350km/h高速鐵路下穿機場航站樓隔振器安裝技術解析

劉航寧, 胥 悅

(中國華西企業股份有限公司第十二建筑工程公司, 四川成都 610000)

成都天府國際機場T2航站樓D大廳是整個T2航站樓的中央核心區域，成都至自貢線高速鐵路以350 km/h時速斜穿T2航站樓正中央核心區下方，此設計為世界首例，如此高速的運行時速勢必會引起環境振動，對有特殊結構要求的航站樓、跑道、機場設備造成一定的影響，但國內外對高速鐵路下穿航站樓或跑道的影響研究至今仍是一片空白。本文以天府國際機場T2航站樓為例，闡述航站樓修建工程中，隔振器安裝前如何快速達到精度極高的安裝條件及安裝完成后在不影響隔振器使用前提下快速進入下一道施工工序，滿足工程施工質量和進度要求。

1 工程概況

成都天府國際機場位于簡陽蘆葭鎮，總投資為718.64億元。天府國際機場規劃2個航站區共4座單元式航站樓，分別是位于北航站區的T1、T2航站樓(本期工程)和位于南航站區的T3、T4航站樓(遠期工程)。T2航站樓為大型公共交通建筑，屬4E類機場、一類機場航站樓，建筑面積約27.28萬m2，建筑物最大高度44.850 m。成都至自貢高鐵將以350 km/h的速度高速斜穿T2航站樓核心區域(D大廳)下部(圖1)。

圖1 天府機場鳥瞰圖

極高的時速，給航站樓結構安全帶來了極大的隱患，航站樓D大廳是整個T2航站樓的中央核心區域，設計時T2航站樓通過180個減振支座共有隔振器694套(圖2～圖4)，將D大廳14萬余t結構荷載傳至大鐵弧形頂板上，它們能緩沖鐵路高速運行帶給上部結構及飛機起降對鐵路安全運行的振動影響[2]。由于其特殊的作用，對施工的精度要求極高。從限位臺施工開始，每個支撐面標高誤差均必須控制在5 mm內，平整度在2 mm/m內；再到隔振器采用塔機吊裝就位，且就位后各個方向偏差不大于5 mm；最后隔振器上部鋼筋混凝土承臺施工完成后其底面平整度亦必須滿足2 mm/m。

圖2 隔振器結構示意

圖3 T2隔振器安裝位置分布(一)

圖4 T2隔振器安裝位置分布(二)

2 工藝特點

本工藝具有工藝結構合理、安全、安裝靈活、操作方便適用、經濟等特點。

(1)由于隔振器安裝時平整度要求極高，現有混凝土收面平整度無法滿足其安裝要求，我們采用支座灌漿料形式進行施工，滿足了強度要求前提下保證平整度。

(2)運用鋼架支撐體系可滿足隔振器安裝完成后釋放前對上部結構的正常施工及對隔振器保護作用。

350 km/h高速鐵路下穿機場航站樓隔振器安裝施工工法適用于機場、部分民用建筑和商業建筑下部設計,有高鐵、地鐵等下穿建筑物的工程的隔振器安裝[3]。

3 工藝原理

(1)采用自流平澆筑可最大程度保證隔振器的安裝平整度，同時滿足隔振器要求的混凝土強度，該澆筑方式混凝土流動性強、強度高、收面平整、耐久性、抗滲、抗凍、抗腐蝕性能均有良好的表現[4]。

(2)采用鋼架支撐體系保證隔振器安裝就位后的上部工程正常施工，后期拆除支撐體系后不影響隔振器正常使用功能[7]。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 隔振器安裝施工順序

限位臺結構(限位基礎)—灌漿料找平—安置專用防滑墊板—預壓縮彈簧隔振器就位安裝—預埋鋼板就位—焊制槽鋼支架—施工上部結構—松開預緊螺栓釋放彈簧—調平。

4.2 隔振器安裝操作要點

4.2.1 限位基礎施工

(1)大鐵頂板混凝土澆筑前預埋隔振器限位基礎鋼筋，限位基礎鋼筋綁扎完成后支模進行澆筑，混凝土澆筑前要將限位基礎與大鐵連接位置鑿毛并將浮漿及雜物清理干凈，限位基礎混凝土強度等級為C45。

(2)因隔振器對基礎平整度要求極高，所以在限位基礎澆筑時預留80 mm并將完成面鑿毛清理(鑿毛深度不少于20 mm)，后期采用二次灌漿澆筑找平，保證隔振器澆筑面的平整度。要求限位基礎混凝土強度等級達到80%以上方可安置隔振器。限位基礎結構示意如圖5、圖6所示。

