吊模法在地铁车站预留孔封堵施工中的应用
2013-09-05张美玲
张美玲
(中铁十六局集团 第一工程有限公司，北京 顺义 101300)
吊模法在地铁车站预留孔封堵施工中的应用
张美玲
(中铁十六局集团 第一工程有限公司，北京 顺义 101300)
地铁车站预留孔封堵的底模采用吊模法施工，是将承重梁支承于预留孔口，支承梁通过吊杆悬挂于板的下方，方木、模板铺设于支承梁上。该方法最大的优势是板下无支撑点，既方便了封堵施工，又实现了封堵与板下各工序的同步作业。本文结合工程实践阐述了吊模的构造、加工及安装方法。
车站预留孔 吊模法 封堵施工
近年来，城市的交通压力越来越大。作为民生工程，目前国内大部分省会城市包括一些经济发达的地级城市均在大力开展地铁建设。地铁车站在设计及施工过程中，一般都会选择在车站轨行区上方的顶板及中板上设置预留孔以满足轨排、盾构机等各种材料设备吊装需要。站内施工接近完工时，则需要对这些孔道进行封堵。但由于地铁施工工期一般较紧，各道工序不可避免地需要交叉作业。因此，如何在保证板下轨行区正常作业的前提下，实现预留孔封堵便成了一项难题。本工程在地铁施工实践中采用吊模法施工，安全、快捷地解决了此类问题。
1 工艺原理
吊模法以自行设计加工的型钢作为承重梁、支承梁，承重梁支承于孔口梁上，承重梁上安装吊杆悬挂支承梁，方木、竹胶板则直接铺设于支承梁上。吊杆上下安装螺母，用于传递荷载及调整底模高度。
1.1 承重梁
承重梁通过吊杆承受全部荷载，属多点集中荷载作用下的单跨简支梁结构。为确保施工及结构安全可靠，承重梁必须有足够的强度和刚度。同时，在满足受力分析的前提下，还应考虑经济合理及施工方便:一是承重梁应优先选择在跨度较小的方向布置;二是尽量选择双拼结构，以减轻自重及方便安装吊杆。
1.2 支承梁
支承梁与承重梁同向布置，通过承重梁及吊杆将支承梁悬挂于现浇板的下方，支承梁上铺设方木及模板，属均布荷载作用下的多跨连续梁结构。考虑拆除方便，在保证结构受力的前提下，支承梁尽量选择较轻便的材料，也同样采用双拼结构以方便安装吊杆。
1.3 吊杆
选择吊杆需考虑两方面的因素:一是作为支承梁的支点，将支承梁的全部荷载传递到承重梁上，需有一定的强度;二是方便调整底模高度，既要保证立模时底模标高满足设计要求，又要保证拆模时人员在板下有足够的作业空间。
2 施工工艺流程及实施要点
2.1 施工工艺流程
施工工艺流程见图1所示。
图1 施工工艺流程
2.2 实施要点
2.2.1 吊模设计
北京地铁车站八号线二期南段鼓楼车站预留孔尺寸为750 cm×450 cm，板厚40 cm。根据受力分析和现场施工条件，承重梁选用双拼I20a，L=6.0 m，承重梁间距0.9 m。为保证承重梁下绑扎钢筋及浇筑混凝土必要的作业空间，承重梁两侧设双拼［10型钢支座，L=0.3 m。底模支承梁采用双拼［10槽钢，支承梁通过φ25精轧螺纹钢吊杆与承重梁连接。横梁上满铺方木，方木上铺12 mm竹胶板。吊模平、立面如图2和图3所示。
图2 吊模平面(单位:cm)
图3 吊模立面(单位:cm)
2.2.2 吊模加工
1)承重梁加工
工字钢按设计长度下好料后，采用联结钢板焊接的方法将工字钢双拼成承重梁，联结钢板的位置应避免与吊杆位置发生冲突。工字钢的间距应略大于吊杆的PVC套管外径，以方便套管穿入。
2)支承梁加工
将槽钢采用与承重梁相同的方法加工成支承梁后，为方便支承梁及吊杆安装，应提前将吊杆下锚固的螺母、垫板按吊点位置焊接于支承梁下方，并试穿吊杆以避免正式安装时出现问题。
2.2.3 吊模安装
1)承重梁及支承梁安装
为减小支承梁安装难度，可在地面上提前安装中间一根吊杆，将支承梁悬挂于承重梁下，并留足一定的高度空间以便吊装时可将支承梁直接伸入板底。为确保承重梁的支座下既有中板混凝土不至于因局部受压损坏，承重梁安装前可在支座下垫放钢板。承重梁及支承梁采用汽车吊或龙门吊吊装就位后，安装支承梁两侧吊杆实现支承梁基本稳定。
2)方木、模板安装
方木按常规方法直接铺设在支承梁上，铺设时注意比对支承梁下锚螺母而让出吊杆位置。为减少后浇混凝土出现漏浆或错台现象，模板四周与既有中板混凝土搭接长度以5～10 cm为宜。模板铺设好后，在模板上按吊杆位置钻孔，然后安装剩余吊杆及 PVC套管，调整模板至设计标高并预留一定的预拱度。
