預制裝配式地鐵車站施工技術研究

李紅成

北京鐵城建設監(jiān)理有限責任公司，北京 100855

隨著軌道交通行業(yè)的發(fā)展，構件預制已成為交通運輸技術發(fā)展的一個重要方向，對加快施工進度、提高工程質量、降低工程造價產生了積極影響，這是因為預制地鐵車站對改善地下施工環(huán)境具有重要作用。當前，預制施工技術在國外地下工程中已得到了廣泛應用，但國內對其研究仍處于起步階段。目前，我國地下工程預制技術主要體現(xiàn)在盾構法施工過程中，以圓形結構為主。文章以長春地鐵2號線捷達大路站為例，詳細分析了裝配式地鐵車站施工的關鍵技術，并針對施工中的重點和難點提出了相應的措施，為促進我國裝配式地鐵車站施工技術的發(fā)展助力。

1 工程概況

長春地鐵2 號線捷達大路站為地下島式車站，全長187.6m，現(xiàn)澆段位于車站兩端，全長61.6m，現(xiàn)澆段主體寬21.1 ～24.5m，站臺寬11m；預裝配段位于車站中部，全長126m；預制裝配段主體寬20.5m、高17.45m，環(huán)寬2m，沿車站縱向共布置63 環(huán)；該站位于凱達北街與捷達大路站交叉口；預制裝配式結構設置4 個出入口。裝配段結構設計形式如圖1 所示，兩端斷面采用盾構法施工，裝配段結構由7 塊預制塊（A 塊、B 塊、C 塊、D 塊、E 塊）組成，共59 環(huán)，重量分別為37.6t、39.5t、31.0t、48.3t 和54.3t；出入口環(huán)采用預制洞口環(huán)梁結構，由環(huán)梁塊（重55.0t）和下部側墻塊（C 塊，重量17.4t）組成；樓板設備不規(guī)則，孔洞多，采用現(xiàn)澆結構；洞口采用預制洞口環(huán)梁結構。

2 施工內容

2.1 開挖深基坑

根據(jù)設計和施工圖的要求，對基坑進行開挖。開挖原則為橫向分段和縱向分層。

2.2 錨索支護

為了防止降雨等外部因素對施工現(xiàn)場產生不利影響，特別是對基坑的安全性和完整性的影響，在基坑開挖完成后，必須加快基坑錨索支護工作，可利用外拉錨形成拼裝的作業(yè)空間。

圖1 裝配段結構設計形式

2.3 拼裝預制構件

錨索支護完成后，即可拼裝預制構件。預制構件拼裝保持連貫，保證施工過程的連續(xù)，有利于加快施工進度，縮短工期。

3 預制裝配式地鐵車站關鍵技術

3.1 拼裝方法

裝配式地鐵車站拼裝分為通縫式拼裝和錯縫式拼裝。通縫式拼裝在地鐵車站施工中的應用廣泛，裝配過程更容易控制，測量工作更科學，可以合理解決過程中的錯位現(xiàn)象。錯縫式拼裝在施工過程中不易控制，對測量數(shù)據(jù)要求準確，對接錯位問題時有發(fā)生。對預制件分別采用錯縫式和通縫式兩種拼裝方式進行科學模擬測試，使其能夠滿足預制構件的承載力要求[1-2]。

3.2 拼裝施工

裝配式地鐵車站預制構件按拼裝的施工順序可分為成環(huán)拼裝和梯次拼裝。在施工過程中，成環(huán)拼裝會造成側墻與頂板之間產生一定的干涉，但采用梯次拼裝可以有效地解決這種干涉問題，有利于在底板、頂板、側墻之間獨立完成拼裝施工，且互不產生干涉現(xiàn)象，有效提高了拼裝效率，縮短了拼裝時間。通過多次對比分析可知，梯次拼裝可以更好地完成預制構件的裝配，應鼓勵采用這種拼裝技術[3]。

3.3 吊裝施工

裝配式地鐵車站結構復雜，預制構件質量大，起重設備在吊裝過程中，要保證構件能夠平穩(wěn)移動，有利于控制人員準確確定位置，施工難度較大。該工程采用龍門式起重機進行吊裝，其精度和速度必須符合有關標準和規(guī)范。吊裝過程有5 個檔位可供選擇，最快速度可達5m/min，最慢可達1m/min，吊裝安裝誤差在3mm 以下，吊裝錨位于預制構件的凹槽內。根據(jù)預制地鐵車站及預制構件的特點，在吊裝過程中，科學合理地設置吊點位置，選擇合適的吊具形式，保證構件受力穩(wěn)定，不損壞構件內部結構[4]。

