大跨度裝配式車(chē)站拼裝施工技術(shù)研究與應(yīng)用
——以長(zhǎng)春市地鐵2號(hào)線西興站為例

初明祥，彭傳雄，胡忠經(jīng)，張靜靜，何 鑫，馮圓成，董嘉蓮，王清標(biāo), 4, 5, 6,*

(1.山東科技大學(xué)資源學(xué)院，山東 泰安 271000；2.山東科技大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院，山東 青島 266590；3.中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司，山東 日照 276800；4.山東科技大學(xué)山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590；5.山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制-省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山東 青島 266510；6.山東科技大學(xué)煤礦充填開(kāi)采國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271000)

0 引言

我國(guó)的裝配技術(shù)在地下工程建設(shè)中得到了快速發(fā)展[1-4]，但在地鐵車(chē)站裝配過(guò)程中仍存在勞動(dòng)力消耗高、裝配效率低、裝配質(zhì)量差等問(wèn)題。在拼裝預(yù)制件的過(guò)程中，拼裝精度和效率是現(xiàn)階段裝配技術(shù)革新的關(guān)鍵[5-8]。

地下工程預(yù)制裝配技術(shù)具有良好的發(fā)展前景[9-10]，一些學(xué)者對(duì)裝配技術(shù)及質(zhì)量進(jìn)行了研究。例如：揭海榮[11]結(jié)合集美新城綜合管廊工程，提出了預(yù)制構(gòu)件懸空拼裝的施工方法；陸慧峰等[12]基于工程實(shí)例針對(duì)鋼筋籠加工、模板安裝、混凝土澆筑過(guò)程可能出現(xiàn)的問(wèn)題采取了相關(guān)的措施，確保了預(yù)制裝配式管廊的質(zhì)量；郭建濤等[13]對(duì)疊合整體式預(yù)制裝配技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、各構(gòu)件的接頭連接技術(shù)、防水技術(shù)進(jìn)行了研究，并介紹了該技術(shù)在十堰市綜合管廊項(xiàng)目中的運(yùn)用；何昌杰等[14]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外預(yù)制裝配式混凝土綜合管廊使用現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并針對(duì)當(dāng)前預(yù)制裝配式綜合管廊存在的問(wèn)題提出合理化的建議。

綜上所述，可以看出諸多學(xué)者對(duì)拼裝工藝及質(zhì)量進(jìn)行了一定的研究，但僅僅只是針對(duì)預(yù)制管廊等小結(jié)構(gòu)，而對(duì)預(yù)制構(gòu)件自身質(zhì)量大和形狀特殊的大跨度車(chē)站的拼裝工藝精度和效率的研究尚處于初步階段，因此亟需對(duì)大跨度裝配式車(chē)站拼裝施工技術(shù)進(jìn)行深入探討研究。大跨度裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件在拼裝過(guò)程中易發(fā)生偏移及變形，當(dāng)偏移及變形超過(guò)一定范圍時(shí)會(huì)影響定位的準(zhǔn)確性，進(jìn)而對(duì)后續(xù)的拼裝工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

袁家店作為國(guó)內(nèi)技術(shù)先進(jìn)的大跨度裝配式車(chē)站，其主要利用2臺(tái)龍門(mén)吊配合拼裝臺(tái)車(chē)共同作業(yè)。拼裝作業(yè)分3組進(jìn)行，每組10人，第1組拼裝底板A、B塊，第2組負(fù)責(zé)拼裝側(cè)墻，第3組負(fù)責(zé)拼裝頂板。整個(gè)拼裝過(guò)程人員分工明確，采用搭“積木”的方式拼裝完成。拼裝精度為2.5～3 mm，相鄰構(gòu)件空隙為5～10 mm，拼裝速度最高達(dá)到1環(huán)/d，拼裝精度與拼裝效率有待進(jìn)一步提升。針對(duì)大跨度裝配式預(yù)制構(gòu)件如何快速定位拼裝和拼裝精度難度大等問(wèn)題，本文以長(zhǎng)春地鐵2號(hào)線西興站為依托，介紹本工程所遇到的技術(shù)重難點(diǎn)問(wèn)題，并對(duì)研發(fā)的定位拼裝平臺(tái)和拼裝施工技術(shù)等進(jìn)行闡述，以期在袁家店車(chē)站的研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高拼裝精度與拼裝效率。

