地鐵車站裝配式二次結(jié)構(gòu)技術(shù)探索

丁 謇（無錫地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司，江蘇無錫 214021）

建筑工業(yè)化作為當(dāng)代建筑技術(shù)發(fā)展趨勢之一，我國在20世紀(jì) 50 年代, 開始在全國建筑業(yè)推行標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機械化,發(fā)展預(yù)制構(gòu)件和預(yù)制裝配式建筑。目前裝配式建筑已有一套成熟的施工技術(shù)體系，但是對于地下工程的裝配式結(jié)構(gòu)研究目前尚處于起步階段。裴行凱等人[1]對裝配式地鐵車站二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點性能進行了研究；甄敬斌[2]對鉆孔樁圍護加錨索的敞開式基坑的裝配式車站施工進行了研究；秦時珍[3]從質(zhì)量、工期、成本、安全文明施工方面對地鐵車站內(nèi)部二次結(jié)構(gòu)裝配式生產(chǎn)進行了思考。發(fā)展至今，相對對于地上裝配式建筑而言，地下工程裝配式結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計理論和設(shè)計、施工工法、施工規(guī)范都十分欠缺，相關(guān)研究還亟待深入。

1 裝配式二次結(jié)構(gòu)簡介

本文依托項目為無錫地鐵 3 號線 09 標(biāo)高浪東路站裝配式二次結(jié)構(gòu)。預(yù)制構(gòu)件包括：預(yù)制樓梯、預(yù)制站臺板、預(yù)制軌頂排風(fēng)道。預(yù)制構(gòu)件混凝土強度等級為 C 35。其中，預(yù)制樓梯位于車站 12～14 軸，作為車站站臺層及站廳層乘客上下樓梯，為雙跑直上樓梯，梯長 11.84 m，中間休息平臺長1.5 m，梯高 4.85 m，梯寬 2.1 m。考慮運輸及吊裝能力，劃分為 4 塊安裝，上下跑各劃分為 2 塊，每塊寬度 1.05 m。

預(yù)制站臺板共計位于車站 4～7 軸，總長度為 25.2 m，縱向分 14 段，橫向分為 4 段，由“π”型件及“一”字型件組合形成，布置在底縱梁兩側(cè)。

預(yù)制軌頂排風(fēng)道位于車站 4～10 軸，總長度為 52.6 m，縱向共分 35 小段。

車站內(nèi)除上述范圍內(nèi)二次結(jié)構(gòu)為預(yù)制裝配式形式，其余均為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

2 裝配式構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)塊劃分與模具制作

預(yù)制樓梯：預(yù)制樓梯為直行雙跑型，僅預(yù)制梯板段，樓梯的梯梁及梯柱需要提前現(xiàn)澆完成，梯板段上下兩跑每跑平行布置 2 塊，共計 4 塊，梯板大小尺均完全一樣，采用 1 套模具進行生產(chǎn)。

預(yù)制站臺板：預(yù)制站臺板由“π”型件及“一”字型件組合形成，“π”型件牛腿與底板縱梁共同承托“一”字形站臺平板件，類似簡支板。兩種構(gòu)件各 28 塊，共計 56 塊，“π”型件靠近軌道一側(cè)側(cè)墻設(shè)有風(fēng)洞，為避免分塊時風(fēng)洞恰好位于構(gòu)件邊緣，因此“π”型鍵及“一”字形鍵設(shè)有限位裝置，可調(diào)節(jié)每節(jié)段構(gòu)件的（共 14 段）縱向長度，使孔洞位于構(gòu)件的中部，預(yù)制站臺板采用 2 套模具。

預(yù)制軌頂排風(fēng)道：預(yù)制軌頂排風(fēng)道通過預(yù)埋在風(fēng)道兩側(cè)矮墻的高強螺栓連接，穿過中板預(yù)留洞，懸吊安裝在中板底部，預(yù)制軌頂排風(fēng)道共 35 塊，同樣為避免風(fēng)道風(fēng)洞位于構(gòu)件邊緣，風(fēng)道尺寸有兩種，一種為不含或只含一個孔洞，單塊縱向長度為 1.4 m，另一種含 2 個洞口，縱向長度為 1.69 m，兩種尺寸組合可滿足軌頂風(fēng)道構(gòu)造要求，預(yù)制軌頂排風(fēng)道采用 1 套模具。

3 裝配式構(gòu)件生產(chǎn)及運輸

預(yù)制 PC 生產(chǎn)工藝是采用固定臺座，作業(yè)人員在各個工位間依序完成本工序的操作。根據(jù)工序，分為模具清理、鋼筋骨架制作及入模、預(yù)埋件安裝、混凝土澆搗、收水抹面、蒸汽養(yǎng)護，最后再將達到起吊強度的構(gòu)件脫模起吊，進行下一個周期的輪轉(zhuǎn)。

