城市轨道交通地下车站内部结构PC预制拼装技术分析

刘玟君

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430072）

0 引言

随着我国经济的快速发展，城市化进程不断加快，城市轨道交通作为一种重要的交通工具，在缓解城市拥堵、改善环境等方面有重要作用。在城市轨道交通地下车站内部结构建设中，为提高施工建设质量，可应用PC 预制拼装技术，以优化城市轨道交通地下车站内部结构，保证构件的安全拼装。

1 工程概况

以武汉市地铁二号线一期工程为例，该地铁线所有车站呈东西走向，施工场地较为开阔。经实际勘察，该区域内土层结构以人工堆积层与沉积层为主，地下水埋入深度较浅，且含水层水平、垂直向渗透性差异较小，对城市轨道交通地下车站内部结构产生了一定影响。车站内左右两端采用现浇施工方式，中间采用装配式施工方式，装配段基坑长度为134m，宽度为120m，深度为20m。在装配段基坑建设中，支护方式以锚索支护及围护桩为主，锚索与围护桩之间的距离控制在2m 左右。

2 城市轨道交通地下车站结构体系类型

2.1 轻钢结构体系

该结构体系以钢材料为主，结构体系强度较高，有较好的应用价值，与传统木结构方式相比，轻钢结构的安全性有更充分的保障，施工效率更高。目前，轻钢结构体系在城市轨道交通地下车站工程中得到了广泛应用，能够进一步扩大城市轨道交通地下车站内的空间，提升工程质量，且对地下环境的影响更小。此外，轻钢结构在防火性及耐腐蚀性方面有较大优势，可大幅提升城市轨道交通地下车站的使用寿命[1]。

2.2 混凝土结构体系

在城市轨道交通地下车站内部结构建设中，混凝土结构体系是一种常见的结构体系。随着我国地铁建设数量的不断扩大，装配式地铁车站的增多，混凝土结构体系的应用范围也越来越广泛。混凝土结构体系通常可分为通用和专用两种。通用结构体系以框架和剪力结构为主，有非常明显的通用效果；专用结构则依据城市轨道交通地下车站的具体使用功能而定，以满足其特定的结构要求[2]。

3 城市轨道交通地下车站内部结构PC 预制拼装技术特点分析

3.1 装配化

通常，在城市轨道交通地下车站的施工建设过程中，大量的预制构件会提前在工厂内按照施工标准进行生产。这些构件生产完成后，将被运输到施工现场进行安装，可以省略部分传统施工工序，从而大幅度提高施工效率、缩短施工工期。此外，采用PC 预制拼装技术，可以实现更好的模块化设计，同时采用更先进的装配式施工工艺完成施工，可保证施工质量[3]。

3.2 构件生产工业化

构件生产工业化的特点是，严格按照相关质量标准完成城市轨道交通地下车站结构配件的生产，在更加稳定的外部环境下进行安装，以降低施工难度，避免受环境因素影响导致构件质量下降。此外，在构件生产工业化模式下，通过对标准化构件的定制，可实现批量生产，达到高效生产和资源节约的效果[4]。

4 城市轨道交通地下车站内部结构PC 预制拼装技术难点分析

预制拼装的工法有多种，如可将预制构件在工厂进行预拼装，然后运到施工现场进行整体拼装，不同工法之间存在差异，因此在施工过程中应仔细分析相应工法的技术难点，并加强难点控制[5]。

城市轨道交通地下车站内部结构PC 预制拼装技术难点主要有以下两方面：

第一，构件运输和安装要求复杂。一是预制构件本身通常较大且重量较重，需要采取合适的运输方式确保其安全到达工地，需要精心组织和协调特殊的运输车辆、专业的起重设备和稳固的承载结构[6]。二是由于地下车站空间有限，施工现场动线狭窄，因此构件从运输车辆到实际安装位置之间的搬运过程需要高度协调和精确操作。同时，与传统现场浇筑相比，预制构件数量多、种类繁多，整体组装拼接难度较大。

第二，精确性要求较高。地下车站内部结构的PC构件需要具有高度精确的尺寸，以确保各个构件之间的连接紧密，并且与其他系统（如门窗、电气设备等）无缝对接。由于预制构件在生产过程中受到各种因素影响，如混凝土收缩和温度变化等，可能会导致尺寸偏差。因此，在设计和生产阶段需要采取有效措施来确保每个构件的尺寸精确。同时，注意施工接缝的处理，预制构件在拼装时会形成接缝，如楼板之间、墙体与楼板连接处等，需要妥善处理这些接缝，以保证结构的密封性和强度。因此，正确选择和使用适当的密封材料和技术是必要的。

5 城市轨道交通地下车站内部结构PC 预制拼装技术应用分析

5.1 拼装台车搭建

由于城市轨道交通地下车站内部空间有限，而构件质量较大、长度较长，为保证拼接效率，需要提前完成装配式地下车站拼装台车搭接，其结构如图1所示。

图1 装配式地下车站拼装台车结构图

图1 中1 表示第一层操作平台，2 表示第二层操作平台，3 表示侧墙操作平台，4 表示竖向液压千斤顶，5表示水平液压千斤顶，6 表示平台行走装置，7 表示滑轮设备。