1 依托工程概況

1.1 工況

西興站是長(zhǎng)春地鐵2號(hào)線1期工程的第4站，位于規(guī)劃中的乙三路與規(guī)劃中的景陽(yáng)大道西延伸段的交匯處。該站沿景陽(yáng)大道西延伸段中段偏南開(kāi)始施工，施工現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)開(kāi)闊，附近沒(méi)有管道和構(gòu)筑物。

基坑長(zhǎng)度為126 m(63環(huán))，寬度為22.5 m，挖深為21～23 m。基坑采用圍護(hù)樁+豎向5道錨索支護(hù)方式，一樁一錨，間距為1.4 m。通過(guò)側(cè)墻、梁、板、柱等構(gòu)件組成主體結(jié)構(gòu)，主體寬度為20.5 m，高度為17.45 m，主體結(jié)構(gòu)頂板覆土為3.5～4.6 m，底板埋深為20.95～22.05 m。受現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況影響，結(jié)構(gòu)底板處于強(qiáng)風(fēng)化泥巖層。基坑型式及支護(hù)方式如圖1所示。

圖1 基坑型式及支護(hù)方式

1.2 設(shè)計(jì)概況

車(chē)站主體結(jié)構(gòu)由預(yù)制構(gòu)件組成，分別為A、B1、B2、C1、C2、D、E 7個(gè)結(jié)構(gòu)編號(hào)(見(jiàn)圖2)。每塊預(yù)制構(gòu)件均為閉合空腔構(gòu)件，構(gòu)件壁薄且表面設(shè)有榫頭、配套的榫槽及螺栓。預(yù)制構(gòu)件的拼裝依靠榫頭和榫槽在環(huán)向及縱向的固定連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，在連接處上、下各設(shè)置有預(yù)留的精軋螺紋鋼孔道來(lái)完成編號(hào)D、E預(yù)制塊的拼裝，其他部位則采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行固定。采用環(huán)向?qū)R對(duì)編號(hào)A預(yù)制塊和編號(hào)B1、B2預(yù)制塊進(jìn)行拼裝，通過(guò)環(huán)向?qū)R和縱向?qū)R對(duì)編號(hào)B1、B2預(yù)制塊和編號(hào)C1、C2預(yù)制塊進(jìn)行拼裝，通過(guò)環(huán)向和縱向?qū)R對(duì)編號(hào)C1、C2預(yù)制塊和編號(hào)D、E預(yù)制塊進(jìn)行拼裝，通過(guò)錯(cuò)位拼裝對(duì)編號(hào)D、E預(yù)制塊進(jìn)行拼裝。結(jié)構(gòu)橫斷面示意如圖3所示。裝配結(jié)構(gòu)效果示意如圖4所示。

(a)A塊

圖3 結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖(單位：m)

圖4 裝配結(jié)構(gòu)效果示意圖

2 工程技術(shù)重難點(diǎn)分析

2.1 預(yù)制構(gòu)件拼裝難度大

1)拼裝工程量大，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)比較長(zhǎng)，分別長(zhǎng)達(dá)144、126 m，拼裝環(huán)數(shù)分別為72、63環(huán)。

2)預(yù)制構(gòu)件尺寸大，自身質(zhì)量大，構(gòu)件自身質(zhì)量分別為38、40、31、48.5、54.5 t，導(dǎo)致快速定位拼裝難度大。

3)由于結(jié)構(gòu)形狀特殊，確定拼裝方法和步序難度大，不同拼裝位置需采用不同的拼裝方法和步序。

4)在袁家店車(chē)站拼裝精度達(dá)2.5～3 mm的背景下，進(jìn)一步提高拼裝精度的難度大。

2.2 新型拼裝設(shè)備研制難度大

1)側(cè)墻及頂板的拼裝工作，僅靠吊裝設(shè)備無(wú)法完成。

2)在基于類(lèi)似具有參考價(jià)值拼裝機(jī)械的前提下，本工程亟需解決拼裝臺(tái)車(chē)能實(shí)現(xiàn)更多功能來(lái)提高拼裝精度與拼裝效率。

