襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工中的應用

趙 楠

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

0 引言

模板臺車的概念最早始于20 世紀中葉，并在1980 年代被英、美、日等國家廣泛應用于鐵路、公路、水工及地鐵隧道的工程建設中[1]。我國模板臺車的首次應用是在1978 年建設的大瑤山隧道，由于模板臺車自身的技術優勢被廣泛應用于國內的隧道建設中。當前地鐵車站主體襯砌施工建設并未充分利用襯砌模板臺車方法，而是依舊沿用傳統的三角支撐施工法及支架模板法，所以圍繞襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工中的應用進行分析研究，旨在為襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工中的應用發展提供參考。

1 地鐵車站主體襯砌方法對比分析

地鐵車站主體襯砌方法主要包括鋼模板同三角支撐結合施工技術、支架模板技術及模板臺車技術。

1.1 鋼模板同三角支撐結合施工技術

實現原理是利用三角鋼支撐或萬能桿件搭建支撐系統，利用整塊鋼膜搭設模板，通常應用于地鐵車站主體的側墻襯砌建設[2]。此施工技術的優勢表現為：混凝土施工質量提高，混凝土光滑度及平整性有保證，沒有錯臺現象。在安全穩定性方面，由于側墻襯砌不受側方受力影響，有效提升了支撐體系的水平結構穩定。鋼模板同三角支撐結合施工技術不足主要表現為：由于主要利用整體模板進行地鐵車站側墻結構施工，無法單獨依靠人工完成，需配合大型垂直吊裝及運輸設備。由于模板與側墻的澆筑過程并非整體一氣呵成，導致每層澆筑難免會產生施工縫隙，如防水處理不當會導致滲水。

1.2 支架模板施工技術

實現原理是通過利用滿堂鋼管組成支架構建車站主體支撐，利用方木構建車站主體模板的龍骨，整體搭建完成，利用竹膠板或膠合板形成混凝土表面從而建立整體結構[3]。此種方式仍普遍應用于地鐵車站主體的襯砌施工，其技術優勢主要表現為：安裝方便，無需使用大型吊裝設備，使用輔助設備不多，可通過人海戰術實現趕工期的目的。但該技術的劣勢也比較突出：由于人工進行鋼管搭接，實施空間有限，導致實施效率低、工作量大、人工施工成本高。鋼管及模板搭接可靠性低，質量不易保證，經常發生混凝土漏漿或側墻變形的現象。木質模板由于高頻率的拼裝導致混凝土平面不平整，拼接縫易錯位，施工難度大。

1.3 模板臺車技術

模板臺車施工技術的實現原理是將支架建設成為一個整體，并配合行走設備使用，利用可調節的液壓油缸使之與鋼制模板連接，實現地鐵車站主體的自動化的襯砌施工[4]。利用模板臺車施工無需大量使用大型吊裝機械，對定位模板操作便捷，混凝土施工平整度能夠得到保障。模板臺車可以重復利用，為側墻混凝土的養護工作提供了便利，提升了混凝土澆筑整體質量效果。模板臺車設計施工無需考慮混凝土的側方受力問題，降低了人工及鋼管材料施工成本。模板臺車施工特別適用于地下長條狀環境施工，其技術優勢主要表現為：完成澆筑后側墻結構質量能夠得到保證，混凝土可以得到及時養護處置，有效減少了混凝土收縮縫的出現，混凝土平整度完成好，避免發生孔洞、氣泡、麻面蜂窩等質量缺陷。有效減少人工投入，施工操作方便，施工效率有效提升，有利于后期的修理和養護，同時對環境影響較小。

2 應用于地鐵車站襯砌模板臺車系統構成

應用于地鐵車站襯砌模板臺車系統主要由支撐系統、模板系統、門架系統、附屬系統、行走系統及液壓系統組成。

2.1 襯砌模板臺車支撐系統

襯砌模板臺車支撐系統的功能是用于支撐混凝土在澆灌過程中引起的側壓力，以及對襯砌模板臺車的模板的受力支撐和位置調節（圖1）。支撐系統的側方位螺旋絲桿安裝在模板與門架中間，在地鐵車站主體施工襯砌時保證模板的綜合剛度滿足施工需求。支撐系統托架支撐千斤頂安裝在門架縱梁下方，襯砌模板臺車運行時托架支撐千斤頂用來支撐軌道面，以支撐臺車的整體重量及混凝土的重量，進而緩解門架縱梁的作用力，提升混凝土澆筑時的縱梁和托梁的受力均衡，為托架的安全可靠提供保證。

