地鐵高大模板安全專項施工方案編制內容研究

陳 亮 馬 潔

(1.石家莊鐵道大學四方學院，河北石家莊 050043; 2.石家莊鐵道大學機械工程學院，河北石家莊 050043)

0 引言

高大模板［1］是指水平混凝土構件模板支撐系統高度超過8 m，或跨度超過18 m，施工總荷載大于10 kN/m2，或集中線荷載大于15 kN/m的模板支撐系統。明挖順作法地下兩層多跨箱形鋼筋混凝土地鐵車站結構雖然其單層高度Hmax＜8 m、單跨跨度Lmax＜18 m，但由于其模板所承受的施工總荷載大于10 kN/m2、線荷載大于15 kN/m，故屬于高大模板范疇，是地鐵安全監控的重點。實踐證明，要做好地鐵高大模板的安全監控工作，方案必須先行，而且方案必須具有一定的科學性、合理性、可操作性與完備性，否則其施工安全無法保障。因此，編制好地鐵高大模板安全專項施工方案有著非常重要的現實意義。在此，筆者擬從編制依據、工程概況、模板方案、模板檢算、施工措施等方面，對編制內容及有關問題進行較為系統地研究，以期對方案編制工作有所裨益。

1 編制依據

從筆者所了解到的情況看，大多數施工方案對技術性方面的主要依據均較明確，都能將JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術規范(依據1)，JGJ 166-2008建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范(依據2)或JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(依據3)或JGJ 128-2010建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范(依據4)，GB 50214-2001組合鋼模板技術規程(依據5)，JG/T 156-2004竹膠合板模板(依據6)等納入編制依據。除此之外，與方案密切相關的其他依據尚缺失較多，究其原因主要是:1)有的對高大模板法規性依據尚不十分明確，竟然缺少住建部《建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則》(依據7);2)對高大模板荷載方面的依據理解不十分透徹，尚未將主體結構設計圖(依據8)、施工組織設計(依據9)或主體結構混凝土澆筑專項施工方案(依據10)納入編制依據，前者與結構尺寸有關制約永久荷載，后兩者與施工設備配備有關制約可變荷載，均是重要依據不可廢除;3)對其他不常用的一些技術性依據如《建筑施工手冊》(2012.12版)(依據11)，GB 50005-2003木結構設計規范(依據12)，GB 15831鋼管腳手架扣件(依據13)尚不十分熟悉，未寫進方案中來，其實這些標準不僅與模板設計有關，而且與安裝工藝關系密切，也是不能缺少的;4)對編制依據的理解尚不十分準確，把握不夠，有的把《建筑結構荷載規范》《混凝土結構設計規范》《鋼結構設計規范》等與模板方案基本無關的東西寫入方案中，這種不正確的現象需要糾正。通過上述分析、研究，地鐵高大模板安全專項施工方案的編制依據主要應包括三大方面的內容:

1)法規性依據(依據7)，這是關鍵依據，在眾多依據中應居于首位。

2)技術性依據(依據1～6，11～13)，這是主要依據，應根據采用模板支架體系的不同，逐一列出，不可遺漏。

3)荷載相關依據(依據8～10)，這是重要依據，不可缺失，均應寫入方案。

2 工程概況

高大模板安全專項施工方案不同于施工組織設計，也不同于其他分部工程施工方案，工程概況應各有區別，切忌照抄、照搬設計文件，應緊扣高大模板這個主題，有選擇性地編寫。為達此目的，以筆者之管見，其編寫內容及注意事項應按如下要點予以掌握:

1)與高大模板有關的工程情況需納入編寫范圍。如工程名稱、主要工法、起止里程、車站總長、基坑寬度與深度、車站類別與結構類型、結構斷面尺寸(主要是底板、側墻、頂板及頂縱梁等斷面尺寸)、混凝土等級、結構高度與跨度等設計數據均應寫明，篇幅力求控制在600字以內。

2)與高大模板有關的施工組織安排、工序銜接關系等也應在方案中反映。如施工段劃分數量與長度、結構施作方法(采用三次施作法還是五次施作法)［2］、模板支架安裝與鋼支撐拆除關系、澆筑混凝土后搭設腳手架的最小間隙時間、工序流程(是單工序順序作業，還是多工序平行流水作業)、拆模時間等等也需說明。此部分涉及的內容較多，編寫時應梳理清楚，按照合理的順序分項敘述，篇幅不超過400字為宜。