3)拼裝設(shè)備研制期間，對(duì)設(shè)備的運(yùn)輸、組裝形式、多個(gè)千斤頂?shù)捻斶M(jìn)精度控制、設(shè)備移動(dòng)方式及設(shè)備部件之間力的傳導(dǎo)方式等需要不斷地進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)。

2.3 基層精平施工技術(shù)精度要求高

1)精平條帶的精度控制標(biāo)準(zhǔn)為±1 mm。

2)由于本工程未進(jìn)行后澆帶累計(jì)誤差的消除，精平條帶的積累誤差過(guò)大，必然影響到后續(xù)工序的開(kāi)展。

2.4 注漿專(zhuān)用設(shè)備開(kāi)發(fā)難度大

1)即便預(yù)制構(gòu)件拼裝成環(huán)，其本身的空隙注定榫接結(jié)構(gòu)難以形成整體結(jié)構(gòu)，亟需研發(fā)黏結(jié)材料注漿設(shè)備進(jìn)行填充，黏結(jié)材料必須具備無(wú)收縮、流動(dòng)性好及高強(qiáng)度的特性。

2)由于預(yù)制構(gòu)件間空隙為5 mm，注漿難度大，因此對(duì)注漿設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)要求高，同時(shí)要形成集鉆注為一體的注漿機(jī)組，配合自動(dòng)化控制監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)一整套自動(dòng)注漿系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)注漿設(shè)備，亟需研制一種能實(shí)現(xiàn)固液材料混合功能的注漿設(shè)備。

3 拼裝施工技術(shù)研究

3.1 拼裝設(shè)備研發(fā)

3.1.1 拼裝設(shè)備要求

拼裝平臺(tái)各個(gè)構(gòu)件需要滿足整體裝置所需的剛度、強(qiáng)度等力學(xué)要求，在正常施工和正常使用的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用和變形而不發(fā)生破壞，還要具有良好的工作性能。在正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能在預(yù)計(jì)的使用年限內(nèi)滿足各項(xiàng)功能要求，即應(yīng)具有足夠的耐久性。

拼裝平臺(tái)在滿足上述性能要求的同時(shí)，還要達(dá)到一定的拼裝功能要求。預(yù)制構(gòu)件塊體B在拼裝時(shí)不僅需要考慮與同環(huán)構(gòu)件塊體A的榫槽是否完成對(duì)接，還需要考慮后續(xù)施工時(shí)2環(huán)中的構(gòu)件塊體B之間的榫槽是否完成合攏工作，在吊裝合攏時(shí)通過(guò)千斤頂進(jìn)行就位，就位方式為4種，比與構(gòu)件塊體A對(duì)接時(shí)增加3道工序；由于頂板構(gòu)件D、E在拼裝時(shí)不僅需要考慮同環(huán)兩構(gòu)件的榫槽是否完成對(duì)接，還需考慮下落過(guò)程中與同環(huán)構(gòu)件塊體C的榫槽是否對(duì)接完成，同時(shí)完成與前一環(huán)榫槽的合攏工作。

由于構(gòu)件在回落過(guò)程中需要保持同步性，且預(yù)制構(gòu)件作為一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)的拱腳處易產(chǎn)生較大的推力，所以需采取相應(yīng)的技術(shù)措施以避免構(gòu)件完成拼裝后發(fā)生開(kāi)裂。因此，精準(zhǔn)、安全、高效地完成頂板處預(yù)制構(gòu)件的拼裝工作是整項(xiàng)拼裝工作能否成功的重要環(huán)節(jié)。