圖5 限位基礎結構示意(單位：mm)

圖6 隔振器就位

(3)二次灌漿澆筑找平灌漿料(自流平混凝土)要求：①高流動性：有很大的流動度，可在不加外力的情況下流向要求灌漿的各個部位;②高強度：28天抗壓強度不小于50 MPa，后期強度不倒縮;③耐久性：50年內強度無明顯變化；抗滲、抗凍、抗腐蝕性能均有良好的表現。

4.2.2 限位臺

限位臺鋼筋同樣在大鐵頂板結構施工時預埋(圖7)，混凝土強度等級為C45。限位臺高度610 mm，與隔振器上鋼板有30 mm孔隙，起到防傾覆限位的功能。限位臺澆筑前也必須將連接位置鑿毛，清理掉浮漿及雜物。

圖7 限位基礎鋼筋、模板制作

4.3 二次灌漿找平層(自流平混凝土)

4.3.1 施工工藝

表面清理—抄平—支模—灌漿—收面—養護—脫模。

4.3.2 注意事項[5]

(1)灌漿前澆水充分濕潤混凝土表面，同時應將基礎表面的浮漿、浮灰、油污等清除，如有積水應清除積水。

(2)支模前應拉線找平，以保證表面平整度滿足設計要求。

(3)模具應支設牢固，灌漿中如出現跑漿現象，應及時處理。

(4)灌漿時，應從一側進行灌漿，直到從另外一側溢出為止。灌漿開始后，必須連續進行并盡可能縮短灌漿時間。

(5)灌漿完畢后及時進行收面工作，確保表面平整(圖8)。

圖8 自流平混凝土澆筑

(6)灌漿完畢后應灑水或覆蓋養護。

(7)拆模時要注意保護灌漿層棱角及其他附件不被破壞。

4.4 隔振器就位安裝

4.4.1 準備工作

隔振器底部墩柱的混凝土和支座灌漿料強度達到80%以上方能放置隔振器。

彈簧隔振器表面須清潔，備好安裝相關材料(防滑墊片、調平墊片、上部預埋鋼板和防塵防雨用塑料薄膜)，收集好相關資料(包括產品合格證書、設計技術文件、安裝說明書等)。將基礎表面清理干凈。必要時在工作面周圍搭設腳手架，以確保施工人員的安全與方便。

4.4.2 測量放樣

采用全站儀復核基礎標高，將防滑墊片定位線、隔振器安裝控制軸線標記到基礎表面，做好標記并妥善保護。

4.4.3 隔振器安裝[1]

放置下部防滑墊片—安放彈簧隔振器—在彈簧隔振器上部放置調平墊片(按調平需要取舍)—再次校核彈簧減振器位置—實施保護工作。

4.4.4 安裝操作要點

(1)首先將防滑墊片放置于基礎底座定位線上，安放方向同彈簧隔振器底座的方向一致。

(2)將彈簧隔振器按圖紙正確方向放置于防滑墊片上，隔振器底板應與防滑墊片完全重合。

(3)待全部隔振器就位后，找出一列兩端隔振器的定位中心，然后采用掛線的方法調整其他隔振器的水平度和水平位置。

(4)用水準儀測量每臺隔振器的相對標高，作為調平前的初始數據，通過數據整理后確定最終調平標高，然后采用設置或免除調平墊片的方法調整標高至準確值。

(5)彈簧隔振器最終調整完畢后用防水防油的塑料薄膜將隔振器包好，保持清潔，避免雜物或灰塵侵入，這些塑料膜只有在彈簧釋放時才能去除。

4.5 槽鋼支架

因隔振器上部預埋鋼板四邊需伸出限位臺100 mm，所以采用10號槽鋼焊制臨時支撐結構，避免鋼板懸空，增加穩定性。槽鋼支架施工時先布置4個角點支撐，根據角點間距離按不大于1.5 m均勻布置四邊支撐[6](圖9、圖10)。

圖9 隔振器上部預埋鋼板臨時支撐示意(單位：mm)

圖10 隔振器上部預埋鋼板臨時支撐示意(單位：mm)

