塑料模板在综合管廊结构施工中的应用分析

黄 亮

(北京新机场建设指挥部,北京 102602)

塑料模板在综合管廊结构施工中的应用分析

黄 亮

(北京新机场建设指挥部,北京 102602)

以北京新机场工作区市政综合管廊工程为背景，对聚碳酸酯密肋塑料模板在现浇钢筋混凝土管廊中的模板设计及施工工艺进行了有益的探索与研究，在施工难易程度、混凝土外观质量、经济性及安全性等方面进行分析，为综合管廊模板的选用提供一些参考建议。

现浇管廊，塑料模板,安装

0 引言

随着近几年我国管廊建设井喷式发展，管廊工程越来越常见。管廊模板一般选用木模板。该模板体系具有施工灵活，易拼装，造价低等优点，但同时也存在混凝土面观感质量不好，浪费木材，不环保等不足。由于塑料模板配合快拆体系具有面板重量小，支架体系简洁，混凝土外观质量好等优点，因此具有较好的工程应用前景。本文结合北京新机场工作区市政工程项目，详细探讨了塑料模板体系在管廊施工中的应用。对塑料模板方案中可能出现的安全和质量问题制定了有针对性的解决措施，保证了工程的施工质量。研究结果对于管廊等地下结构工程的施工具有一定指导价值。

1 工程概况

新机场工作区工程位于永定河北岸，北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间，综合管廊工程是新机场工程中的重要组成部分，其中工作区综合管廊总长度约7.6 km，主管廊为单箱三室结构，3个舱室分别是电舱、热力舱及水+电信舱，主管廊标准段尺寸9.3 m×3.6 m，顶板厚400 mm，外侧墙400 mm，中隔墙250 mm；支管廊标准段尺寸7.5 m×2.8 m，顶板厚400 mm，外侧墙400 mm，中隔墙250 mm。主管廊典型断面如图1所示。

2 模架体系

2.1模架体系选型分析

根据新机场市政工程实际情况，初步提出的模板方案有以下3种：

1)木模板；2)钢模板台车；3)塑料模板+快拆。考虑到工期、成本以及安全等因素，该工程采用了第3种方案。该方案造价低、模板轻便、周转率高、支架体系安装灵活。进一步，对该方案易出现的安全和质量问题制定了有针对性的措施，改进了该方案的不足，使工程质量得到了保障。

2.2模架体系设计

2.2.1顶板模架设计

模板采用密肋塑料模板，模板总厚50 mm，面板为5 mm厚，模板长边方向肋间距15 cm，短边方向肋间距5 cm，边肋宽5 mm，中间肋宽3 mm，材质为聚碳酸酯(PC)，设置一道主龙骨，主龙骨采用50 mm×70 mm(t=3 mm)方钢管，不设置次龙骨，主龙骨下两个立杆最大间距1.2 m，主龙骨间距0.9 m。面板采用弹簧钢回形销。

2.2.2侧墙支撑设计

侧墙同样采用密肋塑料模板，横肋、竖肋采用60 mm×80 mm(t=2.5 mm)带孔方钢管，横肋间距450 mm，竖肋间距600 mm，横竖肋交叉点设置穿墙螺栓。

2.2.3快拆设计

根据GB 50666—2011混凝土结构工程施工规范、DB11T 694—2009模板早拆施工技术规程，将管廊标准段模板支架体系设计为快拆体系。支架沿管廊延长方向间距为90 cm，模板采用150 cm板和30 cm板间隔排布，其中30 cm板作为养护模板。快拆设计如图2所示。

2.3模架体系设计验算

2.3.1模板验算

面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的设计参数按照简支梁计算：

模板自重0.107 8 kN/m2；

荷载设计值q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.05=1.277 kN/m。

荷载设计值q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.107 8×0.05=0.005 8 kN/m。

集中力p=0.05×1.4×Q1k=0.05×1.4×10.5=0.735 kN。

此处面板计算密肋简化为简支梁，简支梁跨度为150 mm，间距为50 mm，梁宽为密肋厚度3 mm，梁高为密肋高度50 mm。

面板的截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

W=BH2/6=1 250 mm3；

I=BH3/12=31 250 mm4。

抗弯强度计算：f=M/W<[f]。其中,f为面板的抗弯强度计算值，N/mm2；M为面板的最大弯矩，N·mm；W为面板的净截面抵抗矩；[f]为面板的抗弯强度设计值，取15.00 N/mm2；

Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]。

其中，q为荷载设计值，kN/m；

经计算得到M=max[1.227×0.152/8，0.005 8×0.152/8+0.735×0.15/4]=0.027 6 kN·m。

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.027 6×106/1 250=22.08 N/mm2≤[f]=109 N/mm2。

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求。

挠度计算：v=5ql4/(384EI)<[v]=l/400=0.375。

面板最大挠度计算值v=0.026 9 mm。

面板的最大挠度小于150/400,满足要求。

2.3.2卡扣抗剪强度计算

卡扣所承担的力：

F=max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k，

1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×10.5，1.35×(0.107 8+(1.1+24)×0.45)+1.4×0.7×10.5]×0.6×0.15=2.61 kN。

【τ】=πr2×(0.6-0.8)【σ】=(0.6-0.8)×315×50.24=(189-252)×50.24=9 495.36-12 660.48 kg=93 054.5 N-124 072.7 N。

