蓋挖地鐵車站軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)板矮支架同步施工技術(shù)

余建偉

（北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京 100855）

1 工程概況

花溪公園站為蓋挖逆作法車站，軌道上方排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在結(jié)構(gòu)中板下方設(shè)置四道現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌頂風(fēng)道。考慮到土建施工初期存在通風(fēng)設(shè)備用戶需求未確定、地鐵軌道機(jī)車選型不明確等原因，軌頂風(fēng)道的風(fēng)口位置、結(jié)構(gòu)大小不能與車站主體結(jié)構(gòu)同步出具設(shè)計(jì)藍(lán)圖，因此原設(shè)計(jì)為在車站底板及中板施作完成后再以底板作為基礎(chǔ)搭設(shè)支架施工軌頂風(fēng)道。由于軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)尺寸較?。ǜ叨?.05m、寬度3.15m、壁厚0.15m），后期支架搭設(shè)高（高度約5.5m）、鋼筋綁扎、澆筑混凝土施工難度較大、施工周期較長、施工成本較高[1-2]。

矮支架法是一種非傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)板施作方法，主要工藝原理是蓋挖逆作圍護(hù)體系與結(jié)構(gòu)板承重體系施工完成后，開挖至結(jié)構(gòu)板以下一定高度，進(jìn)行簡單的地基處理后搭設(shè)滿堂支架，形成矮支架體系再進(jìn)行結(jié)構(gòu)板的施工。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際調(diào)查以及和參建各方優(yōu)化施工方案后，在施工中板結(jié)構(gòu)前預(yù)先確定軌道機(jī)車類型以及軌頂風(fēng)道風(fēng)口位置和結(jié)構(gòu)尺寸，軌頂風(fēng)道及預(yù)留孔洞與車站主體結(jié)構(gòu)同步出具施工藍(lán)圖。為了確保軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)中板同步澆筑，參建各方優(yōu)化了施工方案，確定了花溪公園站負(fù)一層土石方開挖深度為開挖至中板以下2.2m，在滿足基地承載力的要求下澆筑墊層后，使中板和軌頂風(fēng)道均可搭設(shè)矮支架進(jìn)行施工，中板搭設(shè)支架（高2m、橫距0.9m×縱距0.9m×步距1.2m），軌頂風(fēng)道搭設(shè)支架（高0.95m，橫距0.9m×縱距0.9m×步距0.6m）澆筑軌頂風(fēng)道，在風(fēng)道內(nèi)搭設(shè)支架（高0.9m，橫距0.9m×縱距0.9m×步距0.6m）后澆筑中板，通過蓋挖地鐵車站軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)板矮支架同步施工技術(shù)，有效解決了后續(xù)單獨(dú)施工軌頂風(fēng)道所涉及的高支架搭設(shè)、小結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)作業(yè)空間小導(dǎo)致的人員材料運(yùn)輸效率大幅降低等施工復(fù)雜的問題，軌頂風(fēng)道整體上與中板同步施工，確保了后期施工安全、進(jìn)度、質(zhì)量、成本。

圖1為先施作結(jié)構(gòu)中板再施作現(xiàn)澆混凝土軌頂風(fēng)道，由于花溪公園站中板設(shè)計(jì)高度為6.5m，因此按原方案施工需要搭設(shè)高支架（根據(jù)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》（建辦質(zhì)〔2019〕31號），已涉及危大工程），且由于軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)較小，在中板施工完成后再進(jìn)行軌頂風(fēng)道鋼筋的運(yùn)輸和綁扎、模板的安裝與加固以及混凝土澆筑難度較大，為了確?；炷聊苷仓€需在中板澆筑期間每隔3m利用PVC管預(yù)留直徑為?150的混凝土澆筑孔。圖3為現(xiàn)澆混凝土軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)中板同步施工，由于結(jié)構(gòu)板與軌頂風(fēng)道同步施工，一是大幅降低了支架的搭設(shè)高度，減少了施工成本、加快了施工進(jìn)度、降低了安全隱患；二是由于是先澆筑軌頂風(fēng)道再澆筑結(jié)構(gòu)中板，因此在軌頂風(fēng)道的鋼筋在運(yùn)輸時(shí)可利用基坑底水平運(yùn)輸，作業(yè)空間大；三是在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，軌頂風(fēng)道的底板、側(cè)墻均處于開放狀態(tài)，混凝土振搗棒可較為便捷地進(jìn)行振搗作業(yè)，也無需單獨(dú)預(yù)留孔洞；四是避免了在施工中板時(shí)預(yù)留鋼筋，在單獨(dú)進(jìn)行軌頂風(fēng)道施工時(shí)在狹小空間內(nèi)進(jìn)行大量的焊接作業(yè)（軌頂風(fēng)道鋼筋間距20cm一根，花溪公園站共計(jì)約20 000個(gè)焊接頭）；因此，通過該施工技術(shù)能有效規(guī)避在結(jié)構(gòu)中板施工完成后單獨(dú)進(jìn)行軌頂風(fēng)道施工中存在的各項(xiàng)施工難點(diǎn)。

