地铁施工过火结构拆除技术研究

2018-05-24袁庆嵘

商品与质量 2018年48期

关键词：过火侧墙底板

袁庆嵘

中铁隧道股份有限公司河南郑州 450001

1 工程概况

1.1 工程概况

该站在进行负二层结构施工过程中发生火灾，XK13+840.873-XK13+941.571段过火时长共3小时。

2016年11月14日，在车站第四段中板钢筋绑扎时，第3、4段接头部位底板处起火，并由已浇筑完成的第三段中板底部向第一段蔓延，现场可燃物为清水木胶板、支撑方木、保温棉被。从发现冒烟起火到完全消除火情时间为3小时左右，每段的结构可燃物燃烧时间约1.5小时。保温棉被完全烧毁，方木、模板烧损率达80%以上，满堂脚手架受火、水冲变形较为严重，墙、板、柱混凝土均大面积剥落，部分漏筋。

起火时，已施工完成6段底板、3段侧墙及3段中板，第四段侧墙及中板钢筋绑扎完毕。施工分段详见图1。

图1 车站结构施工分段图

1.2 结构设计概况

车站结构侧墙、端墙、壁柱采用C35P8高性能防腐防水混凝土；中板、中板梁、中隔墙采用C35混凝土；结构柱采用C50混凝土。车站结构全部构件的纵向受力钢筋（箍筋及拉筋除外）均采用HRB400E钢筋。

1.3 过火后结构性能评价

经寒地建筑科学研究院检测鉴定，基坑过火后通过现场检测混凝土碳化深度、混凝土表面裂缝、火灾后混凝土梁、板挠度、取芯检测火灾后混凝土性能受影响层厚度、火灾后混凝土强度、取样检测火灾后钢筋力学性能、混凝土的电通量和氯离子扩散系数、现场检测火灾区域侧壁钢支撑的焊缝情况，将各部分结构、构件的性能评价为：（1）基坑内支撑体系：现场对钢支撑的过火情况进行了评定，确定为局部有烟熏情况，没有受火灼烧，安全性没有改变。（2）对车站底板结构请检测单位进行了抽样检测，结构底板浇筑龄期较长，并且火情主要在上部中板位置，火灾对底板影响不大。（3）中板和负二层侧墙烧伤等级为Ⅲ级或Ⅱb级，存在一定的损坏，并均未达到受冻临界强度，具体情况如下：第一施工段主体负二层结构强度仅达设计强度的65-70%，火损深度达30-52mm；第二、三施工段主体负二层结构强度达设计强度的80%以上，火损深度达30-52mm。三段结构砼表面大面积剥落，沿主筋方向出现大量0.2-0.8mm宽的裂纹。

1.4 基坑变形情况总结

根据目前的监测情况显示，第一段-第三段范围内的基坑自身和周边建筑物的情况处于稳定可控状态。

1.5 方案确定

根据检测鉴定结果，并结合资深专家专家会结论，确定保留结构底板，对过火的负二层侧墙、中板及中柱拆除重建。

2 施工工艺

2.1 拆除工艺流程

拆除工艺流程详见图2。

图2 过火结构拆除工艺流程图

2.2 负二层灌砂回填

回填砂在结构拆除过程中对基坑起支撑作用，并确保人员拆除安全。在中板结构拆除前对负二层中板以下结构空间进行回填，采用小挖机分层碾压。绳锯法切割前对于结构边缘、结构复杂等存在坠落风险的地段，采用36槽钢、方木等进行临时支撑。

2.3 标准段中板及梁结构的拆除

（1）第二道钢支撑恢复。因第二道钢支撑与结构中板位置冲突，标准段结构的拆除需将钢支撑调高1m后，在地连墙上使用膨胀螺栓固定钢板后架设第二道钢支撑。

（2）中板及梁结构分块拆除。

①选用拆除及吊装设备介绍。绳锯切割机主要由机架、切割金刚链、液压工作站组成。具有快捷、低噪、无振动、切割口平直易修等优点。单刀切割截面积可达4-8m2。在钢筋混凝土切割工程中，1小时便能完成1.2m2的工作量。根据切割路线，每隔3-4m用水钻钻一Φ76的透孔，以便于链条穿过。取适当位置安装膨胀螺栓，用来固定切割机与导轮。

