盖挖地铁车站轨顶风道与结构板矮支架同步施工技术

余建伟

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855）

1 工程概况

花溪公园站为盖挖逆作法车站，轨道上方排风系统设计为在结构中板下方设置四道现浇钢筋混凝土轨顶风道。考虑到土建施工初期存在通风设备用户需求未确定、地铁轨道机车选型不明确等原因，轨顶风道的风口位置、结构大小不能与车站主体结构同步出具设计蓝图，因此原设计为在车站底板及中板施作完成后再以底板作为基础搭设支架施工轨顶风道。由于轨顶风道结构尺寸较小（高度1.05m、宽度3.15m、壁厚0.15m），后期支架搭设高（高度约5.5m）、钢筋绑扎、浇筑混凝土施工难度较大、施工周期较长、施工成本较高[1-2]。

矮支架法是一种非传统的结构板施作方法，主要工艺原理是盖挖逆作围护体系与结构板承重体系施工完成后，开挖至结构板以下一定高度，进行简单的地基处理后搭设满堂支架，形成矮支架体系再进行结构板的施工。

根据现场实际调查以及和参建各方优化施工方案后，在施工中板结构前预先确定轨道机车类型以及轨顶风道风口位置和结构尺寸，轨顶风道及预留孔洞与车站主体结构同步出具施工蓝图。为了确保轨顶风道与结构中板同步浇筑，参建各方优化了施工方案，确定了花溪公园站负一层土石方开挖深度为开挖至中板以下2.2m，在满足基地承载力的要求下浇筑垫层后，使中板和轨顶风道均可搭设矮支架进行施工，中板搭设支架（高2m、横距0.9m×纵距0.9m×步距1.2m），轨顶风道搭设支架（高0.95m，横距0.9m×纵距0.9m×步距0.6m）浇筑轨顶风道，在风道内搭设支架（高0.9m，横距0.9m×纵距0.9m×步距0.6m）后浇筑中板，通过盖挖地铁车站轨顶风道与结构板矮支架同步施工技术，有效解决了后续单独施工轨顶风道所涉及的高支架搭设、小结构混凝土质量以及结构作业空间小导致的人员材料运输效率大幅降低等施工复杂的问题，轨顶风道整体上与中板同步施工，确保了后期施工安全、进度、质量、成本。

图1为先施作结构中板再施作现浇混凝土轨顶风道，由于花溪公园站中板设计高度为6.5m，因此按原方案施工需要搭设高支架（根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（建办质〔2019〕31号），已涉及危大工程），且由于轨顶风道结构较小，在中板施工完成后再进行轨顶风道钢筋的运输和绑扎、模板的安装与加固以及混凝土浇筑难度较大，为了确保混凝土能正常浇筑，还需在中板浇筑期间每隔3m利用PVC管预留直径为ϕ150的混凝土浇筑孔。图3为现浇混凝土轨顶风道与结构中板同步施工，由于结构板与轨顶风道同步施工，一是大幅降低了支架的搭设高度，减少了施工成本、加快了施工进度、降低了安全隐患；二是由于是先浇筑轨顶风道再浇筑结构中板，因此在轨顶风道的钢筋在运输时可利用基坑底水平运输，作业空间大；三是在进行混凝土浇筑时，轨顶风道的底板、侧墙均处于开放状态，混凝土振捣棒可较为便捷地进行振捣作业，也无需单独预留孔洞；四是避免了在施工中板时预留钢筋，在单独进行轨顶风道施工时在狭小空间内进行大量的焊接作业（轨顶风道钢筋间距20cm一根，花溪公园站共计约20 000个焊接头）；因此，通过该施工技术能有效规避在结构中板施工完成后单独进行轨顶风道施工中存在的各项施工难点。

2 结构中板与轨顶风道矮支架同步施工技术工艺流程

2.1 轨顶风道支架模板施工

基坑负一层土石方需开挖至中板标高2.2m以下并找平，垫层为C20素混凝土浇筑，厚度为20cm（在满足地基承载力的情况下厚度可视情况进行调整）。浇筑完成并满足强度要求后，测绘轨顶风道边线以及关模线。最后分别搭设轨顶风道满堂支架，支架横向间距600mm，纵向间距900mm，扫地杆距地面高度200mm。模板采用1.5cm竹胶板+满堂支架支撑形式[3]。再根据风道尺寸铺设方木，方木尺寸为100mm×100mm，间距35cm，最后在轨顶风道底部铺设竹胶板并加固模板。

2.2 轨顶风道预留洞口及施工缝模板

洞口面板均采用竹胶板制作，厚度均为1.5cm，按照设计尺寸加工。为防止灌注混凝土时漏浆，预留洞面板与轨顶风道底板接缝处采用防水胶布进行密封。预留洞口模板需满足施工质量，不能有缺角、缺棱，侧面需用防水胶布黏结。

