地鐵車站主體結構側墻移動式大鋼模技術方案比選

蘇 洪 林， 王 良 俊

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

隨著科學技術的發展，地下建筑主體結構側墻的施工作為重要的組成部分受到越來越多的重視，地鐵車站結構側墻的施工已經由最初的木模拼裝施工、小鋼模施工走向大鋼模施工。

黃程龍[1]等人針對地鐵車站側墻施工采用的模板類型眾多、在城鎮范圍內存在圍護結構施工環境下施做側墻比在無支護、大開挖情況下難度更大的情況，以前者為分析對象，簡述了不同類型模板施工側墻的優劣，分析了現場施工質量控制要點。茍亞輝等人[2]結合深圳地鐵11號線11301標車公廟站采用蓋挖逆作法施工，介紹了側墻模板臺車組成、施工技術及質量控制措施,并對模板臺車和普通支架模板體系在車站側墻施工中的情況進行了分析對比，結果表明:側墻模板臺車在側墻施工中具有縮短工期、提高施工質量和節約資金等優點。何鵬[3]考慮到目前城市軌道交通地下工程建設結構施工中大鋼模可多次重復利用、周轉率高且經濟性好而備受青睞的實際情況,結合工程實際，深入分析了大鋼模在地下結構中的施工技術,指明了大鋼模施工過程的關鍵點及相關安全質量要求,闡明了蓋板下結構側墻采用大鋼模施工的方法。鄭書朝[4]以上海軌道交通某地下車站項目為應用案例,闡述了組合大鋼模的施工工藝,包括組合大鋼模的選擇、鋼模板施工工藝、鋼模板性能參數計算等。雷雄武[5]根據車站結構尺寸特點設計了側墻模板臺車并進行了側墻施工，實現了全液壓脫、主模、可自動行走，摒棄了傳統側墻施工投入大量工人進行腳手架搭設及支模施工的模式，大大提高了側墻施工的效率和經濟效益。實踐經驗證明：組合大鋼模因其具有單塊模板面積大、剛度大、表面平整度好等特點,可以有效提高建筑物內部結構混凝土表面的平整度、光滑度,從而提高建筑物內部結構的施工質量,同時可以節約成本,減少木材損耗。

闡述了依托福州市軌道交通6號線工程土建施工總承包第3標段濱海新城站工程進行的側墻移動式大模板尺寸、模板材料、臺車及移動裝置方案的比選過程，旨在為側墻移動式大模板技術在地鐵車站中的應用提供借鑒。

福州市軌道交通6號線工程始于南臺島海峽國際會展中心，終于長樂機場，線路全長約40.869 km，其中地下線長33.439 km，過渡段長0.670 km，高架線長6.76 km；全線共設19座車站，其中高架站1座，地下站18座；設樟嵐停車場、橫港車輛段各1座。第3標段位于長樂市，包含蓮花站～濱海新區站～壺井站～萬壽站～尚遷站～漳港站～機場站，共7站6區間，長度約為14.1 km。

濱海新城站為地下二層島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層；站臺寬度為11 m，車站規模為200 m×18.3 m(內凈)；車站總建筑面積為11 875 m2；車站設有2組風井及4個出入口，1個消防疏散口。車站采用明挖順作法施工。

2 側墻大模板方案的選擇

(1)模板尺寸的選擇。濱海新城站標準段負二層側墻高6.16 m，其中下腋腳高0.3 m，上腋腳高0.45 m，中間高5.41 m。標準段負一層側墻高5 m，其中下部離壁溝高0.25 m，上腋腳高0.3 m。經綜合考慮大模板的可利用率以及經營成本控制，對大模板高度方向考慮采用組合形式，即通過加減附加模板塊用以保證大模板既可用于負一層模板，也可用于負二層模板。大模板高度方向采用3塊模板塊組合而成，尺寸為：2.4 m、2.1 m、0.75 m。負一層側墻可采用2.4 m+2.1 m的組合方式進行施工，負二層則采用2.4 m+2.1 m+0.75 m的組合方式進行施工。

對于大模板寬度方向，考慮現場鋼支架間距以及主體結構側墻的分段長度進行選擇。由于相鄰兩道鋼支撐間距為2.391 m，故單塊側墻大模板寬度不得大于2.3 m。同時，主體結構施工段長度為16～26 m，其中22～24 m段占多數，故綜合考慮模板寬度方向的尺寸選擇為12塊×2 m/塊×2(兩側對稱側墻同時施工)。