3)施工材料及施工設備的配備情況是方案的重要組成部分，不可遺漏。如模板支架配備的總套數(兩層結構每段為1套)，模板支架是否周轉倒用，澆筑混凝土所配備的機具、設備，是否使用布料機等等，文字要簡練，說明即可，篇幅150字～200字為宜。

4)與高大模板作業安全攸關的事項也需在方案中說明。如上下基坑的安全通道如何設置，各施工段是否配備臨時簡易爬梯，基坑吊裝作業基本形式、基坑施工期間排降水情況等，說明事項即可，不可贅述，篇幅100字～150字為宜。

3 模板方案［2］

模板方案主要包括工期目標、施作方法、施組安排、材料選用、安裝尺寸及構造要求等等。現分述如下:

1)工期目標。

說明工程工期、施工任務及工期目標即可，務求簡練。

2)施作方法。

明挖順做法地鐵車站，是在土方開挖見底后，縱向分段，水平分層進行的，施作方法主要有兩種:三次施作法和五次施作法。三次施作法為墻板梁整體式施作法，每段結構三次完成，工序轉換少，材料投入量較大，施工周期較短;五次施作法為側墻與板梁分離式施作法，每段結構分五次才能完成，工序轉換較多，材料投入量相對較少，施工周期較長。目前我國大多數城市地鐵均實行明挖車站、區間盾構綜合招標法，施工招標以后，開工在即，工程工期均較緊張，此類工程一般采用三次施作法較為合適。如果工期較長，僅主體結構施工工期就能達到1年以上時，則可采用五次施作法進行，這樣施工成本相對較低一些。方案編制時，應根據具體情況而定。

3)施組安排。

采取五次施作法時，一般為單工序順序作業，施組安排較為簡單。采用三次施作法時，對施組安排有特殊要求:a.關鍵線路上的工作必須安排兩個工班平行流水作業，安排不當時，工序銜接會出現混亂，工期無法保證;b.模板支架不能周轉倒用，使用材料必須充分保證。這些因素屬施組重要內容，編寫方案時，必須高度重視，妥善作出安排。

4)材料選用。

材料選用基本原則是:既要充分保障地鐵實體結構的基本質量，又要考慮模板支架易于安裝。為達此目的，根據筆者的工程經驗，建議優先選用φ48×3.6碗口式滿堂鋼管支架、P6015組合鋼模及竹膠合模板，次楞選用方木，主楞選用槽鋼。

5)模板方案還應包括安裝尺寸及構造要求等。

原則上安裝尺寸不能大于檢算尺寸，構造要求應繪制具體安裝圖并加文字說明，才能有效地指導安裝。安裝圖應包括總體構造圖(橫斷面構造圖)及側墻、頂板、頂縱梁模板細部構造大樣圖。受篇幅所限，各種圖示在此從略。

4 模板檢算［3，4］

1)模板檢算時，需要在方案中妥善解決如下問題。

a.正確確定檢算結構及檢算項目。從地鐵結構的特點來講，軌行區結構凈空較高，其側墻模板應檢算;頂板、頂縱梁荷載較大，其模板應檢算。具體檢算項目包括這三大類模板及相應次楞、主楞的抗彎強度及撓度，另外立桿和水平桿的穩定性也需檢算。

b.模板及各類構(桿)件承受何種荷載，其結構受力特點如何，檢算類型該如何確定。從荷載類型看，鋼模板、竹膠合模板承受均布荷載，可按三跨或四跨連續板檢算;次楞、主楞承受集中荷載，可按三跨連續梁檢算;立桿承受集中荷載，穩定性應按最大步距檢算，水平桿承受水平集中荷載應按最大跨距檢算。

c.地鐵高大模板按什么受力特性進行檢算，在確定的受力特性狀態下，荷載效應組合控制情況怎樣。一般來講，可按承載力極限狀態進行檢算。由于地鐵結構尺寸較大，側墻厚度一般為70 cm，頂板厚度在80 cm～100 cm之間，頂縱梁最大斷面尺寸可達高120 cm×寬200 cm，永久荷載很大，故主要由永久荷載效應組合控制檢算。在此種情況下荷載計算公式分別為:

