浅谈明挖地铁车站主体结构施工方法及工艺流程

2018-02-13覃明

建材与装饰 2018年9期

覃明

（中铁二局西北公司）

1 工程概况

兰州市轨道交通1号线一期工程银安路与规划中的世纪大道交叉口设置世纪大道站，车站则处在银安路路中心下方平行于银安路的东西方向，设计起点YDK12+022.4至终点YDK12+327.55，全长305.15m，标准宽度为21.6m，总高13.74m，结构底板埋深约17.34m（盾构加深段地板埋深约18.5m），中心里程处顶板覆土厚约3.5m，车站总建筑面积为17608.98㎡。车站采用地下两层双柱三跨的结构形式。在银安路南北两侧各设两个出入口，在北侧设置两组风亭。施工方法为明挖方案。

2 主体结构的施工流程

2.1 主体结构选择分段施工

根据流水段划分，为满足东侧盾构下井条件，在基坑开挖完成后，自东而西进行主体结构施作，并顺次组织平行流水作业做结构的施工。车站主体结构施工段计划设定为共14节段，每段20m上下。施工周期为每段为25d，考虑段与段之间的交叉，节段施时间定为20d，以“纵向分段、竖向分层”的施工规范对车站的主体结构进行施工，结合施工规范和经验施工缝为相邻中间柱跨距1/4～1/3的位置。

2.2 施工准备准备工作

（1）挖基坑满足规范要求，严格测量。

（2）明确车站的结构浇筑，清楚支撑拆除的操作流程规范，侧墙、中（顶）板模型支撑系统则要有设计，检算，并上报监理业主校核，结合施工进度超前部署进料。

（3）针对内部结构施工顺序、进度安排以及方法和技术要求必须像所有参与人员进行详细解释说明。

（4）在垫层浇筑前，确保接地网等的已经优先施工完成。

3 钢筋部分

3.1 钢筋切削

（1）钢筋进场前必须严格具有质检说明。

（2）进场钢筋分批抽样送检，施工中若发生不合格现象，则进一步加做化学成份分析检测。

（3）加工后钢筋形状、尺寸严格满足标准规范，且必须保证表面清洁、干净。

（4）钢筋的弯钩以及弯折选取国标GB执行。

（5）钢筋宜在常温状态下加工，不宜加热。弯制钢筋宜从中部开始，逐步弯向两端，弯钩应一次完成。

（6）加工后的钢筋，削弱钢筋截面产生的伤痕再表面不该存在。

3.2 钢筋焊接

（1）钢筋焊接中，严格按照设计规范和标准选取的焊条、焊剂品牌号、性能和接头中采取的钢板以及型钢。

（2）焊接完成后，焊接处做专业处理。并对焊接口进行标准测试流程检验。钢筋端子处出现的扭曲、弯折严格校直或切除。

（3）严格按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》验收钢筋焊接的接头形式、焊接工艺和质量。

（4）轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头，焊接处理的几种工程情况：普通混凝土中若遇到钢筋直径大于22mm，轻骨料混凝土中直径I级钢筋和直径大于25mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋大于20mm的接头。

3.3 绑扎和安装钢筋

（1）严格按照设计规范对钢筋的级别、钢种、根数、直径等挨个进行甄别。

（2）焊接完后，不存在松动和变形的情况对于网片以及骨架必须牢固以保证在安装及浇注混凝土。

（3）钢筋的底面和侧面保护层厚度不得小于35mm。要求1m范围内同一截面上（两焊接接头间距30d或50cm以内均视为同一截面）焊接接头数少于两根。

（4）绑扎、焊接接头和钢筋弯曲处间隔大于主筋直径的10倍，避开最大弯矩位置。

（5）通过焊接贯通方案来规避杂散电流。

（6）选取较多强度的垫块置于钢筋和模板中间，以保证钢筋的保护层满足规范。

（7）若存在绑扎双层钢筋网，需通过钢筋撑脚且强度满足要求，达到钢筋网的精确定位。

4 模板施工

4.1 模板及支架体系的比选

世纪大道站主体结构模板系统采用碗扣式满堂支架体系。支架基础为施工完的车站结构底板和中板，承载力满足要求，无需另行处理。模板均采用2440×1220×18mm木质胶合板，支架采用φ48×3.5mm碗扣式支架，主楞为10cm×10cm木枋，次楞为5×10cm木枋，剪刀撑采用扣件式钢管。