3.1.2 拼裝設(shè)備

根據(jù)以上分析，采用了1臺(tái)專(zhuān)用定位的液壓三維定位拼裝平臺(tái)拼裝設(shè)備(見(jiàn)圖5)。該拼裝設(shè)備自身質(zhì)量約247 t，其主要包括門(mén)架、走行機(jī)構(gòu)、可調(diào)式掛架、頂部拼裝平臺(tái)、張拉平臺(tái)及液壓電控系統(tǒng)等，使用鋼箱梁作為主體受力結(jié)構(gòu)。利用液壓裝置對(duì)構(gòu)件塊體進(jìn)行行走和三維立體操作，利用該裝置完成預(yù)制構(gòu)件塊體間的三維轉(zhuǎn)動(dòng)和平移。鋼箱梁作為主體結(jié)構(gòu)，其耐久性能較好，在各零部件的滑動(dòng)接觸面處使用30 mm厚的四氟板以減小施工過(guò)程中的摩擦阻力，且在拼裝時(shí)三維行動(dòng)流暢無(wú)噪音產(chǎn)生；通過(guò)在千斤頂?shù)纳喜吭O(shè)置擋板和橫梁，可直接避免千斤頂與預(yù)制構(gòu)件的螺栓連接過(guò)程，不僅提高了預(yù)制構(gòu)件拼裝時(shí)的定位精度，還極大地提升了工作效率。頂板處的預(yù)制構(gòu)件合攏后，通過(guò)控制4臺(tái)千斤頂保持相同的初始速度同時(shí)下落，以保證頂板處的預(yù)制構(gòu)件受力均勻。

圖5 三維定位拼裝平臺(tái)

3.2 拼裝施工技術(shù)

拼裝工程包括基底墊層施工、底板預(yù)制構(gòu)件拼裝、側(cè)墻預(yù)制構(gòu)件拼裝、頂板預(yù)制構(gòu)件拼裝、基底填充注漿、榫槽注漿6道施工工序。其中，預(yù)制構(gòu)件拼裝為主工序，其余為輔助工序。拼裝采用“通縫拼裝和梯次拼裝”2種形式。工序如下：底板緊跟基坑開(kāi)挖連續(xù)拼裝，側(cè)墻拼裝比頂板超前3塊，頂板緊跟側(cè)墻。整個(gè)過(guò)程形成了臺(tái)階式流水狀態(tài)，每環(huán)的拼裝速度比“成環(huán)拼裝”提高1倍。

3.2.1 拼接順序及方法

A/B/C塊：1吊2推3落4緊5就位。D/E塊：1吊2合3推4落5推6緊7就位。注漿：自底部而上部，先環(huán)縫后縱縫，依前后平行推。張拉鎖定：先環(huán)縫后縱縫。背后回填：逐層回填，壓實(shí)達(dá)到一定強(qiáng)度回填上一層，重復(fù)以上步驟直至達(dá)到回填高度要求。

3.2.2 拼接步驟

3.2.2.1 步驟1

利用吊裝機(jī)器吊運(yùn)8組預(yù)制構(gòu)件A、B，使用儀器張拉后固定。拼裝設(shè)備使用所需軌道安裝在B塊的預(yù)設(shè)位置。

1)首環(huán)預(yù)制構(gòu)件A拼裝。拼裝流程如圖6所示。

2月20日，水利部直屬機(jī)關(guān)2012年黨的工作會(huì)議在京召開(kāi)。水利部黨組書(shū)記、部長(zhǎng)陳雷出席會(huì)議并作重要講話。中央國(guó)家機(jī)關(guān)工委副書(shū)記俞貴麟到會(huì)指導(dǎo)并講話。水利部黨組副書(shū)記、副部長(zhǎng)矯勇主持會(huì)議。水利部黨組成員、中紀(jì)委駐部紀(jì)檢組組長(zhǎng)董力傳達(dá)中央國(guó)家機(jī)關(guān)第二十六次黨的工作會(huì)議暨第二十四次紀(jì)檢工作會(huì)議精神。水利部黨組成員、副部長(zhǎng)、直屬機(jī)關(guān)黨委書(shū)記周英作工作報(bào)告。水利部副部長(zhǎng)胡四一，水利部黨組成員、副部長(zhǎng)李國(guó)英，總工程師汪洪，總規(guī)劃師兼規(guī)劃計(jì)劃司司長(zhǎng)周學(xué)文出席會(huì)議。

