預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)探析

許文華

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100020）

1 工程簡(jiǎn)介

長(zhǎng)春地鐵2號(hào)線建設(shè)街站為地下2層雙跨島式車站，車站長(zhǎng)179m，其中現(xiàn)澆段位于車站兩端，總長(zhǎng)度為58.2m，現(xiàn)澆段車站主體寬度22.3～23.4m，站臺(tái)寬度為10.5m，采用明挖法施工；預(yù)制裝配段位于車站中部，總長(zhǎng)度為118m；預(yù)制裝配段車站主體寬度為20.5m，高度為17.45m，環(huán)寬2m，沿車站縱向共布置59環(huán)；其中標(biāo)準(zhǔn)環(huán)為51環(huán)，出入口環(huán)為8環(huán)；車站向東連接文化廣場(chǎng)站、向西連接解放橋站。兩端區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，裝配段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式：每環(huán)寬度2m，由7塊預(yù)制塊組成 （圖紙編號(hào) A、B、C、D、E） 共 59 環(huán)， 重量分別為37.6，39.5，31.0，48.3t與 54.3t； 樓板設(shè)備孔洞多且不規(guī)則，采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；口部采用預(yù)制洞口環(huán)梁的結(jié)構(gòu)形式。本文以此工程為例，對(duì)預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)進(jìn)行分析和探討。圖1為裝配結(jié)構(gòu)效果。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況

依據(jù)中冶地勘巖土工程有限責(zé)任公司提供的《長(zhǎng)春地鐵2號(hào)線一期工程建設(shè)街站巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概況如下。

1）車站及區(qū)間主要穿越雜填土層：①-1層 粉質(zhì)黏土；②-2層 粉質(zhì)黏土；②-3層 粉質(zhì)黏土。

2）場(chǎng)地內(nèi)存在2層地下水，第1層為孔隙潛水，第2層為泥巖裂隙水。本場(chǎng)地未見砂層，淺層承壓水缺失。1層地下水在勘測(cè)期間地下水埋深2.60～4.70m，高程213.00～234.96m。2層泥巖裂隙水含水層巖性為全、強(qiáng)、中風(fēng)化泥巖，賦存于泥巖裂隙內(nèi)，主要接受上部孔隙水及側(cè)向的徑流補(bǔ)給，排泄方式主要為相對(duì)含水層中的徑流形式及人工開采。

3 預(yù)制裝配式地鐵車站施工內(nèi)容

通過分析已經(jīng)建成投入使用的預(yù)制裝配式地鐵站的施工情況，主要包括以下內(nèi)容。

1）深基坑開挖 基坑挖掘采取的主要措施為縱向分層、橫向分段，按照設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)基坑土方進(jìn)行挖掘。

2）錨索支護(hù) 基坑開挖結(jié)束以后，及時(shí)對(duì)基坑進(jìn)行錨索支護(hù)，通過采用外拉錨的形式可以在拼裝作業(yè)期間提供1個(gè)敞開的施工空間，另外采用這種結(jié)構(gòu)可以防止下雨等外在因素給基坑的安全性和完整性造成影響。

3）預(yù)制構(gòu)件拼裝 完成錨索支護(hù)施工后，緊接著開展拼裝預(yù)制構(gòu)件工作，使用的主要形式為連貫式作業(yè)，從而使施工的連續(xù)性得到保證。

4 預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)

4.1 拼裝方式和合理步序

4.1.1 拼裝方式

預(yù)制裝配式地鐵站的拼裝形式主要有2種，即通縫式和錯(cuò)縫式。該車站在施工時(shí)主要使用的拼裝形式為通縫式，在開展通縫式拼裝施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理底板構(gòu)件不同步的問題，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量工作的科學(xué)管理，從而合理地回避錯(cuò)臺(tái)問題。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的錯(cuò)峰情況和通縫情況進(jìn)行科學(xué)模擬，使其全部符合設(shè)計(jì)要求。

4.1.2 拼裝施工

圖1 裝配結(jié)構(gòu)效果

預(yù)制裝配式地鐵站施工時(shí)，拼裝預(yù)制構(gòu)件的順序主要有2種，分別是成環(huán)拼裝和梯次拼裝。施工時(shí)，使用成環(huán)拼裝對(duì)頂板和側(cè)墻進(jìn)行施工會(huì)導(dǎo)致互相干擾，梯次拼裝很好地解決了這一問題，使頂板、側(cè)墻和底板實(shí)現(xiàn)了有效的獨(dú)立拼裝，而不會(huì)出現(xiàn)任何互相干擾，使臺(tái)階式流水作業(yè)得到有效實(shí)現(xiàn)，使拼裝的速度不斷提高。經(jīng)過科學(xué)對(duì)比，使用梯次式拼裝是預(yù)制構(gòu)件拼裝的最佳形式。

4.2 大型裝配式構(gòu)件吊裝施工

4.2.1 對(duì)吊裝施工作業(yè)進(jìn)行控制

經(jīng)過對(duì)龍門式起重機(jī)的性能進(jìn)行限制，使龍門式起重機(jī)的安裝精準(zhǔn)度和速度都滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。龍門式起重機(jī)共設(shè)計(jì)5個(gè)檔位，在速度最快時(shí)，可以達(dá)到5m/min的速度。在吊運(yùn)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，也可以使用這樣的檔位進(jìn)行施工。在吊運(yùn)速度最慢時(shí)，每分鐘可以達(dá)到1m左右，安裝的精度保持在3mm以內(nèi)，因此預(yù)制試件拼裝可以使用該檔位。