2.2.4 吊模拆除
混凝土达到拆除强度要求后，方可实施吊模拆除。吊模拆除遵循“先装后拆”原则。由于工期紧，当吊模拆除时，车站轨行区各专业一般均已经施工。因此，底模系统拆除时除注意作业安全外，还必须做好成品保护。具体拆除步骤如下:
1)保留支承梁两端的两根吊杆，将其余吊杆卸掉;
2)整体均衡松动吊杆螺母，使底模系统慢慢下降以达到人员在板下作业空间(参见图3(b))，一般不宜＜1 m;
3)人员搭设梯子进入底模平台，按照先模板、方木后支承梁的顺序依次拆除底模系统，随拆随用绳索通过吊杆孔将支承梁拉住;
4)卸掉两端吊杆，利用绳索将支承梁慢慢下放到站台板;
5)移走承重梁;
6)割掉外露的PVC套管，采用高强灌浆料将吊杆孔封堵，吊模拆除全部完成。
3 施工保证措施
3.1 质量保证措施
1)精轧螺纹钢使用前应进行外观质量检查，不得有弯折，表面不得有裂纹、毛刺、机械损伤、氧化铁锈及油污等。
2)底模标高应设置L/400～L/500的预拱度。
3)模板搭接面应平整光滑，模板间的缝隙可用胶带纸封闭，模板与既有混凝土间的缝隙应采用泡沫剂填补。浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。
4)为避免后浇混凝土与既有混凝土结构之间出现漏浆甚至错台现象，最外侧的吊杆距离吊装孔边缘距离不宜＞20 cm。
5)混凝土浇筑及养护期间，应指派专人做好混凝土养护及成品保护，尤其严禁外力对吊杆、支承梁的碰撞。
6)吊模拆除强度要求:当2 m＜L≤8 m时，混凝土强度应不小于设计强度的75%;当L ＞8 m时，混凝土强度应不小于设计强度。
3.2 安全保证措施
1)精轧螺纹钢应采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割。同时，应避免电火花损伤精轧螺纹钢，如有损伤应予以更换。
2)起重工(汽车吊司机、信号工、挂钩工)必须经专门安全技术培训，考试合格持证上岗。
3)混凝土浇筑前应采取封堵等有效措施以避免混凝土或水泥浆进入PVC套管内，从而造成拆模时吊杆无法自由下落。
4)拆除吊模时必须做好上下联络，并加强对轨行区的防护。
5)承重梁或支承梁的位置如与预埋件或预留孔洞的位置发生冲突时，一般应加密承重梁及支承梁以错开预埋件或预留孔洞，否则须重新进行受力检算。
3.3 环境保护措施
1)由于地铁施工一般都采购商品混凝土，因此，混凝土浇筑应避开城市交通的早晚峰时段，以免增加交通压力和汽车尾气排放量。遇有夜间施工时，应采取有效措施减少灯光、噪声对周边居民的干扰。
2)施工中产生的建筑垃圾应随时清理，并存放到有封闭措施的指定地点。
3)由于预留孔封堵施工时，车站二次结构及机电等各专业均已进场施工。因此，施工用水尤其是养护用水既要控制合理用量，又要有拦截措施，以避免对周边环境及材料、成品的损坏。
4 结束语
通过对车站预留孔封堵的实践证明，吊模法施工的优点主要体现在以下几方面:
1)板下无支撑点，既方便了封堵施工，又实现了封堵与板下铺轨、管线安装、装修等工序的交叉作业，极大地加快了整体施工进度。尤其在板下作业空间受限制无法支撑的情况下具有不可替代的作用。
2)选用精轧螺纹钢作为吊杆，充分利用了高强钢筋的力学性能和该种钢筋可在任意截面处采用锚具锚固的特点，既保证了施工安全，又降低了拆模难度，有利于板下成品保护。
3)所用材料均为工程常用材料，易于就地取材且加工安装简单，有利于降低工程成本。
［1］中华人民共和国建设部．GB 50300—2001 建筑工程施工质量检验评定统一标准［S］．北京:中国建筑工业出版社，2001．
［2］周水兴，何兆益．路桥施工计算手册［M］．北京:人民交通出版社，2001．
［3］虞伟家，张丽平，杨荣山．地铁区间疏散平台结构设计研究［J］．铁道建筑，2012(10):55-57．
U231+．4
B
10．3969/j．issn．1003-1995．2013．04．22
1003-1995(2013)04-0071-03
2012-11-26;
2013-01-20
张美玲(1974— )，女，江西丰城人，工程师。
(责任审编 孟庆伶)
