裝配式地鐵車站預(yù)制構(gòu)件榫槽注漿技術(shù)

夏治國(guó)

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100018）

當(dāng)前，大部分裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的連接形式都是榫槽，以減少組合預(yù)制構(gòu)件所用時(shí)間，更快完成工程。注漿作業(yè)主要為填充預(yù)制構(gòu)件組合后的榫頭和榫槽之間的間隙，使預(yù)制構(gòu)件形成一體，且能夠防水。

1 工程概況

2018年8月30日，長(zhǎng)春地鐵2號(hào)線試運(yùn)營(yíng)，建設(shè)廣場(chǎng)站的主體基坑長(zhǎng)179m，寬20.5～22.3m，深20～23m，采用井點(diǎn)降水的方式，支護(hù)結(jié)構(gòu)靠鉆孔灌注樁和鋼支撐加錨索完成。在車站的中間部分預(yù)制裝配總長(zhǎng)度不到120m的段位；被預(yù)制裝配段的車站主體寬度為20.5m，高17.45m，環(huán)寬2m，在車站方向共布設(shè)51個(gè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)和8個(gè)出入口環(huán)；車站的東西方向分別與文化廣場(chǎng)站和解放橋站相連。

2 重難點(diǎn)分析

1）每環(huán)由7塊預(yù)制構(gòu)件組成，拼裝耗費(fèi)大量時(shí)間，如何以最快速度完成拼裝是工程重點(diǎn)研究的課題，同時(shí)還要考慮拼裝技術(shù)。因此，拼裝方式和順序是拼裝的關(guān)鍵。

2）要在地下使用常規(guī)設(shè)備吊運(yùn)預(yù)制構(gòu)件。該工程的常規(guī)預(yù)制構(gòu)件需在地下20m完成安裝，安裝過程中要將吊運(yùn)速度控制在恰當(dāng)范圍內(nèi)，安裝精度要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求。因此，在選擇設(shè)備、吊運(yùn)速度和安裝進(jìn)度時(shí)要格外小心，同時(shí)這也是本工程的難點(diǎn)。由于平時(shí)使用的吊裝設(shè)備并不能完成邊墻和頂板的安裝工作，需研發(fā)一臺(tái)多功能的裝備來完成安裝，研制這樣一臺(tái)新機(jī)械也是該工程的難點(diǎn)。

3）只有高精度地完成預(yù)制拼裝工作，將誤差積累量降到最低，才能使下一步工序順利完成。由于本工程設(shè)有后澆帶以消除積累誤差，因此基層精平施工法拼裝過程中的定位糾偏工作是本工程的難點(diǎn)。

4）將預(yù)制構(gòu)件拼裝成環(huán)后，因榫接結(jié)構(gòu)內(nèi)部有空隙，很難將構(gòu)件形成一個(gè)整體，同時(shí)也很難達(dá)到抗震要求。因此，工程需要采用一種收縮性低，流動(dòng)性好及黏結(jié)性強(qiáng)的材料，將榫接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空隙填充好，同時(shí)也需研發(fā)出與之相配套的澆筑設(shè)備。

3 施工技術(shù)

3.1 預(yù)制構(gòu)件榫槽

在裝配段結(jié)構(gòu)中有寬度為2m的62個(gè)環(huán)，每環(huán)中有7塊預(yù)制構(gòu)件。預(yù)制構(gòu)件中環(huán)的方向與縱向榫槽和榫頭相接，在榫槽和榫頭間預(yù)留5～10mm的縫隙，將定位抗剪銷放置在榫頭里；按照構(gòu)件連接口的方式不同，將榫槽分成8種、14處，用專門的注漿材料將榫槽周圍封閉好。

3.2 注漿

主要采用改性環(huán)氧樹脂混合漿料來完成榫槽縫隙的注漿工作，該原料主要由環(huán)氧樹脂甲液、乙液和石英粉以3∶1∶2的比例進(jìn)行制配。設(shè)計(jì)要求預(yù)制構(gòu)件與基底和接頭之間沒有縫隙，并且要合成一體；由于特殊要求，填充方式只能選取后填充，對(duì)填充材料的研究以及注漿設(shè)備的研制都對(duì)工程的成敗起著關(guān)鍵作用。

3.3 榫槽注漿工具

以改性環(huán)氧樹脂作為榫槽和榫頭縫隙的注漿原料，使構(gòu)件形成一體，此種原料具有流動(dòng)性，與注漿作業(yè)所需的凝結(jié)時(shí)間和高度相吻合。但在施工時(shí)由于缺乏密封性，需等待80min才能凝結(jié)。此外，原料在榫槽的流動(dòng)阻力難以計(jì)算，因此若施工出現(xiàn)失誤，則難以挽救。結(jié)合以上原因，中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司與專業(yè)的機(jī)電公司合作研制出適合本工程使用的注漿工具，此工具更加智能化，擁有電器控制系統(tǒng)且能自動(dòng)加料與攪拌，還有高壓泵出的功能，能在一定程度上改善環(huán)氧樹脂原料凝結(jié)過快而導(dǎo)致的不良問題。

