淺談明挖地鐵車站主體結構施工方法及工藝流程

覃明

（中鐵二局西北公司）

1 工程概況

蘭州市軌道交通1號線一期工程銀安路與規劃中的世紀大道交叉口設置世紀大道站，車站則處在銀安路路中心下方平行于銀安路的東西方向，設計起點YDK12+022.4至終點YDK12+327.55，全長305.15m，標準寬度為21.6m，總高13.74m，結構底板埋深約17.34m（盾構加深段地板埋深約18.5m），中心里程處頂板覆土厚約3.5m，車站總建筑面積為17608.98㎡。車站采用地下兩層雙柱三跨的結構形式。在銀安路南北兩側各設兩個出入口，在北側設置兩組風亭。施工方法為明挖方案。

2 主體結構的施工流程

2.1 主體結構選擇分段施工

根據流水段劃分，為滿足東側盾構下井條件，在基坑開挖完成后，自東而西進行主體結構施作，并順次組織平行流水作業做結構的施工。車站主體結構施工段計劃設定為共14節段，每段20m上下。施工周期為每段為25d，考慮段與段之間的交叉，節段施時間定為20d，以“縱向分段、豎向分層”的施工規范對車站的主體結構進行施工，結合施工規范和經驗施工縫為相鄰中間柱跨距1/4～1/3的位置。

2.2 施工準備準備工作

（1）挖基坑滿足規范要求，嚴格測量。

（2）明確車站的結構澆筑，清楚支撐拆除的操作流程規范，側墻、中（頂）板模型支撐系統則要有設計，檢算，并上報監理業主校核，結合施工進度超前部署進料。

（3）針對內部結構施工順序、進度安排以及方法和技術要求必須像所有參與人員進行詳細解釋說明。

（4）在墊層澆筑前，確保接地網等的已經優先施工完成。

3 鋼筋部分

3.1 鋼筋切削

（1）鋼筋進場前必須嚴格具有質檢說明。

（2）進場鋼筋分批抽樣送檢，施工中若發生不合格現象，則進一步加做化學成份分析檢測。

（3）加工后鋼筋形狀、尺寸嚴格滿足標準規范，且必須保證表面清潔、干凈。

（4）鋼筋的彎鉤以及彎折選取國標GB執行。

（5）鋼筋宜在常溫狀態下加工，不宜加熱。彎制鋼筋宜從中部開始，逐步彎向兩端，彎鉤應一次完成。

（6）加工后的鋼筋，削弱鋼筋截面產生的傷痕再表面不該存在。

3.2 鋼筋焊接

（1）鋼筋焊接中，嚴格按照設計規范和標準選取的焊條、焊劑品牌號、性能和接頭中采取的鋼板以及型鋼。

（2）焊接完成后，焊接處做專業處理。并對焊接口進行標準測試流程檢驗。鋼筋端子處出現的扭曲、彎折嚴格校直或切除。

（3）嚴格按國家現行標準《鋼筋焊接及驗收規程》驗收鋼筋焊接的接頭形式、焊接工藝和質量。

（4）軸心受拉和小偏心受拉桿件中的鋼筋接頭，焊接處理的幾種工程情況：普通混凝土中若遇到鋼筋直徑大于22mm，輕骨料混凝土中直徑I級鋼筋和直徑大于25mm的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋大于20mm的接頭。

3.3 綁扎和安裝鋼筋

（1）嚴格按照設計規范對鋼筋的級別、鋼種、根數、直徑等挨個進行甄別。

（2）焊接完后，不存在松動和變形的情況對于網片以及骨架必須牢固以保證在安裝及澆注混凝土。

（3）鋼筋的底面和側面保護層厚度不得小于35mm。要求1m范圍內同一截面上（兩焊接接頭間距30d或50cm以內均視為同一截面）焊接接頭數少于兩根。

（4）綁扎、焊接接頭和鋼筋彎曲處間隔大于主筋直徑的10倍，避開最大彎矩位置。

（5）通過焊接貫通方案來規避雜散電流。

（6）選取較多強度的墊塊置于鋼筋和模板中間，以保證鋼筋的保護層滿足規范。

（7）若存在綁扎雙層鋼筋網，需通過鋼筋撐腳且強度滿足要求，達到鋼筋網的精確定位。

4 模板施工

4.1 模板及支架體系的比選

世紀大道站主體結構模板系統采用碗扣式滿堂支架體系。支架基礎為施工完的車站結構底板和中板，承載力滿足要求，無需另行處理。模板均采用2440×1220×18mm木質膠合板，支架采用φ48×3.5mm碗扣式支架，主楞為10cm×10cm木枋，次楞為5×10cm木枋，剪刀撐采用扣件式鋼管。