4.2 侧墙模板施工

侧墙模板采用1.8cm厚胶合板，木模板后竖向安放断面为5×10cm的方木，间距为30cm。横向分配梁采用断面为10cm×10cm的方木。侧墙支撑采用与碗扣支架联成一体的通长钢管对口撑（加顶托），间距为60cm，步距60cm。侧墙与板分开施工时于需设置钢管抛撑，抛撑顶端安置可调支托，抛撑钢管和架体立杆、水平杆可靠连接，间距为120cm×120cm。

4.3 中、顶板模板脚手架施工

中板顶板立杆纵向（沿车站）间距90cm、横向间距60cm，横杆步距120cm。碗扣支架立杆底部垫钢板底托，顶部加顶托。中间纵向每4.5m设通长剪刀撑1道，横向每隔4跨布置剪刀撑l道。站台层架体顶端、中间和底部设置水平剪刀撑，剪刀撑为扣件式钢管系统每层支架底部设置通长扫地杆。顶托上安放10×10cm的木枋纵梁，其间距同立杆间距（60cm），纵梁上设置5×10cm的方木横梁，间距为30cm。

4.4 立柱模板及支架

柱模板由四面侧板、柱箍、支撑组成。柱子四边侧模都采用竖向侧板。侧板外设置5×10cm木楞作为竖梁，柱箍采用φ48×3.0双钢管，间距为0.6m。并沿纵向在每层柱箍处设置三道φ12对拉螺栓。

4.5 梁模板及支架

顶板翻梁底模板采用1.8cm胶合板，模板下铺5×10cm的方木作为纵梁，间距为300mm；在支架顶托上设置10×10cm的方木作为横梁，间距为600mm。梁下设置3立杆，立杆间距为600mm。梁侧模板设置双钢管为纵梁，加固体系为对拉螺栓，间距为300。

中板翻梁底模板采用1.8cm胶合板，模板下铺5×10cm的方木作为纵梁，间距为350mm；在支架顶托上设置10×10cm的方木作为横梁，间距为700mm。梁下设置2立杆，立杆间距为600mm。

顶板梁及中板梁底面支架立杆间距加密，原纵向900mm间距内固定扣件式钢管支架，与碗扣式支架体系连为一体。

4.6 模板施工技术规范

（1）首先，模板要有牢固、稳定的支撑，杜绝松动、跑模和超标准的形变下沉等情况。此外，若遇到超重、大体积混凝土施工情况，则需计算模板支撑刚度，并报送监理验算。

（2）模板拼缝密封性确保良好，防渗漏。模板安装完随即报验和浇混凝土。

（3）安装模板，第一步正确放样、检查后尚可立模安装。

（4）中、顶板结构支架支起后，铺设模板不能不考虑预留沉降量。若跨度大于4m，为了满足净空和限界要求模板起拱的高度保持在跨度的3%。侧墙模板选择大模板，模板拼缝处需要考虑漏浆情况。

（5）若有结构变形缝，则该处端子需要安装填缝板，变形缝中心线和中埋式止水带中心线选取模板做牢固处理，防止跑模。

5 混凝土施工

5.1 浇注施工方案

车站顶板、侧墙、纵梁、横梁、底板采用C40抗渗P8补偿收缩防水混凝土，中板及梁采用C40混凝土，柱采用C50混凝土，轨顶风道、站台板及楼梯采用C30混凝土，选取C20混凝土做垫层。1～2台汽车泵负责为每个工作面运送混凝土。泵管端头用人工摆动、调节方便的耐高压橡胶管（4～6m）作为活动端。用插入式捣固器整个灌注过程中振捣。用φ32mm直径的捣固器在密肋梁和过梁较密捣固，而侧墙选取8m长的捣固器振捣。

