìn)行標(biāo)高檢查，確保準(zhǔn)確無(wú)誤。為保障整個(gè)墻體的平整，應(yīng)按照要求進(jìn)行模板的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行驗(yàn)收。施工過(guò)程中要正常拆模，確保模板不變形。

6.2 模板安裝安全措施

模板安裝前，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)做好相應(yīng)的安全檢查及時(shí)交底工作。待模板進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)模板材料、表面和材質(zhì)等情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，檢查是否符合相應(yīng)要求，為模板的垂直安全運(yùn)輸做保障。模板安裝過(guò)程中，嚴(yán)禁在上下同一垂直面內(nèi)安裝，更不能隨意攀爬模板和腳手架，不能在相對(duì)狹窄的沒(méi)有護(hù)欄的位置隨意地走動(dòng)。注意模板不能隨意固定在窗子或者腳手架上，這些位置不僅容易變形，而且很容易倒塌或移位。在整個(gè)模板安裝施工過(guò)程中，不能堆放太多物體在上面。在下雨天施工時(shí)，高聳結(jié)構(gòu)的模板應(yīng)裝設(shè)避雷設(shè)備。當(dāng)風(fēng)力超過(guò)5級(jí)，此時(shí)應(yīng)停止大模板的吊裝和拼裝工作。

6.3 模板拆除安全措施

當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行申請(qǐng)，批準(zhǔn)允許后方可進(jìn)行相應(yīng)的拆除工作。在拆模板支撐架之前，清理干凈架子上的物品，拉好安全警戒線，清走施工人員。在整個(gè)拆除過(guò)程中，要注意拆除的先后順序，根據(jù)模板的設(shè)計(jì)安裝順序進(jìn)行拆除。在沒(méi)有相關(guān)要求的情況下，按照先支后拆的原則，首先進(jìn)行非承重模板的拆除工作。在整個(gè)拆除過(guò)程中，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的警戒區(qū)域，做好相應(yīng)的監(jiān)督工作。模板一定要拆除干凈，不能有懸空模板，一旦掉落，很容易造成人員傷亡。高處模板拆除的過(guò)程中，應(yīng)配備相關(guān)的登高設(shè)施，穿戴相應(yīng)的安全裝備。拆除后的模板不能隨意拋棄和到處亂扔，要及時(shí)清理，臨時(shí)堆放在樓旁邊，但距離樓不得超過(guò)1 m。樓道口和通道等進(jìn)出口的位置不能堆放任何物品。

6.4 監(jiān)測(cè)措施

高支模體系復(fù)雜而危險(xiǎn)，當(dāng)在混凝土澆筑時(shí)，容易發(fā)生變形和倒塌，對(duì)施工人員的安全造成威脅。該項(xiàng)目采用電子經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、和精密水準(zhǔn)儀對(duì)支架沉降、位移和變形等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并設(shè)定監(jiān)測(cè)報(bào)警值，一旦超過(guò)報(bào)警值，會(huì)出現(xiàn)預(yù)警信號(hào)。在混凝土的澆筑過(guò)程中，要有專(zhuān)人值班、及時(shí)反饋，通常采用20~30 min/次的監(jiān)測(cè)周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。立桿的最大受力位置、支架周邊相對(duì)薄弱的位置、地基承載力低的位置等設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。一旦梁模有下降趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)持續(xù)做好變形監(jiān)測(cè)。特殊情況下，應(yīng)通知相關(guān)的項(xiàng)目經(jīng)理和模板設(shè)計(jì)人員，終止混凝土澆筑，尋找下沉原因，并采取針對(duì)性措施后，做好持續(xù)澆筑。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)相應(yīng)警戒值時(shí)應(yīng)停止?jié)仓龊弥苓吶巳旱氖枭?，進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。結(jié)束監(jiān)測(cè)的條件需要同時(shí)滿足混凝土澆筑完成且達(dá)到初凝、數(shù)據(jù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)以及人員全部撤離。

7 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通能緩解城市交通壓力，助推城市發(fā)展，值得大力發(fā)展。而地鐵車(chē)輛段高支模施工專(zhuān)業(yè)化程度高、風(fēng)險(xiǎn)高，施工安全控制成了地鐵車(chē)輛段高支模施工的關(guān)鍵，一旦在施工中稍有不慎，不僅影響施工質(zhì)量，而且對(duì)施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅，因此，需要不斷加強(qiáng)地鐵車(chē)輛段高支模施工技術(shù)，完善施工安全制度?；诖耍撐膹母咧Ｊ┕ぬ攸c(diǎn)出發(fā)，對(duì)地鐵車(chē)輛段工程中高支模施工技術(shù)進(jìn)行概述，同時(shí)就高支模安全施工提出相關(guān)建議，為其他地鐵車(chē)輛段工程高支模施工提供參考。