圖6 首環(huán)預(yù)制構(gòu)件A拼裝流程圖

進(jìn)行連接反力架并鎖緊的步驟：將精軋螺紋鋼從洞孔穿過(guò)，并將預(yù)制構(gòu)件A通過(guò)螺帽鎖緊；依靠液壓千斤頂?shù)耐屏κ┘?00 kN的鎖定力作用在每個(gè)孔位；重新復(fù)核軸線是否對(duì)齊，確認(rèn)軸線對(duì)齊后進(jìn)行長(zhǎng)精軋螺紋鋼的拼接；使用套筒扳手對(duì)反力架與螺帽旋轉(zhuǎn)擰緊。首環(huán)A塊拼裝如圖7所示。

圖7 首環(huán)A塊拼裝

2)第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件A拼裝。拼裝流程如圖8所示。

圖8 第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件A拼裝流程圖

在吊裝及對(duì)中時(shí)，軸線對(duì)中需要借助導(dǎo)向定位裝置的精準(zhǔn)定位，對(duì)中軸線不產(chǎn)生差錯(cuò)后對(duì)接首環(huán)A和第2環(huán)A，并且應(yīng)預(yù)留120 mm的縱向間隙來(lái)滿足相鄰2環(huán)A塊的拼裝要求；第1次頂進(jìn)的過(guò)程中，借助3臺(tái)穿心頂?shù)耐屏υ贏塊的中間部位和兩端部位同時(shí)向前頂進(jìn)100 mm，并且要求縱向間隙預(yù)留20 mm的距離；第2次頂進(jìn)的過(guò)程中，重復(fù)第1次頂進(jìn)的操作同時(shí)向前頂進(jìn)20 mm的距離，通過(guò)液壓千斤頂對(duì)每個(gè)孔位都施加300 kN的鎖定力；最后通過(guò)套筒扳手將螺帽擰緊。

3.2.2.2 步驟2

利用吊裝機(jī)器在已鋪設(shè)的軌道上組裝拼裝設(shè)備。

1)首環(huán)預(yù)制構(gòu)件B拼裝。拼裝流程如圖9所示。

圖9 首環(huán)預(yù)制構(gòu)件B拼裝流程圖

在吊裝和對(duì)接的進(jìn)程中，對(duì)中無(wú)誤后完成首環(huán)B與首環(huán)A的對(duì)接，左右兩B塊應(yīng)同時(shí)進(jìn)行拼裝，對(duì)接時(shí)首環(huán)B與首環(huán)A之間應(yīng)預(yù)留220 mm的環(huán)向距離；第1次頂進(jìn)的過(guò)程中，沿著首環(huán)B的環(huán)向，將首環(huán)B靠近首環(huán)A頂進(jìn)200 mm的距離，預(yù)留20 mm的環(huán)向間隙；第2次頂進(jìn)的過(guò)程中，沿著首環(huán)B的環(huán)向，將首環(huán)B靠近首環(huán)A頂進(jìn)20 mm的距離。首環(huán)B塊拼裝如圖10所示。首環(huán)A塊與B塊連接形式如圖11所示。

圖10 首環(huán)B塊拼裝

圖11 首環(huán)A塊與B塊連接形式

2)第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件B拼裝。拼裝流程如圖12所示。

圖12 第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件B拼裝流程圖

在吊裝及對(duì)中的過(guò)程中，利用導(dǎo)向定位裝置對(duì)中軸線，對(duì)中無(wú)誤后完成二環(huán)B與二環(huán)A的對(duì)接，同一環(huán)的B塊與A塊之間應(yīng)預(yù)留220 mm的環(huán)向距離，相鄰2環(huán)B塊之間應(yīng)預(yù)留120 mm的縱向距離；第1次頂進(jìn)的過(guò)程中，沿著二環(huán)B的環(huán)向，將二環(huán)B靠近二環(huán)A頂進(jìn)200 mm的距離，預(yù)留20 mm的環(huán)向間隙；利用3臺(tái)穿心頂?shù)耐屏M(jìn)行第2次頂進(jìn)，沿著二環(huán)B的縱向，將二環(huán)B靠近二環(huán)A的位置頂進(jìn)100 mm的距離，同時(shí)縱向間隙預(yù)留20 mm；第3次頂進(jìn)時(shí)，沿著二環(huán)B的環(huán)向，將二環(huán)B靠近二環(huán)A頂進(jìn)20 mm的距離；第4次頂進(jìn)時(shí)，將二環(huán)B沿縱向，向首環(huán)B頂進(jìn)20 mm。第2環(huán)B塊安裝如圖13所示。