4.2 側墻模板施工

側墻模板采用1.8cm厚膠合板，木模板后豎向安放斷面為5×10cm的方木，間距為30cm。橫向分配梁采用斷面為10cm×10cm的方木。側墻支撐采用與碗扣支架聯成一體的通長鋼管對口撐（加頂托），間距為60cm，步距60cm。側墻與板分開施工時于需設置鋼管拋撐，拋撐頂端安置可調支托，拋撐鋼管和架體立桿、水平桿可靠連接，間距為120cm×120cm。

4.3 中、頂板模板腳手架施工

中板頂板立桿縱向（沿車站）間距90cm、橫向間距60cm，橫桿步距120cm。碗扣支架立桿底部墊鋼板底托，頂部加頂托。中間縱向每4.5m設通長剪刀撐1道，橫向每隔4跨布置剪刀撐l道。站臺層架體頂端、中間和底部設置水平剪刀撐，剪刀撐為扣件式鋼管系統每層支架底部設置通長掃地桿。頂托上安放10×10cm的木枋縱梁，其間距同立桿間距（60cm），縱梁上設置5×10cm的方木橫梁，間距為30cm。

4.4 立柱模板及支架

柱模板由四面側板、柱箍、支撐組成。柱子四邊側模都采用豎向側板。側板外設置5×10cm木楞作為豎梁，柱箍采用φ48×3.0雙鋼管，間距為0.6m。并沿縱向在每層柱箍處設置三道φ12對拉螺栓。

4.5 梁模板及支架

頂板翻梁底模板采用1.8cm膠合板，模板下鋪5×10cm的方木作為縱梁，間距為300mm；在支架頂托上設置10×10cm的方木作為橫梁，間距為600mm。梁下設置3立桿，立桿間距為600mm。梁側模板設置雙鋼管為縱梁，加固體系為對拉螺栓，間距為300。

中板翻梁底模板采用1.8cm膠合板，模板下鋪5×10cm的方木作為縱梁，間距為350mm；在支架頂托上設置10×10cm的方木作為橫梁，間距為700mm。梁下設置2立桿，立桿間距為600mm。

頂板梁及中板梁底面支架立桿間距加密，原縱向900mm間距內固定扣件式鋼管支架，與碗扣式支架體系連為一體。

4.6 模板施工技術規范

（1）首先，模板要有牢固、穩定的支撐，杜絕松動、跑模和超標準的形變下沉等情況。此外，若遇到超重、大體積混凝土施工情況，則需計算模板支撐剛度，并報送監理驗算。

（2）模板拼縫密封性確保良好，防滲漏。模板安裝完隨即報驗和澆混凝土。

（3）安裝模板，第一步正確放樣、檢查后尚可立模安裝。

（4）中、頂板結構支架支起后，鋪設模板不能不考慮預留沉降量。若跨度大于4m，為了滿足凈空和限界要求模板起拱的高度保持在跨度的3%。側墻模板選擇大模板，模板拼縫處需要考慮漏漿情況。

（5）若有結構變形縫，則該處端子需要安裝填縫板，變形縫中心線和中埋式止水帶中心線選取模板做牢固處理，防止跑模。

5 混凝土施工

5.1 澆注施工方案

車站頂板、側墻、縱梁、橫梁、底板采用C40抗滲P8補償收縮防水混凝土，中板及梁采用C40混凝土，柱采用C50混凝土，軌頂風道、站臺板及樓梯采用C30混凝土，選取C20混凝土做墊層。1～2臺汽車泵負責為每個工作面運送混凝土。泵管端頭用人工擺動、調節方便的耐高壓橡膠管（4～6m）作為活動端。用插入式搗固器整個灌注過程中振搗。用φ32mm直徑的搗固器在密肋梁和過梁較密搗固，而側墻選取8m長的搗固器振搗。