4.6 安裝誤差要求

(1)隔振器支撐面標高誤差控制在±5 mm以內。

(2)隔振器支撐面平整度控制在+2 mm/m以內。

(3)隔振器鋼板平整度應控制在+2 mm/m以內。

4.7 預埋鋼板

(1)預埋鋼板錨筋與錨板采用T形焊接滿焊，焊腳尺寸為12 mm。

(2)焊工必須持證上崗，采用的焊接材料必須符合設計文件規定。

(3)焊接完畢后，清除焊縫表面熔渣和飛濺。焊工進行自檢合格后，還需由專職檢查員進行檢查。焊縫外形尺寸必須符合設計圖紙要求，焊縫與母材過度圓滑。焊縫表面不允許有裂紋、夾渣、氣孔、未焊透、未填滿的弧坑、未融合、縮孔等缺陷存在。

(4)預埋鋼板焊接完成后，應對其進行防腐蝕處理。①預埋鋼板在除銹處理前，應清除焊渣、毛刺和飛濺附著物，對邊角進行鈍化處理，并應清除基體表面可見的油脂和其他污物;②焊縫兩側應先涂刷不影響焊接性能的車間底漆，焊接完畢后對焊縫熱影響區進行二次表面清理，按設計要求重新涂裝;③每次涂裝應在前一層涂膜實干后進行;④鋼板防腐蝕涂料涂裝結束，涂層應自然養護后方可使用。

4.8 隔振器上部結構

(1)因隔振器不與下部結構直接固定，在進行上部結構施工中可能會造成其偏移，須設置臨時性輔助限位措施，防止已安裝的隔振器產生平面位移。

(2)為防止混凝土澆筑施工可能使混凝土漿進入隔振器內，必須將隔振器周邊封閉保護。

(3)預埋鋼板厚度按設計要求加工，安裝時應充分與隔振器頂部緊貼平整，然后設置剛性支撐使其牢固定位，防止后續工序施工造成移位。

(4)混凝土澆筑要均勻下灰，要下料輕、振搗輕，使下面支撐系統受力均勻，并隨時進行檢查，以防收混凝土沖擊位置發生改變。

4.9 隔振器彈簧釋放

(1)在主體結構、裝修施工完成、主要設備安裝結束后。彈簧隔振器已處于設計的工作狀態，松開預緊螺栓，按照設計標高進行調平。待全部調平后，還應進行復核。

(2)全部安裝完成，可以正常使用后，拆除防塵防雨塑料薄膜(圖11)。

圖11 施工完成后效果

4.10 隔振器的運輸與保護

(1)隔振器的包裝應防塵、防雨，在包裝外使用塑料薄膜多層纏繞，包裝應滿足運輸期間的防腐蝕和安全運輸要求，每個單獨包裝上有明顯的“↑”標志。

(2)隔振器運輸不得拋擲，全過程捆牢、蓋嚴，以確保外包裝不受損傷；應避免碰撞；注意在運輸過程中的防水、防潮，防止受到腐蝕。

(3)隔振器裝卸采取機械化作業，由有經驗的指揮人員統一指揮，在裝卸的過程中，避免尖銳物對隔振器外包裝引發損傷。卸貨時應逐一檢查是否有破損，破損的應當標記并單獨存放以便進一步檢查。在貯存前將破損的包裝修補完整。

(4)隔振器在不承載的狀態下儲存，儲存處應通風、干燥并避免陽光直射。隔振器儲存地點應遠離發熱源、各種油類，附近不應有腐蝕性化學物品。

5 效益分析

5.1 灌漿材料

180個減振支座共有隔振器694套，支座C50灌漿料找平80 mm厚，總共費用為67.32萬元，如使用C50商品混凝土澆筑該部分費用為108.72萬元，同比節約41.40萬元(表1)。

表1 費用對比

5.2 支架體系

10號槽鋼費用為39.16萬元，待結構完工后將拆除進行多次周轉。可以將該部分費用分攤至多個項目中，從而降低該部分成本費用(表2)。

表2 可周轉成本

5.3 安裝隔振器費用

安裝隔振器費用見表3。

表3 安裝隔振器共計費用

6 結束語

根據上述解析，采用自流平混凝土和槽鋼支架體系配合鋼板底座的施工方式，既滿足了施工工期需求，又降低了施工成本。像成都天府國際機場這樣工期嚴重緊張且上部施工結構復雜的工程項目中，加快安裝隔振器工作，快速進入下一道施工工序是該工程提高施工進度的關鍵，采用上述施工方式可在滿足其施工要求的前提下節約施工成本，提高施工效率，達到綠色施工的目的。