圖13 第2環(huán)B塊安裝

3.2.2.3 步驟3

第1環(huán)兩側(cè)的C塊采用吊裝機(jī)器進(jìn)行吊運(yùn)，吊運(yùn)后的承接采用移動(dòng)吊架進(jìn)行銜接操作。移動(dòng)吊架對(duì)位拼裝C塊，適時(shí)定位、張拉。

1)首環(huán)預(yù)制構(gòu)件C拼裝。拼裝流程如圖14所示。

圖14 首環(huán)預(yù)制構(gòu)件C拼裝流程圖

在鋼絲繩處于緊繃狀態(tài)下，安裝首環(huán)C兩側(cè)的絲桿，利用儀器測(cè)量首環(huán)C的橫、縱向的垂直度。若存在誤差，可通過(guò)兩側(cè)的絲桿對(duì)C塊進(jìn)行調(diào)整，校正完畢后，通過(guò)套筒扳手將B、C塊牛腿中起連接作用的精軋螺紋鋼旋擰至設(shè)計(jì)值。吊裝及對(duì)中如圖15所示。垂直度校正示意如圖16所示。絲桿位置如圖17所示。反力架固定示意如圖18所示。牛腿連接示意如圖19所示。

圖15 吊裝及對(duì)中

圖16 垂直度校正示意圖

圖17 絲桿位置圖

圖18 反力架固定示意圖

圖19 牛腿連接示意圖

2)第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件C拼裝。拼裝流程如圖20所示。

圖20 第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件C拼裝流程圖

進(jìn)行吊裝及對(duì)中時(shí)，沿著首環(huán)榫槽方向，第2環(huán)預(yù)制構(gòu)件C榫頭下落，下落的垂直距離為50 mm；頂進(jìn)鎖緊步驟中，需要借助3臺(tái)穿心頂?shù)耐屏ν瑫r(shí)將C塊頂進(jìn)，并且依靠液壓千斤頂?shù)耐屏κ┘?50 kN的鎖定力作用在每個(gè)孔位。拼裝車(chē)站C塊吊裝示意如圖21所示。

圖21 拼裝車(chē)站C塊吊裝示意圖

3.2.2.4 步驟4

重復(fù)步驟3，連續(xù)拼裝4組C塊。

3.2.2.5 步驟5

通過(guò)吊裝機(jī)器拼裝頂部的拼裝平臺(tái)。

3.2.2.6 步驟6

通過(guò)吊裝機(jī)器吊運(yùn)首環(huán)預(yù)制構(gòu)件D、E到頂部的拼裝平臺(tái)上。拼裝車(chē)站D、E塊吊裝示意如圖22所示。拼裝車(chē)站D、E塊吊裝完成示意如圖23所示。

圖22 拼裝車(chē)站D、E塊吊裝示意圖

圖23 拼裝車(chē)站D、E塊吊裝完成示意圖

3.2.2.7 步驟7

利用拼裝平臺(tái)多角度微調(diào)首環(huán)預(yù)制構(gòu)件D、E，對(duì)位無(wú)誤后完成拼裝，再對(duì)預(yù)制構(gòu)件D、E之間的螺紋鋼筋進(jìn)行張拉。

3.2.2.8 步驟8

首先鎖定橫移平臺(tái)，然后施加對(duì)拉荷載。平臺(tái)鎖定及螺桿張拉如圖24所示。

圖24 平臺(tái)鎖定及螺桿張拉

3.2.2.9 步驟9

首環(huán)預(yù)制構(gòu)件D、E拼裝完成后將頂部拼裝平臺(tái)整體垂直下落，待預(yù)制構(gòu)件D、E塊落放于首環(huán)預(yù)制構(gòu)件C上時(shí)，對(duì)其進(jìn)行微調(diào)定位，最后張拉鎖定。