綜上所述，大模板尺寸的設計按照每套(2.4 m×2 m+2.1 m×2 m+0.75 m×2 m)×12塊×2設置。考慮到地鐵車站兩側同時施工的可能性以及負一層和負二層側墻同時施工的可能性，共計加工了3套大模板進行施工。

(2)大模板材料的選擇。鋼模板的優點是工藝比較成熟、可按照特定的要求加工、剛度大、變形小；缺點是質量大，操作較為困難，拼裝需設備輔助。復合模板的優點是質量輕，工人易操作，拼裝方便；缺點是工藝處于推廣階段、定型組裝，剛度較鋼模小。雖然復合模板較傳統模板具有一定優勢且屬于新材料范圍，但綜合考慮模板尺寸的選型、工藝熟練度、經營成本等方面，最終仍然考慮選用鋼模板。

(3)模板臺車的選擇。根據模板大小及拼裝高度選擇合適尺寸的模板臺車，然后進行模板臺車的設計。為保證負一層及負二層側墻施工能夠通用，對于模板臺車高度方向同樣選擇由組合拼裝組成，高度方向組成為2 m+2 m+0.8 m，其長度方向配合鋼模板設計仍然采用2 m/榀×12榀×2。模板臺車桁架結構的形式見圖1。負一層模板臺車由桁架A+桁架B+桁架D+桁架E組成，負二層模板臺車由桁架A+桁架B+桁架C+桁架D+桁架E組成。

(a)桁架A

(4)移動裝置的選擇。移動裝置有兩種方案供選擇。方案一為在桁架A下部安裝萬向輪并根據現場施工情況進行調節；方案二為在桁架A下部分別安裝橫向移動裝置和縱向移動裝置。考慮到鋼模板及鋼模板臺車質量較大(每套臺車及鋼模板重量可達55 t)，同時，其組合拼裝后體積較大，通過萬向輪進行模板安裝時調節難度太大且精確度可能無法滿足側墻施工的精度要求。通過對比，最終選擇了方案二：在桁架A下部分別安裝橫向移動裝置和縱向移動裝置。

①縱向移動裝置的選擇。縱向移動裝置的初步設計為兩種方案：方案一為在結構底板上安裝縱向定向軌道，在桁架A下部安裝定向輪；方案二為直接于桁架A下部安裝定向輪。考慮到現場實際操作的可能性以及經濟方面的原因(因在底板上安裝定向軌道后在模板定位時同樣需要進一步精確定位)，故最終選擇了方案二：在桁架A下部安裝縱向定向輪作為縱向移動裝置。另外，縱向移動裝置的動力系統也有兩種方案可供選擇：方案一采用液壓走行方式，需額外安裝配套電機等設備；方案二采用人工推行或小型卷揚機輔助牽引的方式。液壓走行方式較為便捷，但其造價十分昂貴。而臺車通過人工或小型卷揚機即可輕易挪動，故最終選擇了方案二。每套模板臺車安裝4套縱向定向走行輪，間距6 m。縱向定向走形輪輪箱見圖2。

圖2 縱向定向走形輪輪箱示意圖

(2)橫向移動裝置。鑒于整套模板臺車及鋼模板拼裝成型后質量較大，且臺車定位后還需進行精確調整，故臺車的橫向移動裝置需要具有足夠的動力和要求的精度。橫向移動裝置見圖3。

圖3 橫向移動裝置示意圖

3 結 語

通過方案對比擇優選取后，大模板尺寸的設計按照每套(2.4 m×2 m+2.1 m×2 m+0.75 m×2 m)×12塊×2確定，大模板材料選用鋼模板，鋼模臺車的移動裝置選用在桁架A下部分別安裝橫向移動裝置和縱向移動裝置及橫向移動裝置采用液壓油缸水平頂及豎向頂配套的方式，負一層模板臺車由桁架A+桁架B+桁架D+桁架E組成，負二層模板臺車由桁架A+桁架B+桁架C+桁架D+桁架E組成。地鐵車站標準段側墻采用移動式大鋼模工藝具有周轉使用次數多、減少工地廢舊模板垃圾的產生、節約原材料的優點，同時具有拼裝工序少，節約人工成本，減少后期對混凝土墻面的裝修處理，提高成型后混凝土外觀質量的優點，所取得的經濟與社會效益良好。