在上述公式中，永久荷載有G1K模板自重，G2K結構混凝土自重，G3K鋼筋自重，G4K內部振搗器對側墻模板產生的側壓力;可變荷載有Q1K施工人員及設備荷載，Q2K振搗混凝土產生的荷載，Q3K傾倒混凝土對側墻模板產生的荷載。

d.在上述模板荷載計算中，每一種具體的荷載取值怎么確定。其中G4K需要根據JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術規范(以后簡稱“模規”)4.1.1-1 公式 F=0.22γctoβ1β2V1/2及 4.1.1-2公式F=γcH計算取小值，其余均視不同情況根據模規“4.1.1～4.1.2”條之規定取值即可。頂板與頂縱梁由于模板類型與結構尺寸不同，相應的G1K，G2K，G3K值是不同的;在施工設備配置上兩者沒有差異，故Q1K，Q2K是相同的。側墻與板梁的模板類型不同，故其Q2K值是有區別的。

2)檢算結果。

因篇幅所限，檢算在此從略。經檢算可知，地鐵明挖兩層結構，側墻厚70 cm，頂板厚80 cm，頂縱梁斷面高×寬為180 cm×120 cm時，側墻次楞按30 cm間距豎向布置φ48×3.6單肢鋼管、板結構次楞按30 cm間距沿車站橫向布置50 cm×50 cm方木、頂縱梁次楞按30 cm間距沿車站橫向布置100 mm×100 mm方木、側墻按90 cm間距水平布置［8槽鋼主楞、板結構按90 cm間距沿車站縱向布置［8槽鋼主楞、頂縱梁按60 cm間距沿車站縱向布置［10槽鋼主楞、板結構按縱橫間距90 cm搭設φ48×3.6碗口式鋼管立桿、頂縱梁按縱距90 cm橫距60 cm搭設φ48×3.6碗口式鋼管立桿、水平桿按豎向1.2 m間距搭設φ48×3.6碗口式鋼管即可保證施工安全的需要。方案最終確定的安裝尺寸只要不大于上述檢算數據即可。

5 施工措施

施工措施切忌照抄、照搬規范，或套用其他電子版，一定要結合工程實際和施工隊伍所具有的施工經驗，有針對性、有重點地編寫。以下重要內容攸關高大模板施工安全，必須納入施工措施認真編寫:

1)目前市場上φ48的鋼管，壁厚δ=2.8 mm～3 mm的較多，材料進場時必須嚴加檢查驗收。為確保支架安全受力的要求，δ＜3.6 mm時應對其材料進行更換。

2)板梁次楞一般采用方木，其順直性和接觸面的平整度對安裝工藝影響較大。因此，在這兩個方面不符合要求的材料，要予以更換。

3)搭設支架時，嚴禁直接在基礎面上安裝立桿。為確保支架的穩定性和基本工藝要求，立桿底部必須安裝平板底托，底托、頂托、水平支托外露長度必須符合規范要求(≤20 cm)。

4)側墻鋼管次楞與槽鋼主楞應采用U形螺栓連接;槽鋼主楞搭接點應位于支托處，原則上也應用U形螺栓連接;竹膠合模板與方木次楞可用鐵釘頂固。

5)側墻、板梁整體施作時，每段側墻頂部須預留3個～4個投料孔，澆筑混凝土時，泵車投料管應伸至側墻內，投料高度控制在2 m左右為宜，嚴禁在側墻頂部直接投料。

6)支架搭設的基本原則:先縱向、后橫向。縱向應從兩施工段結合部開始向另一端順序搭設。橫向應從中間向兩側搭設，先搭設中間縱梁處支架，然后再搭設兩側板支架。搭設板支架時，位于側墻處1跨～2跨支架應最后搭設，以便安裝側墻模板。

7)搭設板支架時，單跨跨中應考慮支架的施工沉落量，以確保結構凈空的需要。

［1］建質［2009］254號，建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則［S］.

［2］陳 亮，馬 潔.地鐵明挖車站模板施工方案優化設計［J］.國防交通工程與技術，2013，11(2):77-80.

［3］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技術規范［S］.

［4］秦桂娟.建筑工程模板設計實例與安裝［M］.北京:中國建筑工業出版社，2010.