穹頂建筑施工技術及質量控制探討

劉二明 來高振

（中鐵十二局集團國際工程有限公司天津）

0 前言

穹頂結構一般是半球形，是一種美和神秘的象征。穹頂建筑始于羅馬，不同時期的文明都采用過這種半圓形的結構形式。今天，它也是人們最熟悉的建筑風格之一。

人防工程多數都在地下，在建設過程中多受地質條件復雜性和不確定性和場地條件的影響，地下洞室施工難度較大，因此地下穹頂施工技術和質量控制措施顯得尤為重要。

1 工程概述

項目位于國內某市。地下人防工程洞區地面標高為340～420m，地形較陡峭；場地屬于丘陵地帶；進、出洞口地形為山丘坡腳地形。本項目圍巖等級為二級，坑道內被覆（二襯）結構形式均為門洞式，坑道內各類斷面30余個，支洞數量多，相互交錯，施工難度相對較大。洞內指揮中心為穹頂結構，設計跨度15m，厚度30cm，凈高度為7.42m。具體尺寸斷面如圖1。

圖1 穹頂的中心橫斷面尺寸

2 施工方案

2.1 施工工藝流程

工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

2.2 施工準備

施工準備主要是穹頂墻體及拱頂放線和施工場地平整工作。現場測量放樣確定輪廓線、標高，做好現場鋼筋綁扎、支架搭設、模板安裝等工作準備。將施工通道和場地清理、整平，方便車輛出行，保證材料機械能夠順利地進入場地。

2.3 施工要點

本次穹頂施工主要分為支架搭設、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑四個步驟。

2.3.1 支架搭設

本工程二襯混凝土澆筑施工按照沿橫斷面對稱均勻澆筑的方式進行，在此施工狀況下，制定腳手架方案。本工程采用梁柱式鋼管架上搭設滿堂鋼管支架，支架搭設位于已經澆注完成的鋼筋混凝土底板上（厚度30cm）。鋼管立桿規格采用Φ48×3mm，沿坑道方向腳手架步距為0.75m，立桿橫向間距為0.75m，豎向間距為0.75m，且需在拱墻交接處及以上部位支架要進行加密，加密部位橫桿間距不得大于50cm，空間三個方向均有鋼管腳手架互相連接。模板采用50×80mm 方木拼接，支撐模板體系為環向雙向拱架支撐。支架所用的扣件分為直角扣件、回轉扣件、對接扣件，扣件須符合規范要求。支架的搭設詳見圖3、圖4。

圖3 支架立面圖

圖4 支架平面圖

2.3.2 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎按設計及相關規范進行綁扎。

2.3.3 模板安裝

本工程墻身采用的主要為3015 和2015 組合鋼模板，模板之間能夠嚴絲合縫，面層平整且無混凝土殘渣，加強肋完整無變形，安裝模板前應先對模板板面及背楞處混凝土渣進行清除，清除完成后在模板面刷脫模劑，保證混凝土外觀質量干凈規整；穹頂模板為方木，方木現場加工成合適的尺寸大小，放好控制線后進行安裝。

2.3.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑分為三個階段：第一階段澆筑底板及小邊墻（小邊墻高出底板50 公分）；第二階段澆筑墻身；第三階段澆筑穹頂。澆筑過程中振搗密實，全過程觀測支架變形情況。

3 質量保證措施

3.1 施工質量預控

⑴項目開工之初，編制質量保證計劃和創優計劃等。

⑵組織技術人員審核圖紙、學習規范，發現設計問題及時與監理和設計院溝通，并要求設計單位進行交底。

⑶施工前編制施工組織設計、專項施工方案、措施交底。

⑷做好規范、標準和技術知識的培訓工作，促使項目人員的素質不斷提高。項目對分包主要管理人員也要進行施工質量管理的培訓，對分包班組長及主要施工人員，按不同專業進行技術、工藝、質量綜合培訓，未經培訓或培訓不合格的分包隊伍不允許進場施工。

3.2 質量保證措施

3.2.1 執行標準、規范和檢驗方法

施工執行的標準、規范和檢驗方法有：《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJ 130-2011)；《鐵路混凝土梁支架法現澆施工技術規程》(TB 10110-2011)；《建筑結構荷載規范》(GB 50009-2012)。

3.2.2 穹頂式鋼筋混凝土結構施工質量保證措施

⑴腳手架選用同類管徑和壁厚的鋼管搭設，嚴禁不同型號的鋼管混合使用，且均應采用國標構件；

⑵支架原材料及構配件進場后，應檢查驗收其材質、規格尺寸、焊縫質量、外觀質量等，合格后方可使用；

⑶重復使用的支架材料及構配件，應經檢查合格后方可使用，必要時應通過荷載試驗確定其實際承載能力；

⑷支架施工前，應編制滿堂支撐架專項施工方案；并應按規范規定進行技術交底，明確施工方法、工藝流程和安全質量標準等相關要求；

⑸扣件式鋼管腳手架的安裝與拆除必須是經過考核合格的專業架子工，架子工持證上崗；

⑹扣件式支撐架施工之前應對立桿進行定位；

⑺腳手架應按規范規定搭設豎向剪刀撐和水平剪刀撐；

⑻扣件規格應與鋼管外徑相同，螺栓擰緊力矩不應小于40N·m，且不應大于65N·m；

⑼各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長度不應小于10cm；

⑽扣件式鋼管支架的首層應采用不同長度的立桿交錯布置，使相鄰立桿的接頭設置在不同步距內；

⑾每搭完一步腳手架后，應按照規范規定的要求校正步距、縱距、橫距和立桿的垂直度；

⑿架體完成后立桿垂直度允許偏差為±90mm，步距允許偏差為±20mm，縱距允許偏差為±30mm，橫距允許偏差為±30mm；

⒀腳手架剪刀撐與縱橫向水平桿和立桿同步搭設，不得滯后安裝；

⒁腳手架在每搭完6～8m 高度后與達到設計標高后應進行驗收；

⒂鋼筋混凝土的施工嚴格按照相關現行規程規范執行。

3.2.3 防水工程

⑴參與施工的管理人員及施工操作人員均持證上崗。

⑵必須對防水主材及其輔材進行優選，保證其完全滿足該工程使用功能和設計以及規范的要求；對確定的防水材料，除必須具有認證資料外，還必須對進場的材料復試，滿足要求后方可進行施工。

⑶防水板鋪設完成后，及時進行氣密性檢驗，保證驗收合格后再進入下道工序。

4 結語

地下大跨度穹頂工程按此方法施工，操作便捷，滿足設計要求，經監測支架變形在規范允許范圍內，支撐穩定，保證了現場施工安全。

4.1 可以改進的方面

現澆支架可以采用盤扣式支架，如60 系列重型腳手架，通過檢算可以增大支架間距，減少支架數量，降低施工難度和成本。

4.2 穹頂施工方法的探討

建筑工程中地下穹頂還是比較少的，上述的支架現澆的方法簡單實用，可以推廣于同類工程；對于地面以上的穹頂結構工程，可以采用先支好內模，綁扎好鋼筋，根據澆筑混凝土進度分次安裝外模的方法，施工更為簡便。

對混凝土穹頂分塊預制、拼裝也是一種很好的施工方法，更能保證施工質量，縮短工期和降低工程造價。

將新設計、新材料如鋼結構、鋼網架、吊索等應用于大型穹頂建筑工程中，使建筑更具風格。