地鐵車站混凝土施工技術探討

吳恒生

摘要：地鐵工程地下車站設計年限達到100年，使用期間除維持自身結構受力及結構穩定外，還承受了水壓力、土壓力、地面傳遞荷載、列車運行沖擊力、地震波等。施工過程中必須嚴格控制混凝土質量，確保混凝土強度、耐久性、抗滲性、抗裂性等指標均達到規范及設計要求，保證地下車站在設計年限內正常使用，安全狀況良好。

關鍵詞：地鐵工程；地下車站；混凝土施工技術；軌道交通；車站設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2016）06-0106-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.053

1 工程概況

廣州市軌道交通二、八號線延長線施工九標（石壁車站）土建工程位于廣州市番禺區。站址大部分位于苗圃和水塘中，周邊為連片魚塘及苗圃。車站外包總長176.4m，標準段寬度17.1m，車站西南擴大端寬43.9m，車站基坑深15.92m。車站為地下雙層島式車站，車站主體為現澆鋼筋砼箱型及箱形框架結構，車站負一層高4.8m，負二層高7.22m，車站頂板埋深2.9m。頂板厚0.8m，中板厚0.4m，底板厚0.9m，側墻厚0.7m。

2 混凝土原材料控制

2.1 原材料質量及配制要求

2.1.1 水泥。采用海螺牌普通硅酸鹽水泥（英德生產）。經過嚴格檢測，此品種水泥的細度、凝結時間、安定性、強度等指標均滿足混凝土配置要求；水化熱較低，配制混凝土時必須適當降低坍落度、摻入適量粉煤灰和適當提高砂率來改善砼和易性。

2.1.2 粗骨料。選用新會石場產的機械破碎碎石。經檢測，此種碎石為連續級配碎石，粗骨料直徑不大于37.5mm，針狀顆粒含量不大于10%。碎石中的含泥量≤1%，泥塊含量≤0.5%，碎石的堅固性指標≤12%，碎石中的有害物質含量，硫化物及硫鹽含量折算成SO3，按重量計≤1%。滿足混凝土配置要求。

2.1.3 細骨料。選用西江優質河砂，該種砂具有良好的級配，細度模數為2.5～3.2，通過0.135mm的篩孔的砂不少于15%。質量合格，滿足混凝土配置要求。

2.1.4 摻合物。摻入一定數量的粉煤灰降低水泥的水化熱，粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、控制溫度裂縫的產生。粉煤灰選用優質Ⅱ級以上粉煤灰。

2.1.5 外加劑。摻入適宜的高效緩凝減水劑以提高混凝土的工作性和和易性，防止混凝土出現離析泌水現象。外加劑的摻量由試驗確定，摻用引氣外加劑時，其混凝土的含氣量≤4%。

2.1.6 配合比的設計。泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比不宜大于0.6，砂率為35%～45%，水泥用量不宜小于300kg/m3。根據施工要求，砼設計坍落度為140±20mm，緩凝時間為4～6小時。商品混凝土廠所做的混凝土配合比設計經第三方驗證合格報監理、業主審批后方允許使用。

2.1.7 砼外觀質量檢測?；炷翝仓皯葯z查坍落度，坍落度過小時允許現場加入減水劑調整一次。檢查混凝土的和易性，出現離析、泌水、流漿的混凝土堅決不允許使用。在高溫季節施工時必須檢查混凝土的溫度。溫度高于要求值時，必須采取加冰等降溫措施。

2.2 砼的運輸、試驗

石壁車站施工選用商品混凝土，用混凝土車運輸，在進行裝料前，應排清運輸車輛內的積水及雜質。運送途中，為了防止離析，拌筒攪拌以1～3r/min速度進行。

現場取樣時，以攪拌車卸料1/4后至3/4前的砼作為取樣、試件制作用砼。對每一車商品砼均要進行坍落度檢驗，不合格的砼嚴禁使用，以保證砼質量。

3 混凝土施工工藝

3.1 混凝土澆筑區段劃分

將車站按縱向共分為9段，每段長度為14.7～25.5m。橫向分層澆筑厚度為30～50cm。

3.2 主要施工機械配備表

主要施工機械配備表見下表1：

表1 主要施工機械配備表

機械名稱 單位 數量 備注

SY5382THB 48砼泵 臺 2 臂泵

混凝土攪拌輸送車 輛 15

振動棒 根 12

平板振動器 臺 12

地泵輸送裝置 套 2 由料斗、溜管、串桶等組成。

3.3 施工順序

主體結構豎直方向上劃分為三段進行砼澆筑：（1）底板及負二層側墻（加腋部分以上300mm），簡稱底板；（2）負二層側墻其他部分+中板+負一層側墻（中板以上300mm），簡稱中板；（3）負一層側墻其他部分+頂板，簡稱頂板。主體結構砼每個縱向分段全寬范圍在豎向分段范圍內一次連續澆筑成型。車站混凝土單次澆筑最大方量為780m3。

