軌道交通雙孔箱型框架結構模板施工技術

溫 偉/WEN Wei

(中鐵城建集團第一工程有限公司，山西 太原 030000)

城市軌道交通停車場、車輛段出入線段常使用明挖法進行施工，隧道主體結構模板屬于高大模板體系，模板的選擇至關重要。傳統施工所采用的鋼質大模板或者木質大模板，均不能較好地滿足實際施工需求。經綜合分析總結，底板采用定型鋼模，側墻及頂板采用鋼桁架+木模板體系，經實踐證明優點突出，施工高效，綜合效益顯著，取得較好的應用效果。

1 工程概況

某市軌道交通停車場出入段線明挖區間工程，小里程端設置盾構吊出井1 座，大里程端接停車場咽喉區，建筑面積約8.2 萬m2，區間設計里程為：CDK1+208.677-CDK1+838.217，全長630.56m。盾構井區段采用圍護樁及鋼支撐支護開挖，管井降水，其他區段采用噴錨支護放坡開挖，多為泥巖砂巖地質，明溝排水，基坑開挖最大深度22.8m，寬度為15～19.5m。頂板覆土厚度約為1.2～11.4m，底板埋深約10.4～22.8m。區間主體結構為單層箱型框架結構（圖1），圓弧形布置，曲率半徑為276.5m，共分為3 個施工段（表1），本文主要以合并段為例進行研究。

表1 各施工段結構尺寸列表 （單位：mm）

圖1 合并段斷面圖

2 模板體系選擇

該工程合并段主體結構底板、頂板厚度為800mm，墻體高度為約7 600mm，屬于高大混凝土澆筑，模板體系選擇要重點考慮以下幾點需求：首先該模板體系必須要具有足夠的強度和剛度，能夠滿足承載力及混凝土側壓力等要求；其次模板材料要重量輕，方便吊運周轉，具有較高的施工工效；再次模板尺寸適中，方便拼裝可以滿足結構曲率要求。

墻體模板的常規設計方案是采用鋼質大模板或木質大模板。鋼質大模板的優點是剛度大、整體性好、周轉次數多，可滿足一次性澆筑需求，缺點是造價高、重量大，直線滑軌在曲線結構上施工較為繁瑣；木質大模板的優點是造價低、重量小、施工方便，缺點是剛度小、安全性差、周轉次數較少，施工周期較長，以上兩種常規模板體系均無法滿足現場需求。

考慮到現場塔式起重機和汽車起重機的起重能力，結合工程實際，經多方案綜合對比分析決定：底板側模采用定型鋼模板體系，側墻采用鋼桁架+木工字梁模板體系，頂板采用移動式盤扣架體+木工字梁模板體系，在強度、重量、工效、質量控制等方面均能較好地滿足工程要求，結構弧度通過以直代曲來實現，能夠有效控制曲線結構施工中的誤差累計，經測定最大誤差小于10mm。

3 模板施工技術要點

3.1 底板模板

底板側邊模及腋角矮邊墻模板均采用5mm厚定型鋼模板，主龍骨為雙10 號槽鋼，間距1 200mm，次龍骨為8 號槽鋼，布置間距300mm。因地鐵主體結構防水要求，嚴禁使用對拉螺桿，底板側模加固采用固定在主筋上的單向螺桿進行加固。側墻模板加固需在底板上提前預埋三處地腳螺栓，詳見圖2。底板施工順序為：鋼筋綁扎施工→預埋地腳螺栓系統→側邊模及腋角定型鋼模安裝→模板加固→模板驗收→澆筑混凝土。其中地腳螺栓埋設施工技術要點如下。

圖2 鋼模及地腳螺栓安裝示意圖

1）地腳螺栓為直徑D23 螺紋二級鋼螺桿，長度≥650mm，埋設間距為300mm，埋入結構深度≥250mm，拉通線定位與地面成45°，螺紋用塑料布包裹并綁牢，避免混凝土污染。螺栓上緊后要用扭矩扳手進行檢查，防止松動。