从图1 可以看出，该平台车主要采用钢架构方式，通常在不移动拼装台车的前提下，构件安装数量为4个。将拼装台车放置到轨道后，为使其处于移动状态，可通过轮式行走装置实现移动。可在第一和第二操作平台之间设置滑板，使操作平台实现横向与竖向移动。拼装台车搭建顺序如下。

第一，预制构件拼装完成7 环后，在拼装台车周围安装走行轨道，实现台车移动。

第二，对组装台车进行调试，调试完成后，将其运输到指定位置，并利用其他操作平台完成构件拼装。

第三，应用第一层操作平台的过程中，需要同时启动操作平台顶部的竖向液压千斤顶，同时将操作平台向外移动一段距离。后续启动竖向液压千斤顶后进行升启。

第四，利用起重机设备将预制构件放置到操作平台后，对不同预制构件进行合并。

第五，完成构件合并后，进行张拉锁定，将竖向液压千斤顶移动到墙体侧面处，完成对拼装台车的搭建。

5.2 拼装形式确定

目前，城市轨道交通地下车站内部结构PC 预制拼装形式可分为错缝和通缝两种[7]。在该工程项目中，PC 预制拼装第一阶段采用错缝拼装形式，该拼装形式虽然效果比较突出，但整体工作量比较大，有时会出现错台现象；第二阶段采用通缝拼装形式，以解决构件安装不同步的问题，同时降低拼装工作量。

5.3 拼装定位

拼装定位主要对分别为底板、侧墙及顶板进行定位。在底板定位过程中，通常使用起重机设备及其他辅助定位装置进行定位，根据构件连接缝之间的对接情况确定安装位置。在顶板定位中，应用起重机设备可实现顶板运输与安装，在操作平台上实现顶板合龙，此举能保证定位更加准确。

完成拼装位置定位后，需要采取相应的调整措施[8]。比如，在线轴控制方面，需要在构件表面设置十字线，利用相关设备加强对线轴的管理，保证对线轴的控制合理。在垂直度调整过程中，需要同时调整构件的纵向及环向垂直度，同时采用激光垂准仪器，每隔一环进行仔细复核与校正。在构件端面设置、调整过程中，主要对产生的缝隙进行修补，防止质量下降，且接缝宽度设计要在合理范围内[9]。

5.4 具体拼装步骤

该工程项目设置了反力架，采用自上而下的拼装工艺，先完成A 块构件拼装，其次是B 块，以此类推，形成有序的拼装流程，最终实现整体拼装。

5.4.1 A 块拼装

第一，在首环安装过程中，需要特别重视反力架的安装，反力架安装合理，有助于构件的精准定位，进一步保证拼接效率[10]。完成反力架安装后，需要利用测量仪器对城市轨道交通地下车站方向进行测量。对A 块横轴线进行精准定位后，将其延伸到反力架及垫层处，在调整方向的过程中，可利用千斤顶设备对横轴线纵向及环向位置进行调整，使A 块安装更加合理。确定好A 块安装位置后，使用千斤顶设备增加构件表面张力，并对A 块纵向及横向位置进行反复确认，位置确认无误后方对其进行固定。

第二，在第二环A 块拼接过程中，需要在A 块顶面位置安装导向装置，从而快速确定具体的安装位置。在安装第二环A 块的过程中，要求合理把控A 块与其他零部件之间的距离，进行对中处理，对中基本符合要求后，将首环位置的导向装置拆卸，完成构件安装。另外，需要在A 块底部安装垫片及连接器。根据连接器调整方向进行重复测量，实现对各个A 块的纵横轴线进行精准确定，最后将螺帽拧紧。完成该项工序后，应用测量仪器对不同A 块的纵横轴线进行复核，完成该阶段拼装。

5.4.2 B 块拼装

B 块拼装与A 块拼装相似，都是分成两个部分进行。在首环拼装过程中，首环B 块通常安装在A 块两侧位置，以起到良好的对称效果。安装时，必须重视反力架应用，通过安装定位销，使B 块在下降过程中通过配合龙门吊完成安装，保证构件连接的稳定性及对称性。将首环B 块运输到指定位置后，控制好A 环与B 环之间的距离，其中B 环纵向位置必须与反力架紧密结合在一起，后续将千斤顶直接推入B 块的U 型槽中，以此提高B 块的连接效果。利用螺帽等固定设备完成固定后，结合反力架设备向B 块添加一定的压力，注意在施加压力的过程中，需要利用测量仪器度对A 块与B 块之间的距离进行检测。两者之间的轴线与垫层轴线完全重叠后，再利用连接设备在垫块内U 型槽中将首环B 块夹紧，最后利用千斤顶设备将U型槽完全卸载。

6 结语

综上所述，PC 预制拼装技术目前在城市轨道交通中的应用已较为成熟，但在地铁车站施工中的应用尚处于探索阶段，如预制拼装的精度控制、防水措施、结构耐久性等问题有待解决。从工程实际应用来看，预制拼装技术能够有效提高工程质量，缩短施工工期，降低工程造价。因此，需要提高对PC 预制拼装技术的重视，加强技术控制，不断完善及经验积累，使装配式预制拼装技术在城市轨道交通中的作用得到更有效的发挥，这对提高城市轨道交通建设水平也有重要意义。