側墻混凝土選擇分層澆筑，分層的高度區間是50～70cm。澆筑過程確保整個施工段內的混凝土面在澆筑過程中確保平整上升，避免混凝土發生離析。

5.2 混凝土澆筑及振搗

（1）嚴格按照設計規范，在保證抗壓強度、抗滲標號的情況下，地鐵車站的主體結構均選取防水混凝土。

（2）混凝土澆注過程中該注意的問題

①在灌注混凝土的時候，為避免由于超高而使混凝土出現離析現象，需嚴格選擇串筒、溜槽以及振動流管下落來保證傾落高度。

②混凝土要用振搗器振搗，振搗時間確保在10～30S，標準為混凝土開始泛漿但是不存在氣泡。

③插入式振搗器的移距要求為小于作用半徑的1倍，插入下層混凝土的深度大于5cm，鋼筋、模板、預埋件以及止水帶等在振搗時不能碰撞。表面振搗器移距與已振搗混凝土搭的接寬度大于10cm。

④混凝土從低處往高處分層連續灌注時要盡量縮短間隙時間，此外在前層混凝土凝結尚未凝結前，次層混凝土灌注結束。

⑤插入式振搗器情況下混凝土每層灌注厚度，選取原則為小于其作用部分長的1.25倍；表面振搗器小于200cm。

⑥在施工中針對結構預埋件（管）、預留孔洞、鋼筋密集以及其它特殊部位要加強振搗，不能遺漏。

（3）結構施工縫需要置于剪力最小的位置，選擇規范如下：

①梁底交界處約50cm處擱置柱子施工縫。

②在柱跨1/3～1/4范圍內，且受剪力最小處擱置板的施工縫。

（4）如要在施工縫處要持續灌注混凝土，則按照以下標準：

①止水帶以及膨脹止水條需要準備妥當。

②灌注完成的混凝土強度垂直施工縫的位置大于2.5MPa，水平施工縫的位置大于1.2MPa。

③施工縫的位置混凝土需要認真、仔細振搗，確保新舊混凝土緊密聯結。

6 結構外防水層施工

選取結構自防水為主的防水措施對車站主體結構進行處理，統一增設柔性全包防水層。結構防水混凝土標號按以下標準選取：結構安全、耐久抗裂、防滲等要求確定，以C40為強度指標，抗滲等級取P8。混凝土發生的的裂縫寬度小于等于0.2mm，杜絕產生貫穿性裂縫。附加防水層底板和側墻采用瀝青基聚氨酯預鋪防水卷材，頂板采用2.5mm厚的優質單組分聚氨酯防水涂料，并設置1.5mm厚PVC抗根系刺穿層，頂、底板防水層上設C20細石混凝土保護層，側墻設1：2.5水泥砂漿找平層。

明挖車站結構的水平施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶和預埋一道注漿管，垂直施工縫均采用鋼邊橡膠止水帶、粘貼加強防水層和預埋一道注漿管。鍍鋅鋼板厚4mm，寬300mm，鋼邊橡膠止水帶寬35cm，注漿管6～8m為一個單元。車站與通風道、車站與區間隧道、選取遇水膨脹止水條以及預埋注漿管的解決方案做防水處理盾構隧道后澆環梁側面的施工縫。

車站、區間、通道、風道的結構突變處，區間與車站結合部位，通道、風道與車站的結合部位，區間與聯絡通道、迂回風道的結合部位，區間人防兩側應設置變形縫。結構混凝土整環設置寬度為35cm的中埋式鋼邊橡膠止水帶、襯墊板，Ω型背貼式橡膠止水帶粘貼再側墻和底板，將迎水面嵌縫膠涂抹再頂板的迎水面變形縫內、防水加強層、冷自粘防水卷材，同時，結構頂板、側墻、底板在背水面變形縫內設置聚硫密封膠，最后為接水槽（結構施工時按設計預留凹槽）。

7 總結

①本文就明挖車站施工的影響因素進行分析，而且重點闡述了工藝流程；②就世紀大道車站施工所取得的成果做了匯總；③考慮到蘭州城市的特殊性，為后續地鐵明挖車站主體結構施工積累了寶貴的經驗。

[1]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2002）.2011.

[2]《建筑工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-2001）.

[3]《混凝土質量控制標準》（GB50164-2011）.

[4]《鋼筋機械連接技術規程》（JGJ107-2010）.

[5]《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2003）.

[6]世紀大道站主體結構施工圖.圖紙會審記錄及相關會議紀要.

[7]蘭州市軌道交通1號線一期土建工程土建施工圖紙、業主提供的參考資料等.