3.4 施工工藝

圍護結構表面處理→綜合接地施工→基底清理→C15墊層澆筑→作底板、側墻防水層→綁扎底板鋼筋→澆底板砼→綁扎柱鋼筋、架柱?！鷿仓拧壴九_層側墻鋼筋、架側墻模及中板?！壷邪邃摻睢鷿矀葔爸邪屙拧壴摻?、架柱模→澆柱砼→綁站廳層側墻鋼筋、架側墻模及頂板?！夗敯邃摻睢鷿矀葔绊敯屙?。

3.5 澆筑方法

3.5.1 底板施工。底板施工工作范圍為底板+底板腋腳以上30cm側墻+底梁。底板施工模板工作量少，工作量集中在鋼筋綁扎上。

第一，測量放樣，將左右軌道中心線精確定位，量測圍護結構基面是否侵限，將侵限部位鑿除，確保側墻厚度。按鋼筋間距、平面設計位置用墨線將縱橫向鋼筋位置標出，確保鋼筋的間距和鋼筋網的平面位置符合設計要求。

第二，將側墻內側模板位置用墨線在底板鋼筋上標明，經校核無誤后，按照已審批的《高支模施工方案》的支模方法將側墻模板支護牢固。保證側墻位置準確，車站限界合格。

第三，澆筑底板混凝土。每段底板施工時混凝土一次澆筑完成不留施工縫，每段混凝土施工采用2臺SY5382THB 48砼泵車來輸送砼，橫向對稱澆筑。每次澆筑混凝土寬度不大于2m。砼澆筑時采取順長向按“平面分層、循序漸進、薄層澆筑、自然流淌、連續澆筑”的原則施工。分層澆筑厚度為30～50cm。底板厚度900mm，澆筑時采取斜面分層推進，分兩層澆筑到頂。根據澆筑時間，在底板混凝土初凝前澆筑側墻混凝土，澆筑前清除模板內雜物，將模板潤濕，側墻澆筑高度在底板上60cm，可以一次澆筑成型，但必須振搗密實。澆筑時根據實際情況可以設置擋板防止混凝土由腋腳擋板流淌。澆筑前，在兩側側墻及中間梁柱模板位置精確劃線作為混凝土表面控制線，振搗完成后掛線檢查，高低不平處立即趕平。確保混凝土表面平整，標高接近底板設計標高。

第四，混凝土振搗。在每個泵送砼澆灌帶布置5～6臺插入式振搗器，要做到“快插慢拔”，均勻振搗，上下抽動，均勻排列插點，交錯式和并列式均可；間距為300～400mm，插入到下層尚未初凝的混凝土中約50～100mm，振搗時不要跳躍式振搗，應依次進行，以防發生漏振。在邊角處和斜面底部要加強振搗，模板邊緣與振搗器距離不大于20cm，并盡量避免碰撞鋼筋和預埋管件。

底板混凝土振搗時，由于采用泵送商品混凝土，將會產生泌水現象，可利用底板上的集水井收集，用水泵及時抽出坑外。

3.5.2 中板施工。中板施工范圍為負二層6.62m側墻+中板腋腳+中板+中板以上30cm側墻。中板澆筑施工中采用滿堂紅腳手架，工作量較大。按照《高支模施工方案》的支模方案將側墻中板模板支護牢固，驗收合格后才能進行混凝土澆筑施工。

中板施工時測量放樣、鋼筋定位、中板澆筑方法和底板混凝土施工相類似。下面重點說明側墻混凝土澆筑、振搗施工方法。

第一，與中板一起澆筑的側墻高6.62m，澆筑側墻高度范圍內采用軟塑管串桶，管口距澆筑底面小于2m。墻內暗柱與墻同時澆筑。澆筑墻體混凝土應分層連續進行，間隔時間不應超過2h，每層澆筑厚度控制在50cm左右。澆筑前預先安排好混凝土下料點位置和振搗器操作人員數量。澆筑時采用兩套SY5382THB 48砼泵橫向對稱澆筑，盡量保持兩側側墻澆筑位置及砼高度平齊，保持兩側壓力均衡，避免腳手架受力不均產生傾斜滑移。