2 結(jié)構(gòu)中板與軌頂風(fēng)道矮支架同步施工技術(shù)工藝流程

2.1 軌頂風(fēng)道支架模板施工

基坑負(fù)一層土石方需開挖至中板標(biāo)高2.2m以下并找平，墊層為C20素混凝土澆筑，厚度為20cm（在滿足地基承載力的情況下厚度可視情況進(jìn)行調(diào)整）。澆筑完成并滿足強(qiáng)度要求后，測繪軌頂風(fēng)道邊線以及關(guān)模線。最后分別搭設(shè)軌頂風(fēng)道滿堂支架，支架橫向間距600mm，縱向間距900mm，掃地桿距地面高度200mm。模板采用1.5cm竹膠板+滿堂支架支撐形式[3]。再根據(jù)風(fēng)道尺寸鋪設(shè)方木，方木尺寸為100mm×100mm，間距35cm，最后在軌頂風(fēng)道底部鋪設(shè)竹膠板并加固模板。

2.2 軌頂風(fēng)道預(yù)留洞口及施工縫模板

洞口面板均采用竹膠板制作，厚度均為1.5cm，按照設(shè)計(jì)尺寸加工。為防止灌注混凝土?xí)r漏漿，預(yù)留洞面板與軌頂風(fēng)道底板接縫處采用防水膠布進(jìn)行密封。預(yù)留洞口模板需滿足施工質(zhì)量，不能有缺角、缺棱，側(cè)面需用防水膠布黏結(jié)。

施工縫處堵頭模板采用50mm×50mm方木條，齒距按設(shè)計(jì)受力主筋間距制作，方木條背后采用間距300mm的?18鋼筋與結(jié)構(gòu)主筋焊接加固支撐。

2.3 軌頂風(fēng)道鋼筋安裝

軌頂風(fēng)道鋼筋在加工場按設(shè)計(jì)加工成型，采用隨車吊通過運(yùn)輸通道運(yùn)送至軌頂風(fēng)道施工作業(yè)面，直接吊放至現(xiàn)場進(jìn)行綁扎作業(yè)，軌頂風(fēng)道與中板連接的L型鋼筋可一次加工成型，同步施工。

2.4 軌頂風(fēng)道混凝土澆筑

軌頂風(fēng)道混凝土強(qiáng)度等級為C35，采用商品混凝土，攪拌罐車運(yùn)送到現(xiàn)場，使用混凝土泵輸送灌注入倉，專人振搗，振動(dòng)棒采用直徑為?50振動(dòng)棒，由軌頂風(fēng)道側(cè)墻敞口處插入側(cè)墻內(nèi)進(jìn)行振搗，振搗時(shí)，確保不漏振、不過振、不少振，料點(diǎn)間距不超過3m，使混凝土能夠自然攤平，不得堆積下料用振搗棒攤平，以免混凝土分離。

2.5 結(jié)構(gòu)中板矮支架模板施工

在處理好的基礎(chǔ)上搭設(shè)中板滿堂支架，支架橫向間距600mm，縱向間距900mm，掃地桿距地面高度200mm。模板采用1.5cm竹膠板+滿堂支架支撐形式[4]。結(jié)構(gòu)板底部方木尺寸為100mm×100mm，間距20cm，軌頂風(fēng)道范圍內(nèi)的支架搭設(shè)在軌頂風(fēng)道底板上（軌頂風(fēng)道底板下方的支架此時(shí)不拆除，且軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度），支架搭設(shè)方式與軌頂風(fēng)道以外范圍內(nèi)的一致。

