裝配式地鐵車站預制構件榫槽注漿技術

夏治國

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100018）

當前，大部分裝配式結構預制構件的連接形式都是榫槽，以減少組合預制構件所用時間，更快完成工程。注漿作業主要為填充預制構件組合后的榫頭和榫槽之間的間隙，使預制構件形成一體，且能夠防水。

1 工程概況

2018年8月30日，長春地鐵2號線試運營，建設廣場站的主體基坑長179m，寬20.5～22.3m，深20～23m，采用井點降水的方式，支護結構靠鉆孔灌注樁和鋼支撐加錨索完成。在車站的中間部分預制裝配總長度不到120m的段位；被預制裝配段的車站主體寬度為20.5m，高17.45m，環寬2m，在車站方向共布設51個標準環和8個出入口環；車站的東西方向分別與文化廣場站和解放橋站相連。

2 重難點分析

1）每環由7塊預制構件組成，拼裝耗費大量時間，如何以最快速度完成拼裝是工程重點研究的課題，同時還要考慮拼裝技術。因此，拼裝方式和順序是拼裝的關鍵。

2）要在地下使用常規設備吊運預制構件。該工程的常規預制構件需在地下20m完成安裝，安裝過程中要將吊運速度控制在恰當范圍內，安裝精度要嚴格遵守設計要求。因此，在選擇設備、吊運速度和安裝進度時要格外小心，同時這也是本工程的難點。由于平時使用的吊裝設備并不能完成邊墻和頂板的安裝工作，需研發一臺多功能的裝備來完成安裝，研制這樣一臺新機械也是該工程的難點。

3）只有高精度地完成預制拼裝工作，將誤差積累量降到最低，才能使下一步工序順利完成。由于本工程設有后澆帶以消除積累誤差，因此基層精平施工法拼裝過程中的定位糾偏工作是本工程的難點。

4）將預制構件拼裝成環后，因榫接結構內部有空隙，很難將構件形成一個整體，同時也很難達到抗震要求。因此，工程需要采用一種收縮性低，流動性好及黏結性強的材料，將榫接結構內部的空隙填充好，同時也需研發出與之相配套的澆筑設備。

3 施工技術

3.1 預制構件榫槽

在裝配段結構中有寬度為2m的62個環，每環中有7塊預制構件。預制構件中環的方向與縱向榫槽和榫頭相接，在榫槽和榫頭間預留5～10mm的縫隙，將定位抗剪銷放置在榫頭里；按照構件連接口的方式不同，將榫槽分成8種、14處，用專門的注漿材料將榫槽周圍封閉好。

3.2 注漿

主要采用改性環氧樹脂混合漿料來完成榫槽縫隙的注漿工作，該原料主要由環氧樹脂甲液、乙液和石英粉以3∶1∶2的比例進行制配。設計要求預制構件與基底和接頭之間沒有縫隙，并且要合成一體；由于特殊要求，填充方式只能選取后填充，對填充材料的研究以及注漿設備的研制都對工程的成敗起著關鍵作用。

3.3 榫槽注漿工具

以改性環氧樹脂作為榫槽和榫頭縫隙的注漿原料，使構件形成一體，此種原料具有流動性，與注漿作業所需的凝結時間和高度相吻合。但在施工時由于缺乏密封性，需等待80min才能凝結。此外，原料在榫槽的流動阻力難以計算，因此若施工出現失誤，則難以挽救。結合以上原因，中鐵十六局集團地鐵工程有限公司與專業的機電公司合作研制出適合本工程使用的注漿工具，此工具更加智能化，擁有電器控制系統且能自動加料與攪拌，還有高壓泵出的功能，能在一定程度上改善環氧樹脂原料凝結過快而導致的不良問題。

3.4 榫槽注漿施工計劃

預制構件榫槽的主要板塊注漿作業工序為:AB板→BC板→CD與CE板→DE板，且CD與CE板要一起注漿施工，以先環向后縱向榫槽的順序施工。在底板進行注漿作業的只有AB板，CDE板均需應用注漿車進行高空注漿。

1）層底注漿 注漿管設計在每隔7環處，并且頂端處需進行水泥密封處理，待B處混凝土施工結束，方可開始注漿作業。

2）使用環氧樹脂混合原料并通過臺車完成注漿施工 主要的注漿工具為機械注漿機，根據構件接口的差異可分為8種不同的榫槽，一種有14個（見圖1），且屬于通縫的只有AB板，剩余其他均為合縫，因此需事先對AB板用海綿工具塞堵，而后進行注漿作業。

為了防止因塞堵海綿而引起流漿的問題出現，向注漿孔內通過空壓機注入空氣，查看各注漿孔與周圍環的空氣流出問題，待注漿完成，至有漿液以一定速度緩慢排出孔時，就馬上關掉上節流閥，避免出現漿液在榫槽中不夠充足而影響注漿施工的整體效果。

圖1 注漿部位

3.5 基底注漿

基底注漿施工流程如下:拆除反力架→完成底板側壁混凝土回填工作→封堵首環基底接縫→基底注漿→循環流水作業。

利用精平條帶完成墊層施工，兩側條帶要比后澆帶高15mm，然后將30mm的鐵質注漿管預埋進去，墊層和構件之間的縫隙要用高密度材料填充好；要使用強度高、收縮性低、流動性好的水泥砂漿作填充材料。使用JRD300型注漿設備、砂漿灌漿泵及350型臥式砂漿攪拌機。注漿管斷面布置如圖2所示。

圖2 注漿管的橫斷面布置

3.6 榫槽注漿

榫槽與榫頭之間的縫隙要使用環氧樹脂填充好，將構件黏合在一起，使環氧樹脂的流動性和初凝時間都能達到設計目的和施工要求。由于每個構件的榫槽都是獨立的個體，所以即使按照設計要求施工，也不能達到預期的密封效果，由于流動通道的阻力不確定且初凝時間在80min以內，所以在灌注過程中只要操作失敗，就沒有更好的補救措施。由于存在以上特性，在設備選擇時，應選擇空氣壓力注漿機，在預制結構成環一次時就注漿一次。榫槽注漿設備如圖3所示。

圖3 榫槽注漿設備

3.7 拼裝設備

拼裝設備是專門為地鐵站拼裝的專用設備，用作對側墻和頂板預制構件的定位和安裝；使用剛性大、耐久性好的鋼箱梁結構及大量液壓設備，體現了機械化施工的優點。

4 注漿效果分析

地鐵站的預制構件應用榫槽和榫頭來完成拼接，因此榫槽和榫頭會產生縫隙，需使用改性環氧樹脂進行縫隙填補，使構件之間達到一體化；用DGZ-03A型構造縫專用注漿機作為注漿工具，極大程度上規避了環氧樹脂凝結時間短的問題，確保環氧樹脂凝結前結束注漿，能較好地完成注漿工作；嚴格按照底板→側墻→頂板的順序，與構件拼接達成順承，很好地實現構件拼接與注漿工序的有序銜接，提升整體施工效率。

5 結語

本文從實際工程案例出發，對裝配式地鐵站預制構件的榫槽注漿技術進行了深入的研究和解析，介紹了注漿的配比及專用的注漿工具，探討了注漿技術的施工要點，可為今后類似工程的施工提供借鑒。