大跨度地鐵車站拱部鋼筋下沉控制技術研究

【摘要】在地鐵暗挖車站施工中，柱拱法或者拱蓋法已作為一種新的工法廣泛運用于地鐵設計中，但其擁有一個共同的特點，就是施工跨度較大，在結構施工過程中防止拱部鋼筋因跨度大、自重導致撓度加大，不滿足設計要求時常發生，為解決該類問題，筆者引入了骨架梁施工方法，可以有效防止鋼筋下沉，不但成本低，而且便于操作，在地鐵施工中具有參考價值。

【關鍵詞】大跨度；鋼筋；彎沉；骨架梁

在隧道二襯鋼筋施工中，經常會因鋼筋自重導致拱部鋼筋自然下沉。在半徑較小的隧道中，由于拱度大，矢量大，二襯鋼筋下沉較小，一般不采取措施；但在大跨度隧道二襯鋼筋施工中，會因跨度大，拱度小，矢量小，導致拱部鋼筋下沉量較大，一般會采取在拱部預留吊鉤或在二襯鋼筋作業臺車上加設支撐來控制二襯鋼筋的下沉。采用預埋吊鉤會破壞防水，造成隧道防水質量無法保證；采用在臺車上加設支撐，會造成現場施工繁瑣，且不方便，總體施工難度增大。隨著大跨度隧道在地鐵工程中的應用，加之地鐵工程防水等級的提高，原有控制拱部二襯鋼筋下沉量的措施已無法滿足和確?，F有施工需要，因此，解決大跨度地鐵車站拱部二襯鋼筋下沉量施工技術顯得極為重要，為此，我們引入了增加骨架梁（也叫格柵骨架），利用骨架梁的剛性來克服大跨度隧道二襯鋼筋的撓度，從而控制拱部二襯鋼筋的下沉量。

1、骨架梁的原理及特點

采用格柵骨架作為單個受力體系，縱向將各榀格柵骨架梁連接成整體，形成整體受力體系，利用格柵骨架的整體剛度來控制二襯拱部鋼筋由于自重而發生下沉，格柵骨架各節段間采用角鋼和螺栓連接，拱腳處采用L型鋼筋將格柵骨架與冠梁處鋼板牢固焊接，格柵骨架梁各榀之間，利用二襯縱向鋼筋連接，形成整體受力體系，最終達到控制二襯拱部鋼筋下沉的目的。采用該方法不但簡單易操作，加大施工工效，還可以有效的控制大跨度地鐵車站拱部二襯鋼筋施工中的鋼筋下沉量，避免拱部二襯鋼筋下沉而破壞拱部防水，確保了車站整體防水效果及防水質量。

2、骨架梁施工方法及工藝流程

2.1施工方法

按照設計圖紙對骨架梁進行加工并試拼完成后，現場進行鋼骨架的架設，架設間距嚴格按照檢算間距進行，架設過程中必須確保骨架各單元之間連接牢固，架設高度由技術人員現場測量控制，確保架設精度，骨架之間可利用二襯縱向鋼筋進行連接，完成后開始進行二襯鋼筋的綁扎，綁扎時二襯的外層縱向筋與骨架的外層鋼筋進行連接，二襯的內層縱向筋通過拉結筋進行連接，二襯環向鋼筋按照設計進行施工，具體如下圖所示：

3、操作要點

骨架梁的加工必須嚴格按照設計尺寸進行加工，其加工后拼裝偏差需在設計要求范圍內；當骨架節點部位螺栓連接達不到等強要求時應在節點部位每根主筋焊接與主筋直徑相同鋼筋連接，以保證節點部位強度。骨架梁所有焊縫均為雙面搭接電弧焊，焊縫高度不應小于8毫米。焊接完成后應將焊渣清理干凈。

4、質量控制

4.1易出現的質量問題

4.1.1接頭連接質量

骨架梁加工過程中接頭連接主要是鋼架兩頭連接腳板及螺栓孔加工，連接腳板和螺栓孔在鋼架加工過程中出現角度或尺寸上的小偏差，就會導致鋼架在拼裝時連接變形或無法連接。

4.1.2焊接質量

骨架梁主要是將原材經過焊接而連接起來的產品，而焊接是一件技術和經驗兼備工作，操作人員的任何失誤都有可能造成質量的不合格。

4.2 保證措施

骨架梁的鋼材品種和規格必須符合設計要求，每批鋼材必須檢查質量證明文件并進行相關性能試驗。骨架梁的原材應平順，無損傷，表面不得有裂紋、油污、銹蝕。骨架梁加工操作人員必須持證上崗，規范操作，確保加工質量。由于已加工骨架梁部分變形，接頭不能正確對位時，采取綁焊等措施必須可靠，確保骨架梁整體受力滿足要求。骨架梁焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。每榀骨架梁加工完成后，先在加工場地上進行試拼，各節骨架梁拼裝，要求尺寸準確，弧形圓順。骨架間間距嚴格按照設計尺寸布置，質檢不合格的返工直至合格。

5、應用實例

5.1工程簡介

大連地鐵一期工程106標段一二九街站設在中山路與高爾基路交口處、沿中山路由東向西設置，車站全長173.6米，車站頂板覆土厚度最大13.74米，最小8.22米，車站主體結構位于微風化輝綠巖、中風化板巖中，圍巖等級主要為Ⅳ級，地下水主要為孔隙水及基巖裂隙水，地下水埋深4.5米～11米之間。結構寬度為22.4米，高度為17.8米，屬大跨度隧道施工。

5.2施工情況

本車站自2010年10月19日主體開始施工以來，采用國內首創的大跨度拱蓋法施工，至目前已順利完成了173.6米的拱部開挖支護工作。自2011年11月10日開始拱部二襯施工以來，現已完成拱部二襯施工120米，施工中針對大跨度拱部二襯鋼筋的下沉問題，我們采取了增加骨架梁的措施來確保其下沉量在規范允許的范圍內，既保證了防水質量，也提高了施工工效，為此，我們成立的QC攻關小組研究的《降低大跨度隧道施工中拱部二襯鋼筋下沉量》獲得了陜西省建筑業協會優秀QC小組一等獎，目前正在申報國家級優秀QC成果。

結語：

在地鐵暗挖車站PBA工法施工中，頂縱梁施工是一個重要的節點，頂縱梁體積大，作業空間小，施工難度大，質量要求高，模板及支撐體系要求堅固安全且保持精度，黑石礁車站頂縱梁模板及支撐體系的設計及受力檢算在實際工作中收到良好效果，頂縱梁施工質量得到保證，在地鐵施工中具有參考價值。

參考文獻：

[1]城市軌道交通工程測量規范（GB50308-2008）.中國建筑工業出版社（2008年9月）

[2]城市軌道交通工程測量﹒秦長利主編.中國建筑工業出版社（2008年7月）

[3]地下鐵道工程施工及驗收規范GB50299-1999.中國建筑工業出版社（2008年9月）

[4]混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-2002.中國建筑工業出版社（2008年9月）

[5]鋼筋焊接及驗收規程JGJ18-84.中國建筑工業出版社（2008年9月）