4.2.2 吊裝錨栓施工

在錨索吊裝過程中，可以使用DEHA圓錐頭進(jìn)行操作。使用圓錐頭吊裝錨栓的長(zhǎng)度和等級(jí)有許多模式，給不同模式的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件提供了良好的解決方法。在凹槽中進(jìn)行吊裝錨索，可使預(yù)制構(gòu)件的突出問題得到解決。以預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和吊點(diǎn)位置為依托，科學(xué)設(shè)置吊具的形式。

4.3 拼裝定位及拼裝施工

4.3.1 拼裝定位

1）底板 在進(jìn)行底板拼裝時(shí)，可以使用龍門式起重機(jī)和輔助定位裝置進(jìn)行操作，優(yōu)先拼裝A塊，對(duì)A與A之間的縱向榫槽對(duì)接情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。對(duì)B塊使用對(duì)稱拼裝的辦法，科學(xué)設(shè)置B與B之間的縱向榫槽對(duì)接和B與A之間的環(huán)向榫槽對(duì)接。

2）側(cè)墻 在運(yùn)輸龍門式起重機(jī)時(shí)，將吊掛和千斤頂安置在拼裝設(shè)備上進(jìn)行接力，使三維得到科學(xué)定位。

3）頂板 對(duì)龍門式起重機(jī)進(jìn)行分塊安置和運(yùn)輸，在拼裝設(shè)備的千斤頂和頂部平臺(tái)上進(jìn)行合龍，使三維定位更加精準(zhǔn)。

4.3.2 糾偏控制

1）線軸 在預(yù)制構(gòu)件上設(shè)置十字線，使用全站儀進(jìn)行嚴(yán)格管理，每隔3環(huán)進(jìn)行1次仔細(xì)的復(fù)核和校正。

2）垂直度 側(cè)墻縱向和環(huán)向垂直度需要嚴(yán)格的管理，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要使用激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行操作。在進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要使用千斤頂進(jìn)行操作，每隔1環(huán)進(jìn)行1次仔細(xì)的復(fù)核和校正。

3）構(gòu)件端面 累積的縫寬誤差需要進(jìn)行消除，每隔3環(huán)進(jìn)行1次仔細(xì)的復(fù)核和校正。

4）接縫寬度和張拉力 縫寬一定要保持在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)，在對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行糾偏時(shí)，需要使用調(diào)整張拉力大小的辦法進(jìn)行操作。

4.4 基面精平度控制

理論上要求基底墊層要與底板預(yù)制構(gòu)件緊密連接，預(yù)制構(gòu)件的拼裝精度受基底墊層施工的平整度影響。認(rèn)真分析局部平整和整體平整2種方案，最后決定使用精平條帶的辦法。具體的施工程序：找平→清底→預(yù)埋→施工→打磨。角鋼采取縱向預(yù)埋的辦法，使用高精度水平找平。條帶之間澆筑的混凝土強(qiáng)度要一致，條帶與混凝土之間的高度差保持在2cm左右。在進(jìn)行填充時(shí)，使用砂漿泵注射無收縮灌漿料進(jìn)行施工。

4.5 榫槽注漿

從理論角度分析，預(yù)制構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件接頭和基底需要緊密聯(lián)系，通過分析拼裝形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要使用后填充的辦法得以完成，解決預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)整體性的核心為注漿設(shè)備、注漿技術(shù)和填充材料的科學(xué)研發(fā)。

基底注漿施工流程如下：拆除反力架→回填底板側(cè)壁混凝土→封堵首環(huán)基底接縫→基底注漿→循環(huán)作業(yè)。使用精平條帶的辦法對(duì)墊層進(jìn)行施工，兩側(cè)條帶比后澆帶高出2cm，將鐵質(zhì)注漿管埋設(shè)好，預(yù)制構(gòu)件與填充墊層之間的縫隙使用高強(qiáng)度無收縮水泥砂漿材質(zhì)進(jìn)行填充，該材料具有良好的流動(dòng)性和強(qiáng)度，使用的主要注漿設(shè)備為臥式砂漿攪拌機(jī)350型和JRD300型砂漿灌漿泵。

5 結(jié)語

以實(shí)際工程為例，分析已經(jīng)竣工的預(yù)制裝配式地鐵站的施工情況，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，工程取得了良好的施工效果。實(shí)踐證明，在施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，首先要制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，然后對(duì)預(yù)制構(gòu)件的拼裝形式和施工順序進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，并嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件的吊運(yùn)施工；在實(shí)際施工時(shí)，要深入系統(tǒng)地研究基地和榫槽注漿材料、使用機(jī)械和施工技術(shù)，通過分析工作的實(shí)際情況，選擇最佳的注漿材料和施工流程。

對(duì)專用的拼裝設(shè)備和吊運(yùn)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)研發(fā)，使拼裝和吊運(yùn)施工開展更加順利。在進(jìn)行施工時(shí)，需要不斷完善預(yù)制裝配式地鐵站的施工技術(shù)，對(duì)施工過程中遇到的施工重難點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)處理，從而使我國預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，為今后的施工提供更多便利。