3.4 榫槽注漿施工計(jì)劃

預(yù)制構(gòu)件榫槽的主要板塊注漿作業(yè)工序?yàn)?AB板→BC板→CD與CE板→DE板，且CD與CE板要一起注漿施工，以先環(huán)向后縱向榫槽的順序施工。在底板進(jìn)行注漿作業(yè)的只有AB板，CDE板均需應(yīng)用注漿車進(jìn)行高空注漿。

1）層底注漿 注漿管設(shè)計(jì)在每隔7環(huán)處，并且頂端處需進(jìn)行水泥密封處理，待B處混凝土施工結(jié)束，方可開始注漿作業(yè)。

2）使用環(huán)氧樹脂混合原料并通過臺(tái)車完成注漿施工 主要的注漿工具為機(jī)械注漿機(jī)，根據(jù)構(gòu)件接口的差異可分為8種不同的榫槽，一種有14個(gè)（見圖1），且屬于通縫的只有AB板，剩余其他均為合縫，因此需事先對(duì)AB板用海綿工具塞堵，而后進(jìn)行注漿作業(yè)。

為了防止因塞堵海綿而引起流漿的問題出現(xiàn)，向注漿孔內(nèi)通過空壓機(jī)注入空氣，查看各注漿孔與周圍環(huán)的空氣流出問題，待注漿完成，至有漿液以一定速度緩慢排出孔時(shí)，就馬上關(guān)掉上節(jié)流閥，避免出現(xiàn)漿液在榫槽中不夠充足而影響注漿施工的整體效果。

圖1 注漿部位

3.5 基底注漿

基底注漿施工流程如下:拆除反力架→完成底板側(cè)壁混凝土回填工作→封堵首環(huán)基底接縫→基底注漿→循環(huán)流水作業(yè)。

利用精平條帶完成墊層施工，兩側(cè)條帶要比后澆帶高15mm，然后將30mm的鐵質(zhì)注漿管預(yù)埋進(jìn)去，墊層和構(gòu)件之間的縫隙要用高密度材料填充好；要使用強(qiáng)度高、收縮性低、流動(dòng)性好的水泥砂漿作填充材料。使用JRD300型注漿設(shè)備、砂漿灌漿泵及350型臥式砂漿攪拌機(jī)。注漿管斷面布置如圖2所示。

圖2 注漿管的橫斷面布置

3.6 榫槽注漿

榫槽與榫頭之間的縫隙要使用環(huán)氧樹脂填充好，將構(gòu)件黏合在一起，使環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性和初凝時(shí)間都能達(dá)到設(shè)計(jì)目的和施工要求。由于每個(gè)構(gòu)件的榫槽都是獨(dú)立的個(gè)體，所以即使按照設(shè)計(jì)要求施工，也不能達(dá)到預(yù)期的密封效果，由于流動(dòng)通道的阻力不確定且初凝時(shí)間在80min以內(nèi)，所以在灌注過程中只要操作失敗，就沒有更好的補(bǔ)救措施。由于存在以上特性，在設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)選擇空氣壓力注漿機(jī)，在預(yù)制結(jié)構(gòu)成環(huán)一次時(shí)就注漿一次。榫槽注漿設(shè)備如圖3所示。

圖3 榫槽注漿設(shè)備

3.7 拼裝設(shè)備

拼裝設(shè)備是專門為地鐵站拼裝的專用設(shè)備，用作對(duì)側(cè)墻和頂板預(yù)制構(gòu)件的定位和安裝；使用剛性大、耐久性好的鋼箱梁結(jié)構(gòu)及大量液壓設(shè)備，體現(xiàn)了機(jī)械化施工的優(yōu)點(diǎn)。

4 注漿效果分析

地鐵站的預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用榫槽和榫頭來完成拼接，因此榫槽和榫頭會(huì)產(chǎn)生縫隙，需使用改性環(huán)氧樹脂進(jìn)行縫隙填補(bǔ)，使構(gòu)件之間達(dá)到一體化；用DGZ-03A型構(gòu)造縫專用注漿機(jī)作為注漿工具，極大程度上規(guī)避了環(huán)氧樹脂凝結(jié)時(shí)間短的問題，確保環(huán)氧樹脂凝結(jié)前結(jié)束注漿，能較好地完成注漿工作；嚴(yán)格按照底板→側(cè)墻→頂板的順序，與構(gòu)件拼接達(dá)成順承，很好地實(shí)現(xiàn)構(gòu)件拼接與注漿工序的有序銜接，提升整體施工效率。

5 結(jié)語

本文從實(shí)際工程案例出發(fā)，對(duì)裝配式地鐵站預(yù)制構(gòu)件的榫槽注漿技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和解析，介紹了注漿的配比及專用的注漿工具，探討了注漿技術(shù)的施工要點(diǎn)，可為今后類似工程的施工提供借鑒。