2.6 結(jié)構(gòu)中板鋼筋安裝與混凝土澆筑

與傳統(tǒng)方案相同，不作贅述。

3 結(jié)構(gòu)板與軌頂風(fēng)道矮支架同步施工技術(shù)和質(zhì)量保證措施

鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞等滿足設(shè)計(jì)要求，通過隱蔽驗(yàn)收后，方可澆筑混凝土，且澆筑振搗必須按順序連續(xù)作業(yè)，采用高頻振搗器振搗密實(shí)，快插慢拔，不得出現(xiàn)漏振或者過振的現(xiàn)象?；炷翝仓瓿珊螅瑧?yīng)采取有效措施對大體積混凝土進(jìn)行散熱，防止內(nèi)外溫差產(chǎn)生裂縫。

此外，混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于規(guī)范要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置的施工縫和誘導(dǎo)縫，要保證其穩(wěn)固、不變形、不漏漿?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可拆除模板。

4 應(yīng)用效益分析

原方案施工結(jié)構(gòu)底板后再單獨(dú)搭設(shè)高支架施作現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌頂風(fēng)道，施工需組織2組勞務(wù)隊(duì)施工，每組5人，花溪公園站（每道240m，共4道）施工周期2.7個(gè)月。采取矮支架法與結(jié)構(gòu)中板同步施作后，施工周期減少至0.9個(gè)月。具體節(jié)省費(fèi)用見表1所示。

表1 方案費(fèi)用對比表

經(jīng)方案比選最終確定應(yīng)用軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)中板矮支架同步施工方案，主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）從人工、材料兩大主要方面節(jié)約了成本，通過采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)中板同步施作，節(jié)省了大量人工（鋼筋可采用直接吊裝避免了單獨(dú)施工時(shí)的在風(fēng)道內(nèi)部人工倒運(yùn)），節(jié)省了大量的支架租賃搭設(shè)及租賃費(fèi)用（支架搭設(shè)高度由6.5m降低為2m，支架租賃周期由2.7個(gè)月降低至0.9個(gè)月），縮短了施工工期，為后續(xù)蓋挖逆作車站軌頂風(fēng)道施工留下了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

（2）從作業(yè)的便利性方面，避免了傳統(tǒng)施工方法中在中板預(yù)留澆筑孔導(dǎo)致的預(yù)留孔堵塞和封孔工藝復(fù)雜、工作量大的問題；避免了先做中板與軌頂風(fēng)道處的施工縫由下向上鑿毛困難的問題；同時(shí)混凝土澆筑可通過混凝土輸送泵直接進(jìn)行澆筑，無需每個(gè)澆筑孔處拆管灌注，敞開的工作面也便于混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)，對提高混凝土施工質(zhì)量具有極大的便利性和實(shí)效性；還減少了傳統(tǒng)方案中施作中板時(shí)預(yù)留軌頂風(fēng)道鋼筋，單獨(dú)施工軌頂風(fēng)道后再通過焊接的方式與預(yù)埋鋼筋焊接，減少了焊接接頭約20 000個(gè)。

（3）從安全性方面，規(guī)避了單獨(dú)施作現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌頂風(fēng)道時(shí)需進(jìn)行的高度大于5m的模板支架施工風(fēng)險(xiǎn)；也避免了在進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)人的危險(xiǎn)性；避免了由于在狹小空間內(nèi)進(jìn)行鋼筋焊接作業(yè)可能導(dǎo)致的人員中毒和窒息等安全隱患。

5 結(jié)語

綜上所述，本文提出的蓋挖逆作地鐵車站軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)板矮支架同步施工技術(shù)，能夠有效解決單獨(dú)施工現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌頂風(fēng)道所涉及的高支架搭設(shè)、混凝土澆筑質(zhì)量控制難以及結(jié)構(gòu)尺寸小導(dǎo)致的工作面狹小等復(fù)雜的施工問題，采用矮支架同步施工車站主體結(jié)構(gòu)板與二次結(jié)構(gòu)軌頂風(fēng)道，避免了傳統(tǒng)施作方法下的模架二次搭設(shè)，同時(shí)還提高了主體結(jié)構(gòu)的整體性，確保了工程質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著，提高了安全性，可供其他蓋挖逆作法的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行參考借鑒。矮支架法作為非常規(guī)工法，必然還存在一些有待改進(jìn)的問題，需在今后的研究實(shí)踐中進(jìn)行完善。