詳細(xì)生產(chǎn)流程為：鋼模清理→骨架制作→骨架入模→預(yù)埋件安裝→混凝土澆搗→收水抹面→蒸汽養(yǎng)護→脫模拆配件。

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成經(jīng)養(yǎng)護達到設(shè)計強度，并且施工現(xiàn)場具備拼裝條件，構(gòu)件便可采用平板拖車運輸至現(xiàn)場拼裝，裝車時先在車廂底板上做好支撐與減震措施，以防構(gòu)件在運輸途中因震動而受損，如裝車時先在車廂底板上鋪 2 根 100 mm×100 mm的通長木方，木方上再墊 15 mm 以上的硬橡膠墊或其他柔性墊。

4 裝配式構(gòu)件現(xiàn)場拼裝

預(yù)制構(gòu)件由地面吊入車站內(nèi)采用 25 t 汽車吊進行吊裝，經(jīng)車站端頭垂直吊入-2 F。預(yù)制構(gòu)件在車站內(nèi)水平運輸及站臺板安裝借助叉車進行運輸、安裝，軌頂排風(fēng)道安裝采用托舉車進行升降安裝，預(yù)制構(gòu)件的重量如表 1 所示。

表1 預(yù)制構(gòu)件重量表

4.1 預(yù)制樓梯拼裝

預(yù)制樓梯為雙跑樓梯，吊裝順序為先吊裝下跑樓梯，再吊裝上跑樓梯。其拼裝流程為：運輸→起吊→安放→接頭處理→上一層樓梯安裝。

對梯板的位置及標(biāo)高進行復(fù)測，確認(rèn)拼裝誤差在設(shè)計允許范圍內(nèi)，對梯板與梯梁構(gòu)造縫按設(shè)計圖紙進行處理。

4.2 預(yù)制軌頂排風(fēng)道

預(yù)制軌頂排風(fēng)道拼裝采用定制一體化鋼架托舉車進行水平運輸及拼裝，其拼裝流程為：運輸→頂升托舉→固定→站廳層灌漿→緊固→下一塊軌頂排風(fēng)道安裝→塊間灌漿。

4.3 預(yù)制站臺板

預(yù)制站臺板“π”型件及“一”字型件在車站內(nèi)部均通過叉車水平運輸，共 28 對“π”型件及“一”字型件。

其拼裝流程為：運輸→地面平整→“π”型件→灌漿→“一”字型件→構(gòu)件間灌漿→下一塊“π”型件→……→“一”字型件現(xiàn)澆。

預(yù)制站臺板細(xì)部構(gòu)造處理如下：

（1）站臺板側(cè)墻與底板采用漿錨連接。

（2）“π”型件牛腿處與“一”字型件、“一”字型件與中柱交叉位置通過螺栓灌漿連接。

（3）“π”型件牛腿處與“一”字型件拼縫處用聚苯填充。

（4）底縱梁兩側(cè)“一”字型件通過后澆帶現(xiàn)澆連接。

5 結(jié) 語

地鐵車站預(yù)制裝配式二次結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)和施工方面相較有諸多優(yōu)勢。在工期上，預(yù)制構(gòu)件由構(gòu)件廠單獨生產(chǎn)，不占用現(xiàn)場關(guān)鍵路線時間，現(xiàn)場拼裝可以多工作面流水作業(yè)拼裝。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)需要分段多次施工，并且地鐵車站二次結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響（如凈空高度等）施工難度大。在強度方面，預(yù)制構(gòu)件采用機械振搗及蒸汽養(yǎng)護，容易達到混凝土標(biāo)準(zhǔn)施工及養(yǎng)護條件，而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)受人為、管理等因素影響則不易達到。預(yù)制構(gòu)件由單個構(gòu)件組合形成整體，接縫較多，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一體澆筑成型，接縫較少。

從本項目來看，地鐵車站裝配式二次結(jié)構(gòu)不具備經(jīng)濟性優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在模具及安裝設(shè)備的研發(fā)與制作、運輸?shù)某杀炯霸黾拥念A(yù)留預(yù)埋件。如要解決經(jīng)濟性問題，筆者認(rèn)為可以從設(shè)計階段考慮二次結(jié)構(gòu)的預(yù)制率與重復(fù)率，減少模具的數(shù)量，規(guī)模化生產(chǎn)，減少預(yù)留預(yù)埋件，也就間接降低了成本。

目前，裝配式地鐵車站技術(shù)正處于探索階段，未來，從車站分級分類的現(xiàn)場裝配預(yù)制化朝著工廠式裝配預(yù)制發(fā)展，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)范，實現(xiàn)裝配式車站技術(shù)廣泛的運用于地下工程建設(shè)，以更加安全、環(huán)保、高效促使城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，為社會經(jīng)濟發(fā)展注入不竭動力。