F=2 610 N≤93 054.5 N-124 072.7 N。

满足要求。

3 塑料模板快拆体系施工要点

为了保证塑料模板快拆体系能够按照设计要求有效地发挥其功能，在实际完成快拆系统中架体搭设、模板拼装加固等的施工过程中还要注意以下要点。

3.1导墙模板施工

3.1.1底板及导墙模板安装

1)在基层上弹好墙体定位线与水平标高点；

2)钢筋绑扎完毕后，根据墙边线与水平标高焊制水平与垂直钢筋支架，焊制导墙倒角处拉结丝杆，外墙做好支撑桩(用木方或钢管打入地下)；

3)安装底板、导墙模板，用回形销进行连接。根据墙体厚度采用三节式止水螺栓，保证侧墙模板在加固后的截面尺寸准确；导墙加固延长方向拉线校正，导墙外墙用钢管打斜撑，控制导墙外墙垂直平整。

3.1.2导墙模板加固

导墙外侧支设3道横向背楞；内侧2道横向背楞；内外侧竖背楞间距均为1.8 m，外侧顶斜撑。导墙端头设1道竖向背楞、1道斜撑。底板端头2道横向背楞。

导墙浇筑完成后，只拆除口部三角模板，其余模板不进行拆除，直接在上面进行墙体模板的支设，导墙模板与二次墙体模板用卡扣连接。导墙模板不拆模会避免二次墙体模板与导墙混凝土面的间隙，就不会产生二次墙体浇筑时胀模和漏浆现象。

3.2侧墙顶板模板施工

3.2.1侧墙模板安装

1)安装墙体模板前，根据标高控制点在导墙上弹好底板面高500 mm的水平线；

2)所有模板拼装之前，必须对板面进行全面清理，擦拭干净；

3)按配模图纸编号依次拼装好墙体模板，用回形销进行连接。墙体模板拼装完成后安装背楞。安装时应由两人在侧墙的两侧同时进行，背楞及对拉螺栓安装必须紧固牢靠，用力得当，不得过紧或过松，严禁背楞弯曲变形；

4)墙体模板、背楞安装完成后，用斜撑调节墙体垂直度；

5)模板偏差在规范许可范围内，如遇模板累计偏差，用海绵条、20 mm,30 mm,40 mm塑料板条补充。

3.2.2顶板模板安装

安装完墙模后，安装顶板模板。按配模图编号从角部开始，依次拼装标准顶板模板，直至顶板模板全部拼装完成，盘扣支撑应垂直，无松动。

3.2.3模板测量校正与检查

墙模板加固完成后，挂线坠检查墙的垂直度，并进行校正，在墙两侧的对应部位加顶斜撑，斜撑一端固定在背楞上，另一端固定在支架上，以保证墙垂直度在浇筑混凝土时不会偏移。墙垂直度偏差应控制在5 mm范围内。

模板加固及校正完成后应进行自检，检查螺栓、回形销是否遗漏，是否紧固，特别重点检查墙的垂直度、墙的截面尺寸是否符合要求。自检无误后通知监理单位验收。

3.3模板拆除施工要点

3.3.1拆除侧模

当混凝土强度达到2.5 MPa，即可拆除侧模。先拆除斜撑，后松动、拆除对拉螺栓；拆除对拉螺栓时，用扳手松动螺母，取下螺母垫片，拆除背楞，取下三节式止水螺栓的外露部分。再拆除模板连接的回形销，用撬棍撬动模板下口，使模板和墙体脱离。拆下的模板和配件及时清理，并搬运至下一施工段。模板拆除时注意防止损伤结构的棱角部位。

3.3.2拆除顶板早拆模板

当混凝土浇筑完成后强度达到设计强度的50%后方可拆除顶板模。顶板模拆除前先按设计方案认定保留的养护支撑和早拆支撑，在确认养护支撑及其上的主梁和养护模板保持原样、不得松动的前提下，将早拆的支架及其上的矩形钢管主梁拆除，再拆除早拆模板的回形销，然后可以拆除模板。

3.3.3拆除养护支撑

养护支撑的拆除应符合GB 50204—2015混凝土工程施工质量验收规范关于底模拆除时的混凝土强度要求，根据留置的拆模试块来确定养护支撑的拆除时间。

4 结语

以往的管廊结构施工时，通常采用木模板，费时费力，外观效果差，成本高。本文根据管廊结构的特点，结合新机场管廊工程施工研讨了塑料模板快拆模板体系在实际工程中的应用。以北京新机场工作区市政工程项目为背景，对管廊模板的设计和施工方法进行了探讨。从模板体系选型、塑料模板快拆体系设计、模板系统设计验算以及施工要点等方面研究了塑料模板快拆体系的具体施工方法。实际工程的应用表明，所选择的模板施工方法具有造价经济、施工方便、工程质量好等优点，对今后地下管廊、地下通道等工程结构的施工具有参考价值。

[1] 《建筑施工手册》第四版编写组.建筑施工手册[M].第4版缩印本．北京：中国建筑工业出版社,2003．

[2] 周水兴，何兆益，邹毅松,等.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社,2001.

[3] JGJ 162—2008,建筑施工模板安全技术规范[S].

Theapplicationanalysisofplasticformworkusedinstructureconstructionofutilitytunnel

HuangLiang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarers,Beijing102602,China)

This paper describes the application of plastic formwork in the application of utility tunnel template in the work area of Beijing new airport project. The formwork design and construction technology of polycarbonate ribbed plastic formwork in cast-in-place concrete tunnel were explored and studied. The construction difficulty level, concrete appearance quality, economy and safety, etc. are compared in order to provide some reference for the selection of the utility tunnel template.

utility tunnel, plastic template, installation

1009-6825(2017)29-0116-03

2017-08-03

黄 亮(1981- ),男，工程师

TU755.21

A