金刚石绳锯使用BORY_25W绳锯机，切割机具的操作，遵照操作指南进行。

②拆除施工工序。中板拆除顺序、切除的位置、切割线，严格按照附图编号施工。拆除时按照先上后下、先次后主、由远及近的原则进行。

③绳锯法施工工艺。绳锯法拆除施工工艺流程：

施工准备→划线定位→确定切割断面位置→吊车就位，中板开孔，钢丝绳固定结构→安装固定导向→固定绳锯机→安装金刚绳链锯→连接相关操作系统→混凝土结构切割→砼块吊装运出工地→清理场地、支架拆除。①进场施工前之准备，首先进行施工机具的调试与人员的入场安全教育，水电接入等。②切割区段划分，依据施工图纸现场放样。混凝土中纵梁以4m-5m长为一个切割单元，板以1.6m×5m为一个切割单元。依据上述原则，依序标注切割路线。③吊车就位，钢丝绳固定结构，在混凝土结构割除前，现场根据构件形状和尺寸选择吊装点位，采用50mm的水钻对吊装点位进行取芯打孔后安装钢丝绳，并在切割单元底部用方木垫实作为支撑。④施工机械的安装及就位，在指定位置安装切割机，然后安装导轨及金刚石切割绳。切割机冷却水管从现场引入，且有相应的引流收集装置。⑤结构切割，金刚石绳锯的操作由专人进行，绳锯在切割时应有5%的角度，使切面切完后成倒“八”字型，使支撑梁卡在两端不易掉落，也方便砼块起吊，切下的砼块用吊车吊至平板车上运离现场。吊机。现场履带吊为三一重工SCC750C，回转半径16m、臂长18m时的额定起重量为11.1t，吊车动载系数K=1.1，9t×1.1=9.9＜11.1t，故砼块单重不超过9t满足吊装要求。

2.4 盾构井段中板及梁结构的拆除

车站第一段（27轴-29轴）为盾构始发井，基坑内第三道支撑主要为斜撑且与中板纵梁位置冲突，为保证结构拆除过程中基坑的安全性。通过将支撑位置上调1m，梁板的拆除工艺同标准段中板。

2.5 结构墙和柱拆除

（1）结构侧墙拆除。侧墙上部分采用水钻法切割，上下分层、东西分块。考虑吊车能力和回填砂的稳定，每层高度控制在1.5m以内，每块长度控制在3m以内，每块重不大于9t，吊车吊出后外运丢弃；下部分1.5m范围采用人工风镐凿除，止水钢板、止水带及防水板接头处人工手持电锤凿除，确保防水装置可用。

①待中板结构拆除完成后，进行回填砂料的开挖，考虑拆除高度和水钻的作业空间每层开挖深度为2m，每开挖一层即拆除一层；

②侧墙拆除单元高度为1.5m，长度为3m；

③由西向东进行下部水平缝切割；

④由上向下按照划分的区段进行竖直施工缝的割除；

⑤为防止在拆除过程中混凝土墙体倾斜倒塌，凿除前在每块要拆除的混凝土上焊接3个钢丝绳挂件，用膨胀螺栓固定在地连墙上，并在中间设置两道175H型钢做为临时支撑。

（2）结构柱拆除。结构柱的截面尺寸为1.3m×0.7m，自上而下分两段切割（2m+2.2m），每段重约5t。拆除工艺同结构侧墙，分层切割，在距离柱子底部1.5m时采用人工破除。

（3）东端墙破除。由于东端墙结构内预埋了盾构钢环，在破除过程中需对其进行保护。首先将钢环四周50cm范围外的混凝土采用水钻法进行割除，然后用人工风镐配合进行混凝土清除。

3 安全质量措施

侧墙在钢筋接头范围内和施工缝处均采用人工风镐破除，要逐步破除接缝止水装置，以免损伤止水钢板和接头处钢筋及直螺纹接头。破除完成后接头范围内的钢筋人工进行拆除，以保证接头位置接驳器和套丝的完整性。在防水卷材和钢板止水带周边的混凝土破除后，防水卷材和钢板止水带周边5cm范围的混凝土采用锤头配合簪子敲碎，从防水装置上拨离下来。拆除建（构）筑物，应自上而下对称顺序进行，先拆除非承重结构后再拆除承重的部分。不得数层同时拆除。