城市軌道交通地下車站內部結構PC預制拼裝技術分析

劉玟君

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430072）

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，城市化進程不斷加快，城市軌道交通作為一種重要的交通工具，在緩解城市擁堵、改善環境等方面有重要作用。在城市軌道交通地下車站內部結構建設中，為提高施工建設質量，可應用PC 預制拼裝技術，以優化城市軌道交通地下車站內部結構，保證構件的安全拼裝。

1 工程概況

以武漢市地鐵二號線一期工程為例，該地鐵線所有車站呈東西走向，施工場地較為開闊。經實際勘察，該區域內土層結構以人工堆積層與沉積層為主，地下水埋入深度較淺，且含水層水平、垂直向滲透性差異較小，對城市軌道交通地下車站內部結構產生了一定影響。車站內左右兩端采用現澆施工方式，中間采用裝配式施工方式，裝配段基坑長度為134m，寬度為120m，深度為20m。在裝配段基坑建設中，支護方式以錨索支護及圍護樁為主，錨索與圍護樁之間的距離控制在2m 左右。

2 城市軌道交通地下車站結構體系類型

2.1 輕鋼結構體系

該結構體系以鋼材料為主，結構體系強度較高，有較好的應用價值，與傳統木結構方式相比，輕鋼結構的安全性有更充分的保障，施工效率更高。目前，輕鋼結構體系在城市軌道交通地下車站工程中得到了廣泛應用，能夠進一步擴大城市軌道交通地下車站內的空間，提升工程質量，且對地下環境的影響更小。此外，輕鋼結構在防火性及耐腐蝕性方面有較大優勢，可大幅提升城市軌道交通地下車站的使用壽命[1]。

2.2 混凝土結構體系

在城市軌道交通地下車站內部結構建設中，混凝土結構體系是一種常見的結構體系。隨著我國地鐵建設數量的不斷擴大，裝配式地鐵車站的增多，混凝土結構體系的應用范圍也越來越廣泛。混凝土結構體系通常可分為通用和專用兩種。通用結構體系以框架和剪力結構為主，有非常明顯的通用效果；專用結構則依據城市軌道交通地下車站的具體使用功能而定，以滿足其特定的結構要求[2]。

3 城市軌道交通地下車站內部結構PC 預制拼裝技術特點分析

3.1 裝配化

通常，在城市軌道交通地下車站的施工建設過程中，大量的預制構件會提前在工廠內按照施工標準進行生產。這些構件生產完成后，將被運輸到施工現場進行安裝，可以省略部分傳統施工工序，從而大幅度提高施工效率、縮短施工工期。此外，采用PC 預制拼裝技術，可以實現更好的模塊化設計，同時采用更先進的裝配式施工工藝完成施工，可保證施工質量[3]。

3.2 構件生產工業化

構件生產工業化的特點是，嚴格按照相關質量標準完成城市軌道交通地下車站結構配件的生產，在更加穩定的外部環境下進行安裝，以降低施工難度，避免受環境因素影響導致構件質量下降。此外，在構件生產工業化模式下，通過對標準化構件的定制，可實現批量生產，達到高效生產和資源節約的效果[4]。

4 城市軌道交通地下車站內部結構PC 預制拼裝技術難點分析

預制拼裝的工法有多種，如可將預制構件在工廠進行預拼裝，然后運到施工現場進行整體拼裝，不同工法之間存在差異，因此在施工過程中應仔細分析相應工法的技術難點，并加強難點控制[5]。

城市軌道交通地下車站內部結構PC 預制拼裝技術難點主要有以下兩方面：

第一，構件運輸和安裝要求復雜。一是預制構件本身通常較大且重量較重，需要采取合適的運輸方式確保其安全到達工地，需要精心組織和協調特殊的運輸車輛、專業的起重設備和穩固的承載結構[6]。二是由于地下車站空間有限，施工現場動線狹窄，因此構件從運輸車輛到實際安裝位置之間的搬運過程需要高度協調和精確操作。同時，與傳統現場澆筑相比，預制構件數量多、種類繁多，整體組裝拼接難度較大。