3.2.2.10 步驟10

重復(fù)步驟6—9，對(duì)第2環(huán)預(yù)制結(jié)構(gòu)D、E完成吊運(yùn)、安裝。

3.2.2.11 步驟11

重復(fù)步驟1—9，完成車(chē)站的拼裝。

3.2.3 定位過(guò)程控制

1)借助吊裝機(jī)械和輔助定位設(shè)備來(lái)完成預(yù)制塊A、B拼裝和定位工作。首先對(duì)預(yù)制構(gòu)件A進(jìn)行拼裝,使相鄰2環(huán)預(yù)制塊A之間的環(huán)向榫槽進(jìn)行對(duì)接；對(duì)稱(chēng)拼裝B塊，與預(yù)制塊A通過(guò)縱向榫槽完成對(duì)接工作，再使相鄰2環(huán)預(yù)制塊B通過(guò)環(huán)向榫槽拼接。

2)預(yù)制構(gòu)件C拼裝。利用拼裝設(shè)備上的可調(diào)節(jié)式吊掛架、液壓千斤頂完成多角度調(diào)整精準(zhǔn)定位。

3)預(yù)制構(gòu)件D、E拼裝。利用拼裝設(shè)備上的頂部拼裝平臺(tái)與液壓千斤頂完成D、E塊拼裝及同步垂直降落，實(shí)現(xiàn)多角度調(diào)整精準(zhǔn)定位。

3.2.4 糾偏控制

1)軸線控制和調(diào)整。利用預(yù)制構(gòu)件上的十字線作為定位標(biāo)識(shí)。每拼裝完成3組后復(fù)核及校正1次。

2)垂直度控制。激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行量測(cè)工作，液壓千斤頂進(jìn)行調(diào)整工作，并且要求每拼裝完成1組后，必須進(jìn)行復(fù)核及校正1次。

3)預(yù)制構(gòu)件端部同步把控。利用儀器量測(cè)來(lái)調(diào)整預(yù)制構(gòu)件間的接縫寬度，減少累積誤差到最小值。塊與塊之間的接縫寬度控制在6 mm以內(nèi)，每完成3組拼裝就復(fù)核校正1次。

4)張拉力及接縫寬度的控制。張拉力與接縫寬度相輔相成，縫寬在防水控制允許范圍內(nèi)，所有預(yù)制構(gòu)件的糾偏均可采用張拉力大小進(jìn)行調(diào)整。

3.2.5 基礎(chǔ)平面處理技術(shù)

底板的預(yù)制構(gòu)件應(yīng)與基底墊層緊密接觸，基底墊層的平整度與預(yù)制構(gòu)件的拼裝精度密切相關(guān)。通過(guò)開(kāi)展整體平整、局部平整雙思路的精平墊層技術(shù)對(duì)比分析研究，進(jìn)一步完善了基礎(chǔ)平面處理技術(shù)。

該技術(shù)原理為化面為線，將整個(gè)基底平面的平整度控制轉(zhuǎn)化為5個(gè)細(xì)條狀帶來(lái)控制。1.2 m寬精平條帶兩側(cè)采用固定角鋼控制標(biāo)高；完成后支邊模及端頭模并澆筑精平條帶；待精平條帶凝固后二次澆筑剩余墊層，標(biāo)高控制比精平條帶低(1±0.5)cm；精平條帶混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測(cè)，對(duì)誤差處進(jìn)行打磨等處理；處理完成后進(jìn)行底板塊預(yù)制構(gòu)件的拼裝；拼裝完成4環(huán)后通過(guò)預(yù)留注漿管對(duì)二次澆筑墊層(1±0.5)cm高差進(jìn)行回填注漿，保證裝配式車(chē)站基底密實(shí)。運(yùn)用固定標(biāo)高控制角鋼、澆筑精平條帶、二次澆筑墊層、后期誤差消除和回填注漿相結(jié)合方法進(jìn)行施工。注漿管布置如圖25所示。

圖25 注漿管布置圖(單位：mm)

3.2.6 榫槽注漿技術(shù)