第二，振搗棒移動間距應小于50cm，每一振點的延續時間以呈現浮漿為止，為使上下層混凝土結合成整體，振搗器應插入下層混凝土5cm。振搗時注意鋼筋密集區加強振搗。記錄好每層澆筑時間。側墻澆筑至中板腋角位置時，將已澆筑的混凝土未初凝部分重新振搗一次，快插快拔，適當放大振點間距。

第三，將側墻頂面泌水、浮漿適量清除后立即灌注混凝土，兩者時間間隔不能大于2小時，超過2小時按照施工縫處理。

3.5.3 頂板施工。頂板施工方法、施工程序和中板施工基本相同，就不再贅述了。

3.5.4 結構柱施工。本車站在雙跨及多跨區段設置了24根結構柱，由于柱的砼標號大于梁砼的標號，結構柱先于梁澆筑。柱澆筑前底部要先填與砼配合比相同的石子砂漿，柱混凝土要分層振搗，采用插入式振搗器時每層厚度不能大于50cm，振搗棒不能觸動預埋件和鋼筋。

3.5.5 施工縫處理。橫向施工縫斷面垂直，橫向順直，埋置鍍鋅鋼板止水帶，并用快易收口網收口（或采用端模，后段施工時端部表面鑿毛）。

側墻豎向施工縫位置事先用墨線（或紅油漆）標示清楚，確保施工縫水平。采用鍍鋅鋼板止水帶，側墻外包防水采用PVC防水板、外貼式止水帶等防水。施工縫處混凝土用木瓦刀盡量趕水平。達到一定強度后鑿毛，確保后澆部分密貼。

3.6 混凝土的養護

混凝土的養護主要是達到保濕和保溫的目的。保濕時還在混凝土強度發展階段，濕度條件可以防止混凝土表面因脫水產生干縮裂縫。保溫是保持混凝土表面的溫度，減小其表面溫度梯度，防止表面裂縫的產生。本工程采用保溫、保濕養護。澆筑完成后，板采用蓄水養護，墻柱拆模后采用麻袋覆蓋、灑水養護。養護期不少于14天。

3.7 混凝土拆模條件

拆模時砼的強度必須超過設計強度的70%，且砼表面溫度與環境溫度之差不得超過15℃。拆模時應注意勿使混凝土結構受損。

砼的拆模嚴格執行拆模申請制度，由施工方提出申請，相關責任人根據同條件養護試塊的強度，下達拆模指令，方可拆模。

3.8 混凝土澆筑注意事項

3.8.1 澆筑前先做好圍護結構止水，清鑿，并沖洗干凈，排干積水，再進行澆筑。

3.8.2 混凝土配料單要寫明澆筑位置的砼標號、坍落度要求、澆筑的數量、水泥種類、減水劑摻量與粉

煤灰。

3.8.3 主體結構采用泵車澆筑，應分段分層澆筑，加強振搗。分層厚度一般不大于振動棒作用部分的1.25倍，振動棒移動距離為作用半徑的1.5倍。

3.8.4 澆搗混凝土時要連續進行，不能出現蜂窩、夾碴、露筋、泛砂、裂縫、孔洞、相鄰段連接不好等缺陷。各類柱、墻都要打緊內外撐。

3.8.5 混凝土澆筑過程中，要固定好環向施工縫止水帶，對其保護好，防止止水條先期受潮。澆筑中注意對施工縫止水條位置的振搗，保證施工縫的防水質量。邊墻兩側縱向施工縫處，在防水板內側間隔設泄水孔，以引排該處滲水。

3.8.6 按規定制作砼試件，每車砼料都要測試坍落度。

3.8.7 混凝土澆筑完12小時內（即終凝后）覆蓋保溫養護，對砼養護不少于14天。強度達到1.2N/mm2之前，不得在其上安裝支架模型或踩踏。

3.8.8 采用分層慢速澆筑。分層厚度不超過0.5m，呈薄層澆鋪，以增加散熱面和散熱時間，但下層砼尚未達到初凝時間即要覆蓋上層砼，掌握好時間節奏，并據此要求砼站的砼供應速度。

3.8.9 控制砼的入模溫度，采取措施把入模溫度控制在30℃以下，減少砼運輸途中吸收外界熱量，盡量多在夜間澆筑。

3.8.10 防水砼結構內部設置的綁扎鐵絲及各種鋼筋不得觸及模板；使用螺栓拉桿固定模型，應設套管，套管加焊金屬止水環，并繞緊水膨脹膩子止水條圈，螺栓應加堵頭；水平向止水帶以鋼筋夾固定時，做成盆頭；加強施工縫處的模板固定，不得位移。

