地鐵暗挖車站側墻施工工藝質量控制和創新應用研究

崔磊

（中鐵一局集團第二工程有限公司，河北 唐山 063004）

隨著城市的不斷發展，地鐵已經逐漸成為各大城市重要的交通出行方式。根據中國城市軌道交通協會《城市軌道交通2020 年度統計和分析報告》，截止2020 年底，全國共有65 個城市城軌交通線網規劃獲批，在施建設的有61 個[1]，各大城市已經掀起新一波地鐵建設施工熱潮。地鐵暗挖施工作為重要的施工工法，在城市中心及環境較復雜的地段有著廣泛的應用，具有占地小、影響小、施工靈活等優點。但是由于地鐵暗挖施工也存在一定的局限性，尤其是二襯結構施工質量相對明挖法等不具備優勢，因此如何保證其施工質量成為眾多研究的內容之一。

李盼結合地鐵工程施工特點，從項目管理的角度指出了當前地鐵施工中存在質量通病的管理問題，并從主體、規劃、目標、機械和法規等層面提出了質量控制措施[2]。張洪軍等以質量控制小組為基礎，結合整個質量控制過程，對地鐵暗挖車站鋼管柱質量進行了分析和研究[3]。劉朋瑞以某個實際地鐵暗挖車站側墻為基礎，對單側墻模架體系進行了加固和驗算，提出了質量控制措施，為地鐵其他類似工程側墻混凝土結構質量控制提供了參考[4]。本案例以北京地鐵在建項目某暗挖車站為研究背景，重點對二襯結構側墻施工工藝進行質量控制和創新應用研究。

1 項目概況

該車站位于北京市西三環北路與西路交叉口，位于立交橋西側的重要交通干道，周圍環境復雜，交通繁忙。為了最大限度減少對周邊影響，采取暗挖逆作法施工，具體為PBA 機械洞樁法。車站為地下三層暗挖島式車站，負一層為設備層，負二層為站廳層，負三層為站臺層，風險等級為一級。車站頂板覆土深度為7-9 米，地板埋深35.4 米，在目前在建的地鐵車站中屬于埋深較深的車站。車站整體結構高度為25.26m，負一層到負三層側墻高度分別具體如圖1 所示，尤其負三層側墻部分地段高度超過10m，在暗挖施工中處于較高且施工難度較大的二襯側墻。

圖1 暗挖車站結構斷面圖

2 質量控制分析

為了保證整個側墻施工質量和工效，減少不必要的后期質量問題。首先項目團隊成立了質量控制（QC）小組，由技術負責人、安全質量負責人、生產負責人和相關技術人員分工明確，并按照實施方案進行了如下質量控制活動。

2.1 設定目標值

由于傳統施工方法需要反復拆卸腳手架和模架并倒運，尤其高大側墻施工重量較大，存在較大的安全風險，施工效率低下。因此在保證安全的前提下，設定施工效率要比傳統工藝提升1.5 倍以上。

2.2 工法比選

2.2.1 傳統腳手架+散拼模架

腳手架是最常見的施工操作平臺之一，在側墻二襯鋼筋施工中可以滿足不同高度的需求，如圖2 所示。散拼模架也是常見的單側立模用于側墻混凝土施工的工藝，具有拆卸方便，成本較低，易于施工的優，如圖3 所示，但是他們缺點也比較明顯。