圖1 襯砌模板臺車支撐系統

2.2 襯砌模板臺車模板系統

襯砌模板臺車模板系統由加強筋、邊裙和面板構成，通過使用螺栓將模板固定，方便模板的裝卸及位置移動。托架用于連接頂端模板及門架體，用于承擔混凝土澆筑時的上方重量及模板自身重量，并利用托架的液壓油缸和支撐千斤頂將受力傳至門架。門架與側邊模板之間通過焊接槽鋼側邊模板絲杠及通梁相連，以滿足模板系統的剛度要求。

2.3 襯砌模板臺車門架系統

襯砌模板臺車門架系統主要采用型鋼材料制造，其功能是用于完成襯砌模板臺車的剛度及強度要求，大體由橫梁、縱梁、斜撐、立柱、行走部件、立柱頂端豎拉連桿及立柱側邊斜拉連桿構成。襯砌模板臺車門架系統搭建便捷，設計結構科學，部件連接使用螺栓節點板式連接技術，裝卸方便，易于搬運。

2.4 襯砌模板臺車附屬系統

襯砌模板臺車附屬系統由梯子及操作平臺構成，操作平臺主要用于技術人員操作運行襯砌模板臺車，梯子架設在操作平臺與地面之間，便于技術人員能夠到達操作平臺進行操作。

2.5 襯砌模板臺車行走系統

襯砌模板臺車行走系統的實現原理是利用電機減速器實現襯砌模板臺車的直連傳導驅動，用以保證襯砌模板臺車行走時的穩定和安全，其安裝位置是襯砌臺車門架下縱梁的底部。

2.6 襯砌模板臺車液壓系統

襯砌模板臺車液壓系統由液壓缸和液壓泵站組成。液壓泵站多為立式封閉結構，安裝在油箱內部，用于操作的路由方向控制閥體安裝在易于操作的油箱頂端；液壓缸主要用于完成襯砌模板臺車的定位、立模和收模功能，可細分為側模缸、升缸和平移缸。

3 襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工中的應用

3.1 襯砌模板臺車現場拼裝及找平

在襯砌模板臺車進入地鐵車站主體施工現場前應進行部分結構拼裝，在拼裝連接數據及拼接尺寸符合標準后，根據組裝順序將構件運送至車站主體現場。在支撐系統架設、臨時支撐系統拆除、分離支撐系統與穿行支架時均應時刻監測支撐系統桿件的受力數據，從而時刻調整地面受力點的措施應對，科學進行支撐裝置的安裝與拆卸。在完成襯砌模板臺車整體現場安裝，應對模板進行必要的找平、除銹操作，針對不方便修整的模板接縫進行打磨、加墊或抹膩子的方式進行找平處理，從而消除接縫。完成試運行檢測校驗后，即可進行襯砌模板臺車的應用作業環節。

3.2 襯砌模板臺車立模就位

拼裝調試完成后，將襯砌模板臺車行走系統啟動，移動到設計澆筑混凝土處，利用絲杠千斤頂將底部行走縱梁移動至鋼軌處并固定。利用全站儀進行輪廓線特征點及襯砌中心線的測量標記，將模板支撐并在指定位置定位，加固處理。用木板將襯砌模板臺車邊緣模板進行封閉處理，在襯砌模板臺車拱頂不澆筑混凝土位置安裝抗上浮設備，一側在襯砌模板臺車頂端固定，另一側固定在施工位置拱頂初支面，避免襯砌模板臺車進行混凝土澆筑過程產生上浮。

3.3 襯砌模板臺車澆筑混凝土

襯砌模板臺車混凝土澆筑順序應按照自上而下的分層左右對稱完成，應先從側模下位置開始，澆筑高差應控制在0.5 m 之內?；炷晾脗魉捅脗鲗?，起初振搗利用插入振動棒，然后利用振搗器進行3 m 距離振搗，振搗時避免混凝土灌滿而產生超壓，對模板支撐系統造成損壞。襯砌模板臺車對混凝土封頂操作過程中，應利用混凝土傳送泵的低檔位速率進行澆灌，對混凝土壓力數值進行科學監測，以防止因混凝土澆筑過滿導致壓力升高而引起模板變形。

3.4 襯砌模板臺車脫模

地鐵車站主體施工的襯砌模板臺車脫模操作應卸松邊界模板、行走縱梁千斤頂絲杠及側面千斤頂絲杠。通過換向閥縱向油缸收緊，保證臺車頂模與襯砌面分離。收緊過程不能一步到位強制脫模，應分批次進行。實施過程中應檢測緊固件的固定情況，并定期維護。

4 結語

襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工雖然優勢明顯，但在襯砌質量、施工成本及施工成本通用性方面仍存在提升空間。今后的研究中應在以上方面進行深入研究創新，以進一步拓展襯砌模板臺車在地鐵車站主體施工的應用性。