預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用榫接法，榫槽與榫頭間隙以5～10 mm為控制標(biāo)準(zhǔn)。為了粘結(jié)構(gòu)件，在間隙中填充改性環(huán)氧樹(shù)脂。材料的流動(dòng)性、初凝時(shí)間和高度均滿足設(shè)計(jì)和施工要求，獨(dú)立設(shè)計(jì)各構(gòu)件的榫槽，初凝時(shí)間要小于80 min，流動(dòng)通道的阻力未明確，實(shí)際操作時(shí)的密封效果未能達(dá)到理想狀態(tài)。假若注射錯(cuò)誤或失敗，不能采取有效的挽救辦法。綜合上面所述因素，注漿設(shè)備采用與天津豐寧機(jī)電設(shè)備有限公司共同研制的DGZ-03A型結(jié)構(gòu)縫專(zhuān)用注漿機(jī)。為了有效解決環(huán)氧樹(shù)脂凝結(jié)過(guò)快造成的堵塞，采用電器控制、自動(dòng)攪拌、自動(dòng)上料系統(tǒng)和高壓泵組成注漿機(jī)，預(yù)制結(jié)構(gòu)每次成環(huán)時(shí)都要進(jìn)行榫槽灌漿。

利用臺(tái)車(chē)進(jìn)行每4環(huán)的榫槽注漿，注漿材料環(huán)氧樹(shù)脂甲液、乙液及石英粉的質(zhì)量比為3∶1∶1.5，注漿設(shè)備采用機(jī)械注漿機(jī)。將榫槽按構(gòu)件連接口形式，劃分為8種，共14處(見(jiàn)圖26)。通縫設(shè)置在注漿部位A、B之間，其余均為合縫。注漿前，各環(huán)需用海綿條將A、B之間接縫封堵。

圖26 注漿部位圖

4 施工技術(shù)應(yīng)用效果

在對(duì)本工程施工過(guò)程中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)拼裝設(shè)備及施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，底板預(yù)制構(gòu)件安裝及張拉時(shí)間：2塊B、1塊A共180 min，按3 h計(jì)。側(cè)墻預(yù)制構(gòu)件C塊安裝及張拉時(shí)間：?jiǎn)螇K90 min，2塊合計(jì)3 h。頂板預(yù)制構(gòu)件D、E塊安裝及張拉時(shí)間：合計(jì)180 min，按3 h計(jì)。則一環(huán)預(yù)制構(gòu)件流水作業(yè)的理論安裝時(shí)間為9 h。底板和側(cè)墻加頂拱2個(gè)班組平行作業(yè)，可有效加快安裝進(jìn)度，即可實(shí)現(xiàn)1個(gè)工班2環(huán)的拼裝進(jìn)度。將原來(lái)的拼裝精度從2.5～3 mm提升到2.5 mm以下，相鄰構(gòu)件空隙5～10 mm控制到5 mm以內(nèi)，拼裝速度從最快1環(huán)/d到最快2環(huán)/d，無(wú)論是拼裝精度還是拼裝速率都得到了極大提高。

5 結(jié)論與建議

1)通過(guò)對(duì)大跨度裝配式預(yù)制構(gòu)件的裝配過(guò)程中的技術(shù)難度問(wèn)題進(jìn)行分析，在原有基礎(chǔ)上提出了針對(duì)技術(shù)重難點(diǎn)問(wèn)題的改進(jìn)措施，并開(kāi)發(fā)了裝配式預(yù)制構(gòu)件拼裝技術(shù)，進(jìn)一步提高了拼裝速率及精度。

2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)及受力特征，對(duì)液壓三維定位拼裝平臺(tái)構(gòu)件進(jìn)行改進(jìn)，保證拼裝過(guò)程中構(gòu)件均勻受力的同時(shí)減少了預(yù)制構(gòu)件拼裝及張拉時(shí)間，最終拼裝成環(huán)時(shí)間最高可減少約6 h。

3)從拼裝方法、拼裝步序等方面開(kāi)展裝配式車(chē)站拼裝理論研究，從量程、軸線、高程等方面提出了三維精確定位控制及糾偏控制措施，對(duì)比原有拼裝技術(shù)，其構(gòu)件拼裝精度提高了約25%，為裝配式拼裝技術(shù)革新提供了新的技術(shù)方法。

4)未對(duì)本工程拼裝成環(huán)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化施工過(guò)程仿真，在消除接頭剛度差異、環(huán)間相互作用的前提下，需對(duì)拼裝過(guò)程結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力及變形特性和接頭處的張開(kāi)量、接觸應(yīng)力做進(jìn)一步分析驗(yàn)證。