施工缝处堵头模板采用50mm×50mm方木条，齿距按设计受力主筋间距制作，方木条背后采用间距300mm的ϕ18钢筋与结构主筋焊接加固支撑。

2.3 轨顶风道钢筋安装

轨顶风道钢筋在加工场按设计加工成型，采用随车吊通过运输通道运送至轨顶风道施工作业面，直接吊放至现场进行绑扎作业，轨顶风道与中板连接的L型钢筋可一次加工成型，同步施工。

2.4 轨顶风道混凝土浇筑

轨顶风道混凝土强度等级为C35，采用商品混凝土，搅拌罐车运送到现场，使用混凝土泵输送灌注入仓，专人振捣，振动棒采用直径为ϕ50振动棒，由轨顶风道侧墙敞口处插入侧墙内进行振捣，振捣时，确保不漏振、不过振、不少振，料点间距不超过3m，使混凝土能够自然摊平，不得堆积下料用振捣棒摊平，以免混凝土分离。

2.5 结构中板矮支架模板施工

在处理好的基础上搭设中板满堂支架，支架横向间距600mm，纵向间距900mm，扫地杆距地面高度200mm。模板采用1.5cm竹胶板+满堂支架支撑形式[4]。结构板底部方木尺寸为100mm×100mm，间距20cm，轨顶风道范围内的支架搭设在轨顶风道底板上（轨顶风道底板下方的支架此时不拆除，且轨顶风道结构底板达到设计强度），支架搭设方式与轨顶风道以外范围内的一致。

2.6 结构中板钢筋安装与混凝土浇筑

与传统方案相同，不作赘述。

3 结构板与轨顶风道矮支架同步施工技术和质量保证措施

钢筋、预埋件、预留孔洞等满足设计要求，通过隐蔽验收后，方可浇筑混凝土，且浇筑振捣必须按顺序连续作业，采用高频振捣器振捣密实，快插慢拔，不得出现漏振或者过振的现象。混凝土浇筑完成后，应采取有效措施对大体积混凝土进行散热，防止内外温差产生裂缝。

此外，混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，养护时间不得小于规范要求。根据设计要求设置的施工缝和诱导缝，要保证其稳固、不变形、不漏浆。混凝土强度达到设计要求后，方可拆除模板。

4 应用效益分析

原方案施工结构底板后再单独搭设高支架施作现浇钢筋混凝土轨顶风道，施工需组织2组劳务队施工，每组5人，花溪公园站（每道240m，共4道）施工周期2.7个月。采取矮支架法与结构中板同步施作后，施工周期减少至0.9个月。具体节省费用见表1所示。

表1 方案费用对比表

经方案比选最终确定应用轨顶风道与结构中板矮支架同步施工方案，主要优点如下：

（1）从人工、材料两大主要方面节约了成本，通过采取现浇钢筋混凝土轨顶风道与结构中板同步施作，节省了大量人工（钢筋可采用直接吊装避免了单独施工时的在风道内部人工倒运），节省了大量的支架租赁搭设及租赁费用（支架搭设高度由6.5m降低为2m，支架租赁周期由2.7个月降低至0.9个月），缩短了施工工期，为后续盖挖逆作车站轨顶风道施工留下了宝贵的施工经验。

（2）从作业的便利性方面，避免了传统施工方法中在中板预留浇筑孔导致的预留孔堵塞和封孔工艺复杂、工作量大的问题；避免了先做中板与轨顶风道处的施工缝由下向上凿毛困难的问题；同时混凝土浇筑可通过混凝土输送泵直接进行浇筑，无需每个浇筑孔处拆管灌注，敞开的工作面也便于混凝土的振捣和养护，对提高混凝土施工质量具有极大的便利性和实效性；还减少了传统方案中施作中板时预留轨顶风道钢筋，单独施工轨顶风道后再通过焊接的方式与预埋钢筋焊接，减少了焊接接头约20 000个。

（3）从安全性方面，规避了单独施作现浇钢筋混凝土轨顶风道时需进行的高度大于5m的模板支架施工风险；也避免了在进行高空作业时人的危险性；避免了由于在狭小空间内进行钢筋焊接作业可能导致的人员中毒和窒息等安全隐患。

5 结语

综上所述，本文提出的盖挖逆作地铁车站轨顶风道与结构板矮支架同步施工技术，能够有效解决单独施工现浇钢筋混凝土轨顶风道所涉及的高支架搭设、混凝土浇筑质量控制难以及结构尺寸小导致的工作面狭小等复杂的施工问题，采用矮支架同步施工车站主体结构板与二次结构轨顶风道，避免了传统施作方法下的模架二次搭设，同时还提高了主体结构的整体性，确保了工程质量，加快了施工进度，社会效益、经济效益显著，提高了安全性，可供其他盖挖逆作法的地下结构进行参考借鉴。矮支架法作为非常规工法，必然还存在一些有待改进的问题，需在今后的研究实践中进行完善。