侧墙混凝土选择分层浇筑，分层的高度区间是50～70cm。浇筑过程确保整个施工段内的混凝土面在浇筑过程中确保平整上升，避免混凝土发生离析。

5.2 混凝土浇筑及振捣

（1）严格按照设计规范，在保证抗压强度、抗渗标号的情况下，地铁车站的主体结构均选取防水混凝土。

（2）混凝土浇注过程中该注意的问题

①在灌注混凝土的时候，为避免由于超高而使混凝土出现离析现象，需严格选择串筒、溜槽以及振动流管下落来保证倾落高度。

②混凝土要用振捣器振捣，振捣时间确保在10～30S，标准为混凝土开始泛浆但是不存在气泡。

③插入式振捣器的移距要求为小于作用半径的1倍，插入下层混凝土的深度大于5cm，钢筋、模板、预埋件以及止水带等在振捣时不能碰撞。表面振捣器移距与已振捣混凝土搭的接宽度大于10cm。

④混凝土从低处往高处分层连续灌注时要尽量缩短间隙时间，此外在前层混凝土凝结尚未凝结前，次层混凝土灌注结束。

⑤插入式振捣器情况下混凝土每层灌注厚度，选取原则为小于其作用部分长的1.25倍；表面振捣器小于200cm。

⑥在施工中针对结构预埋件（管）、预留孔洞、钢筋密集以及其它特殊部位要加强振捣，不能遗漏。

（3）结构施工缝需要置于剪力最小的位置，选择规范如下：

①梁底交界处约50cm处搁置柱子施工缝。

②在柱跨1/3～1/4范围内，且受剪力最小处搁置板的施工缝。

（4）如要在施工缝处要持续灌注混凝土，则按照以下标准：

①止水带以及膨胀止水条需要准备妥当。

②灌注完成的混凝土强度垂直施工缝的位置大于2.5MPa，水平施工缝的位置大于1.2MPa。

③施工缝的位置混凝土需要认真、仔细振捣，确保新旧混凝土紧密联结。

6 结构外防水层施工

选取结构自防水为主的防水措施对车站主体结构进行处理，统一增设柔性全包防水层。结构防水混凝土标号按以下标准选取：结构安全、耐久抗裂、防渗等要求确定，以C40为强度指标，抗渗等级取P8。混凝土发生的的裂缝宽度小于等于0.2mm，杜绝产生贯穿性裂缝。附加防水层底板和侧墙采用沥青基聚氨酯预铺防水卷材，顶板采用2.5mm厚的优质单组分聚氨酯防水涂料，并设置1.5mm厚PVC抗根系刺穿层，顶、底板防水层上设C20细石混凝土保护层，侧墙设1：2.5水泥砂浆找平层。

明挖车站结构的水平施工缝采用镀锌钢板止水带和预埋一道注浆管，垂直施工缝均采用钢边橡胶止水带、粘贴加强防水层和预埋一道注浆管。镀锌钢板厚4mm，宽300mm，钢边橡胶止水带宽35cm，注浆管6～8m为一个单元。车站与通风道、车站与区间隧道、选取遇水膨胀止水条以及预埋注浆管的解决方案做防水处理盾构隧道后浇环梁侧面的施工缝。

车站、区间、通道、风道的结构突变处，区间与车站结合部位，通道、风道与车站的结合部位，区间与联络通道、迂回风道的结合部位，区间人防两侧应设置变形缝。结构混凝土整环设置宽度为35cm的中埋式钢边橡胶止水带、衬垫板，Ω型背贴式橡胶止水带粘贴再侧墙和底板，将迎水面嵌缝胶涂抹再顶板的迎水面变形缝内、防水加强层、冷自粘防水卷材，同时，结构顶板、侧墙、底板在背水面变形缝内设置聚硫密封胶，最后为接水槽（结构施工时按设计预留凹槽）。