2）地腳螺栓嚴禁與結構主筋進行焊接，避免損傷鋼筋。應在埋設位置設置附加鋼筋，將地腳螺栓焊接在附加鋼筋上，焊接時應注意保護埋件的有效直徑不被損壞。

3.2 側墻模板

側墻模板采用鋼桁架木模板體系，見圖3。面板采用21mm 厚木模板，次龍骨為木工字梁，主龍骨采用雙12#槽鋼，木工字梁豎向間距為300mm，第一道主龍骨距地面300mm，其余間距為1 000mm，模板與次龍骨（木工字梁）采用釘子連接，主次龍骨采用專用連接爪連接，在次龍骨上兩側對稱設置吊鉤。單榀支架布置設計為0.9m（縱向）×0.9m（橫向），模板之間通過芯帶連接，單元最大重量為1.8t，滿足現場起重吊裝需求。每榀支架單獨編號，方便現場查找和拼裝。

圖3 現場墻體外側模板施工圖

模板及支架安裝流程：鋼筋綁扎→鋼筋驗收→彈出外墻控制線→模板拼裝→模板吊裝→模板到位后用芯帶及插銷連接好各單元模板→吊裝操作平臺，調整調節螺栓使模板上口向墻體側傾斜5mm →緊固好一次性預埋地腳螺栓系統→驗收合格后澆筑混凝土。模板采用桁架+頂部對拉系統加固形式，先吊裝內側鋼桁架模板，與地腳螺栓系統緊固后再吊裝外側鋼桁架模板，上端利用高強對拉螺桿與內側模架連接，下側與預埋地腳螺栓連接加固。墻體模板施工技術要點如下。

1）側墻模板安裝前，測量定出墻體500mm控制線，確保模板位置精準。模板吊裝到位以后進行校模，調整其平整度、垂直度偏差，確保符合規范要求。

2）側墻模板底用水泥砂漿提前封底，待砂漿干硬后方可澆筑混凝土，確保不漏漿。側墻與上段側墻交接面、矮邊墻上沿粘貼密封條進行封漿，密封條采用1.5cm 寬，1cm 厚的泡沫膠帶，粘貼在新舊混凝土交接表面，粘貼完成后再進行模板安裝。

3）每次拆模后要對模板進行及時清理并涂刷脫模劑，以確保滿足下次使用的質量要求。

4）側墻端模采用膠合木模板切牙+方木次楞、焊接鋼筋固定在側墻鋼筋骨架水平筋上的加固方式，跨越止水鋼板時采用?20 鋼筋將兩側支撐鋼筋焊接為整體，支撐鋼筋采用?20 鋼筋，布置間距為0.45m/道。

3.3 頂板模板

頂板模板分為內側和外側模架體系，見圖4。內側模板支撐體系采用盤扣式移動模架體系，采用?48mm 壁厚3.2mm 的承插型盤扣式鋼管支架，立桿橫向間距為900mm，為滿足結構尺寸搭設要求，局部加密調整間距為600mm。模架流水段長度為20m，分為5 個單元，每單元通過下方移動臺車來實現單元模架移動。面板采用21mm厚木模板，次龍骨為80mm×200mm 工字木梁，間距為300mm，主龍骨采用雙12#槽鋼，間距為1 200mm。頂板腋角部位加入轉角系統和回頂系統，通過移動模架可實現頂板與腋角模板整體脫模。

圖4 移動模架體系及腋角回頂系統示意圖

頂板外側模板體系采用懸臂模架+木工字梁模板，見圖5。支架上設置頂部對拉系統及操作架，中部通過墻體預埋螺栓進行加固。頂板模板施工順序為：搭設支架→槽鋼鋪設→木工字梁鋪設→鋪設模板→調整模板高程→安裝懸臂模架→鋼筋綁扎→驗收合格后澆筑混凝土。頂板模板施工技術要點如下。

圖5 懸臂模架示意圖

1）搭設支架前按照橫縱步距彈好控制線。按照控制線搭設支撐架體。架體中心線與結構中心線重合。

2）立桿搭設完，調節底托，使桿口在同一水平面上。立桿底部位于底板腋角部位采用鋼板楔墊實。盤扣式架體搭設滿足JGJ/T 231-2021《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術標準》要求。

3）支架搭設后安裝槽鋼和木工字梁，安裝時應注意定位準確，確保立桿軸線與端截面豎向中心線重合，兩者最大偏心距離必須控制在30mm以內。

4）模板利用塔式起重機或者汽車起重機吊運，人工配合拼裝。鋪模板時可以從四周鋪起，在中間收口。模板鋪設完，通過調節頂托控制板底高程，按1/1000～3/1000 起拱。