3.8.11 頂板砼基面保證平整度，要采取多次收水壓光并鋪麻袋保溫養護。

4 質量保證措施

4.1 控制溫度裂縫和收縮裂縫的技術措施

4.1.1 采用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰等摻和料。

第一，水泥。水泥水化熱的大小對混凝土的溫度起決定性的影響，水泥礦物成分對水泥水化熱影響較大，水泥中含鋁酸三鈣（C3A）及硅酸三鈣（C3S）含量越高，水化速度也越快，發熱量越大，出現溫峰值也較早，根據砼攪拌廠商及市場情況，本工程擬采用425#普通硅酸鹽水泥。

第二，粉煤灰。粉煤灰摻入水泥中與水泥混合，可作為膠結材料的一部分。粉煤灰使水泥更分散，水化反應更充分，可以顯著地推遲和減少發熱量，延緩水泥水化熱的釋放時間，降低溫升值20%～25%。摻加粉煤灰可大大減少產生溫度裂縫的趨向，改善混凝土的和易性和可泵性，延長凝結時間，便于大體積砼的施工澆筑。粉煤灰采用二級以上的粉煤灰，摻量控制在10%左右。

第三，砂石。砂采用中粗砂，含泥量<2%，細度模量2.8～3.0，平均粒徑≥0.38mm；石子粒徑5～30mm，用自來水沖洗，含泥量<1%，拌合用水采用自來水。

4.1.2 降低砼入模溫度。當砼入模溫度大于28℃時，可通過以下措施降低砼的入模溫度：

第一，主要降溫措施可采用冰水攪拌砼及對骨料進行設置遮陽裝置避免日光直曬，砼運輸車輛也應搭設遮陽設施，以降低砼拌和物的入模溫度。

第二，摻入緩凝型減水劑。

4.1.3 加強養護期的溫度控制。

第一，砼澆筑之后，加強溫度監測及測溫，實行信息化控制管理，隨時測量砼內部的溫度變化，內外存在溫差時，要及時調整溫度和養護措施，以有效控制裂縫的出現。

第二，做好砼的保濕保溫養護，緩慢降溫，減低溫度應力，充分發揮砼徐變特性。

4.1.4 提高砼的極限拉伸強度。

第一，加強砼早期養護，提高砼早期或相應齡期的彈性模量和抗拉強度。

第二，選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制含泥量，加強砼的振搗，減小收縮變形，提高砼密實度和抗拉強度，保證砼施工質量。

4.1.5 預防混凝土開裂的施工措施。

第一，商品混凝土在使用前必須定期檢測混凝上的坍落度，坍落度過大的混凝土不得使用。

第二，控制砼在澆筑過程中均勻上升，避免砼堆積過大高差。

第三，混凝土振搗要密實，不能過度振搗。

第四，混凝土要及時由專人養護，并做好養護記錄。在養護期間混凝上表面必須保持濕潤。

4.2 砼質量檢驗和控制

4.2.1 商品混凝土運送到施工現場后，在澆筑前，對每一車商品砼均要進行塌落度檢驗，不合格的砼嚴禁使用，以保證砼質量。

4.2.2 混凝土強度的檢驗與評定。砼試塊按規范留置：每工作班不少于1組；每100m3不少于1組。砼采用普通評定方法，其每批試件組數應不少于10組。

4.2.3 施工現場取樣的混凝土，制作試件后標準養護至28天，其強度用為合格評定的依據，另外要制作同條件養護的試件。

5 砼施工安全措施

（1）檢查泵機壓力是否正常，避免經常處于高壓下工作；（2）泵機要隨時檢查乳化劑，冷卻潤滑水箱中的水量是否足夠和干凈；（3）混凝土泵輸出的砼在澆搗面處不要過量堆積，以免引起過載；（4）清管時，管端應設置安全罩或擋板，并嚴禁管端站立，防止砼噴出傷人；（5）使用振動器的作業人員，要使用帶有漏電保護的開關，戴絕緣手套，穿膠鞋；（6）夜間澆筑砼，為了防止眩光，要有足夠的照明設備；（7）施工時嚴禁泵管前站人，防止泵管噴出石子傷人；（8）大體積混凝土澆筑時必須安排專職安全人員現場值班。

6 結語

按照上述施工工藝進行混凝土施工，混凝土原材料合格，澆筑方法科學合理，混凝土結構外表美觀、內部密實，符合規范及設計要求，混凝土的強度、耐久性等指標得到了有效的保證。實踐證明，上述混凝土施工工藝及質量安全保證措施科學合理、全面、適用性強，具有很好的借鑒意義。

參考文獻

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[6] 混凝土外加劑應用技術規程（GB50119-2003）[S].

（責任編輯：秦遜玉）