3.4 拼裝定位和施工

（1）底板：底板的拼裝采用吊裝設備和輔助定位裝置；吊裝設備采用龍門式起重機。裝配順序為先組裝A 塊，科學連接縱向榫槽；裝配B 塊后，B 塊與B 塊之間通過縱向榫槽連接，B 塊與A 塊通過圓形榫槽連接。

（2）側墻：采用龍門式起重機吊裝，作業(yè)時將吊具、千斤頂放在設備上，定位過程需進行三維調整。

（3）頂板：采用龍門式起重機分塊運輸、吊裝預制構件，拼裝的機械設備頂部與千斤頂合攏，同步落下，吊裝過程采用三維定位進行精確位置調整。

（4）糾偏：在吊裝的預制構件上繪制的線軸，采用全站儀每三環(huán)進行一次復核、校驗，并嚴格管理；縱橫墻的垂直度可以用激光垂準儀測量和管理，用千斤頂調整，每隔一環(huán)進行復查和校正；構件吊裝的累計縫寬誤差應及時消除，保證縫寬在規(guī)定要求范圍內，每三環(huán)復查校正一次；預制構件的糾偏可以調節(jié)張拉力。

3.5 基面處理技術

在裝配預制構件時，墊層和基礎底板構件應保持連接。因此，必須保證基礎墊層的施工平整度，以促進預制樓板構件的水平布置。該工程采用精平條帶法施工，其施工工藝流程如下：機械或人工找平→清理基層→預埋件設置→施工→打磨。角鋼進行縱向預埋處理，用高精度儀器調平。精平條帶之間的混凝土強度等級相同，混凝土表面比條帶低15mm，灌漿管埋深30mm，用砂漿泵注入和填充灌漿材料[5]。

3.6 榫槽注漿

在施工過程中，應詳細分析預制件的結構和裝配方法，采用后填充法施工，以確保預制構件及其接頭與基礎底面緊密連接，這樣有利于實現(xiàn)結構整體性。選擇合適的水泥砂漿進行填充，這是因為灌漿設備和工藝的選擇也會充分影響裝配式結構的完整性。

基底的施工工藝流程如下：拆除反力架→回填混凝土→ 封縫→灌漿→循環(huán)作業(yè)。墊層可采用精平條帶法澆筑，需埋設注漿管。施工中減少裂縫的產生。高強無收縮水泥砂漿作為灌漿材料，其良好的流動性能保證墊層和預制構件的有效黏結。

4 預制裝配式地鐵車站施工中的重難點

4.1 拼裝效率的提高

該工程預制裝配式地鐵站每環(huán)設7 個預制構件。在施工過程中，拼裝難度大，工作量大，施工場地也受到一定的限制。因此，施工過程中應采用更科學、合理地拼裝方法和拼裝順序，以提高預制構件的拼裝速度，縮短拼裝時間。

4.2 吊裝設備研制

普通吊裝設備的工作面位于地面，吊裝過程中的操作空間和工作面較大。然而，在地鐵車站施工時，吊裝作業(yè)位于地下，尤其是在深度較大的地下吊裝工作時，吊裝設備要滿足預制構件的吊裝力度，吊裝速度保持平穩(wěn)，吊裝位置精確等要求，還要受到狹小工作空間的約束。特別是在側墻、頂板的吊裝施工中，普通的起重設備無法完成吊裝。因此，有必要加強研制符合施工實際條件的專用吊裝設備，可參照目前同類起重設備進行新設備的研制，保證地鐵車站預制構件安全平穩(wěn)的吊裝。

4.3 精確拼裝

預制裝配式建筑對拼裝有嚴格的要求，裝配過程中的微小偏差都可能導致下一步工序的中斷，甚至嚴重影響結構的安全。因此，必須保證預制構件拼裝過程滿足要求，嚴格監(jiān)控構件拼接的精確度，發(fā)現(xiàn)偏差及時采用科學的方式進行糾偏處理。

4.4 縫隙注漿

預制裝配式地鐵車站由預制構件組裝而成，在裝配過程中會產生一定的間隙。為保證結構的完整性和安全性滿足要求，應加強專用灌漿設備的研制，采用無收縮的高強水泥砂漿，其流動性強對預制構件具有良好的黏結作用，能夠提高預制裝配式地鐵車站的整體性。

5 結束語

目前，我國裝配式地鐵車站的建設尚處于摸索階段。科學合理地選擇拼裝方法和拼裝順序，能夠提高施工效率，降低施工成本，減少施工空間。為保證施工質量，必須在施工前制訂詳細的計劃，科學合理地確定預制構件的施工方法和順序，嚴格控制施工關鍵技術，開發(fā)專用拼裝灌漿設備，不斷完善裝配式地鐵站的施工技術，及時處理施工中遇到的重難點問題，以促進我國裝配式地鐵車站施工技術的發(fā)展和進步。