4 安全質量控制技術措施

4.1 鋼桁架木模板體系施工質量管控措施

1）模板安裝前利用全站儀精確測量定位，分別在上部、中部、下部設3 道通線進行控制，確保定位準確，墻模安裝后對其平整度、垂直度、預留孔洞位置、標高進行測量復核，澆筑混凝土時應注意檢查模板偏移情況。

2）在組裝模板時，應重點檢查模板接縫的嚴密度，接縫處應采取粘貼膠條等防滲漏措施。混凝土澆筑前，要提前濕潤模板，模內處理干凈并預先涂刷隔離劑。

3）嚴格按照支架驗算書中的要求進行選材并按要求間距進行布置，施工過程中嚴格按照規范及施工方案搭設，按要求搭設掃地桿和剪刀撐等關鍵節點構造，確保模架體系穩定可靠。

4）對支架、模板等材料要嚴格把關，杜絕使用有缺陷的原材料。架體搭設相關材料如鋼管、腳手板、底托等材料進場后必須進行檢驗，經有資質的機構檢驗合格后方可用于現場使用。

5）為確保混凝土澆筑質量，避免混凝土出現蜂窩、麻面等質量缺陷，在澆筑口每隔5m 設置?300mm 串筒進行均勻澆筑，并盡可能減少因混凝土高處掉落而產生對側墻模板的沖擊。

6）本工程墻體較厚，模板支撐體系采用外撐+上下對拉方式進行加固，外墻模板內不采用對拉螺桿，確保外墻防水效果良好。在澆筑混凝土時應均勻對稱進行，高差不應大于200mm，泵送混凝土澆筑速度不應大于18m3/h，盡可能減少澆筑過程中對側壁產生的壓力。

7）混凝土澆筑前，應在架體、模板部位設置監測點，澆筑作業中、澆筑作業后對監測點的偏移量、下沉量進行重點監控，發生異常情況要立即采取加固措施，防止模架變形、移位及坍塌。

8）側墻模板拆除時，應保證結構構件棱角完整，不產生變形。頂板模板必須在混凝土強度達到規范要求時方可進行拆除。

4.2 鋼桁架木模板體系施工安全管控措施

1）現場施工前，必須由技術負責人對相關人員進行方案交底及安全技術交底。側墻模板安裝順序為先內側，后外側，先吊裝內側模板并加固后，再吊裝外側模板，并及時與內側模板通過高強鋼拉桿連接，防止傾覆，拉桿數量應通過受力驗算得出，此項為模板驗收安全管控重點檢查內容。

2）模板存放區域地面應當平整夯實，不能放在裸土及地勢低洼的地方，底部應用工字鋼墊高，以防被雨水浸泡，影響模板質量。

3）鋼桁架模板上側作業平臺應提前進行組裝，腳手板、密目網、防墜器等安全措施應設置到位，使用定型化梯籠作為人員上下通道，梯籠需采取必要的防傾覆措施。

4）起吊模板前須仔細檢查：桁架端部吊環、吊具、鎖具的外觀質量，嚴禁有裂縫、斷絲等質量缺陷，發現隱患應立即進行更換，嚴禁帶病作業。

5）模板吊裝應設置信號工、司索工，持證上崗，配合良好。起重機械滿足起重量要求，操作人員嚴格遵守起重作業安全操作規程。當風力≥6級時，應暫時停止鋼桁架模板起重吊裝作業。

6）盤扣架體搭設必須符合規范和施工方案要求，桿件間距、掃地桿、剪刀撐、斜拉桿等設置規范，每兩步設置一道防墜網，人員高處作業時安全帶、生命繩、臨邊洞口防護應齊全有效。

5 結語

本工程使用的鋼桁架木模板體系施工技術，模板整體剛性好，強度高，有效避免脹模、偏移等質量通病，很好的保證結構截面尺寸和陰陽角線條的平整順直，達到了清水混凝土的施工效果。同時經濟效益顯著，鋼桁架木模板體系與傳統木模施工工法相比，工期短，人工成本低，周轉快，鋼木模板的周轉次數可達20～25 次，是傳統木模的4～5 倍，大量降低了木材使用量，綠色環保。經本工程實踐證明，鋼桁架木模板體系質量可靠，施工高效、經濟環保，為類似工程施工提供了成功經驗參考。