圖2 腳手架搭設圖

圖3 散拼式模架圖

(1)鋼筋腳手架和混凝土散拼模架需要不同階段施工反復安裝和拆卸，會造成較多的工序浪費及材料占用，工效較低。

(2)暗挖車站一般為逆作法施工，先施工側墻鋼筋，再施工中板，然后在中板混凝土完成澆筑后再施工側墻混凝土。腳手架施工會存在側墻與中板鋼筋交叉作業，存在一定的風險。

(3)混凝土散拼模架架體較高較重，尤其是在高大側墻施工中，風險較大，多次對模板的拆卸不利于混凝土施工質量的控制。

2.2.2 門式架+整拼模架

門式架為定型產品，操作和移動方便，占用空間小，如圖4 所示。整拼模架可以實現整體移動，工效較高，且利于質量控制，如圖5 所示。

圖4 門式架示意圖

圖5 整拼式模架示意圖

不過此工藝缺點如下：

(1)門式架一般適用于較低側墻鋼筋施工，但是不能承受過多荷載，容易出現安全風險。

(2)整拼模架一般也為定型產品，適用于標準段施工，對于非標準段和不同高度的側墻混凝土施工需要多次定做，成本較大。

2.2.3 鋼筋多功能平臺+裝配式模架

利用鋼筋自身強度，創新設置操作平臺。如圖6 所示。將豎向鋼筋與原側墻（端墻）預留主筋進行直螺紋連接（同一位置并排兩根），豎向鋼筋之間采用連接鋼筋焊接，焊接長度單面不小于10d（雙面不小于5d）?？v向距離設置2m 一道，橫向鋼筋上滿鋪50mm 厚腳手板（3 塊）。橫向鋼筋與豎向鋼筋焊接牢固，縱向腳手板與橫向鋼筋進行綁扎，并在端頭設置防護網、梯籠進行必要的安全防護。此操作平臺利用了鋼筋自身結構，不再重復搭設其他平臺，施工方便，工效較高。

圖6 鋼筋多功能操作平臺示意圖

創新裝配式模架，即為定做型鋼支撐模架，根據車站整體結構高度，合理設置不同層高的型鋼尺寸，并可以進行拆卸和拼裝，且實能現整體移動，適用于不同層高側墻混凝土施工，如圖7 所示。

圖7 整體裝配式模架示意圖

針對以上3 個施工工藝的不同特點，質量控制小組結合現場實際情況，分別從可實施性、施工質量、施工過程安全性、施工周期、施工經濟性共五個方面對三個方案的實施情況進行研究。充分論證后，最終從施工質量、施工周期、安全性、經濟性四個方面對以上三個方案進行評價打分，確立了鋼筋多功能平臺+裝配式模架方案為最優方案，得分為170 分。如表1 所示。

表1 施工方案評分

2.3 制定對策表并實施

根據質量控制小組確定的最優方案，結合地鐵暗挖施工方面施工經驗，按5W1H 制定詳細的對策表并按照此對策表實施。如表2 所示。

表2 對策表

3 質量控制效果

3.1 效果檢查

3.1.1 通過對工人進行培訓教育及考核，綜合素質得到整體提升。結合進行施工推演，明確各組施工任務及施工流程，現場施工循環有序，未見安排不當停工，窩工現象，工作面有序展開施工。

3.1.2 施工隊伍能夠進行流水作業，緊密施工，正常情況下每段側墻鋼筋施工時間降低至3.5 天，比預定目標每段時間減少約15%，超過預期目標。

3.1.3 側墻鋼筋多功能操作平臺創新應用，減少了多次搭設和拆卸腳手架平臺，鋼筋自身強度和連接強度均滿足規范要求。

3.1.4 裝配式側墻型鋼模架，實現了不同層高的混凝土澆筑，安拆便捷，達到了多次利用的目標。

3.2 最終目標檢驗

通過對各個階段的效果檢驗，在側墻鋼筋施工和混凝土施工兩個工藝均能實現既定目標，而且某些方面還超出了預期。鋼筋施工階段單段施工周期降低了4 天，模架施工階段施工周期降低了2 天，總體工效提升了1.8倍以上，且施工質量也到了保證。

4 結論

通過對地鐵某暗挖車站側墻工藝鋼筋和混凝土施工兩個階段的工法研究，創新應用了利用鋼筋自身的多工能操作平臺和裝配式型鋼模架，對過方案對比和數據分析，實現了工效和質量提升的目標，在地鐵其他結構施工中具有較高的推廣價值。