第二，精確性要求較高。地下車站內部結構的PC構件需要具有高度精確的尺寸，以確保各個構件之間的連接緊密，并且與其他系統（如門窗、電氣設備等）無縫對接。由于預制構件在生產過程中受到各種因素影響，如混凝土收縮和溫度變化等，可能會導致尺寸偏差。因此，在設計和生產階段需要采取有效措施來確保每個構件的尺寸精確。同時，注意施工接縫的處理，預制構件在拼裝時會形成接縫，如樓板之間、墻體與樓板連接處等，需要妥善處理這些接縫，以保證結構的密封性和強度。因此，正確選擇和使用適當的密封材料和技術是必要的。

5 城市軌道交通地下車站內部結構PC 預制拼裝技術應用分析

5.1 拼裝臺車搭建

由于城市軌道交通地下車站內部空間有限，而構件質量較大、長度較長，為保證拼接效率，需要提前完成裝配式地下車站拼裝臺車搭接，其結構如圖1所示。

圖1 裝配式地下車站拼裝臺車結構圖

圖1 中1 表示第一層操作平臺，2 表示第二層操作平臺，3 表示側墻操作平臺，4 表示豎向液壓千斤頂，5表示水平液壓千斤頂，6 表示平臺行走裝置，7 表示滑輪設備。

從圖1 可以看出，該平臺車主要采用鋼架構方式，通常在不移動拼裝臺車的前提下，構件安裝數量為4個。將拼裝臺車放置到軌道后，為使其處于移動狀態，可通過輪式行走裝置實現移動。可在第一和第二操作平臺之間設置滑板，使操作平臺實現橫向與豎向移動。拼裝臺車搭建順序如下。

第一，預制構件拼裝完成7 環后，在拼裝臺車周圍安裝走行軌道，實現臺車移動。

第二，對組裝臺車進行調試，調試完成后，將其運輸到指定位置，并利用其他操作平臺完成構件拼裝。

第三，應用第一層操作平臺的過程中，需要同時啟動操作平臺頂部的豎向液壓千斤頂，同時將操作平臺向外移動一段距離。后續啟動豎向液壓千斤頂后進行升啟。

第四，利用起重機設備將預制構件放置到操作平臺后，對不同預制構件進行合并。

第五，完成構件合并后，進行張拉鎖定，將豎向液壓千斤頂移動到墻體側面處，完成對拼裝臺車的搭建。

5.2 拼裝形式確定

目前，城市軌道交通地下車站內部結構PC 預制拼裝形式可分為錯縫和通縫兩種[7]。在該工程項目中，PC 預制拼裝第一階段采用錯縫拼裝形式，該拼裝形式雖然效果比較突出，但整體工作量比較大，有時會出現錯臺現象；第二階段采用通縫拼裝形式，以解決構件安裝不同步的問題，同時降低拼裝工作量。

5.3 拼裝定位

拼裝定位主要對分別為底板、側墻及頂板進行定位。在底板定位過程中，通常使用起重機設備及其他輔助定位裝置進行定位，根據構件連接縫之間的對接情況確定安裝位置。在頂板定位中，應用起重機設備可實現頂板運輸與安裝，在操作平臺上實現頂板合龍，此舉能保證定位更加準確。

完成拼裝位置定位后，需要采取相應的調整措施[8]。比如，在線軸控制方面，需要在構件表面設置十字線，利用相關設備加強對線軸的管理，保證對線軸的控制合理。在垂直度調整過程中，需要同時調整構件的縱向及環向垂直度，同時采用激光垂準儀器，每隔一環進行仔細復核與校正。在構件端面設置、調整過程中，主要對產生的縫隙進行修補，防止質量下降，且接縫寬度設計要在合理范圍內[9]。

5.4 具體拼裝步驟

該工程項目設置了反力架，采用自上而下的拼裝工藝，先完成A 塊構件拼裝，其次是B 塊，以此類推，形成有序的拼裝流程，最終實現整體拼裝。

5.4.1 A 塊拼裝

第一，在首環安裝過程中，需要特別重視反力架的安裝，反力架安裝合理，有助于構件的精準定位，進一步保證拼接效率[10]。完成反力架安裝后，需要利用測量儀器對城市軌道交通地下車站方向進行測量。對A 塊橫軸線進行精準定位后，將其延伸到反力架及墊層處，在調整方向的過程中，可利用千斤頂設備對橫軸線縱向及環向位置進行調整，使A 塊安裝更加合理。確定好A 塊安裝位置后，使用千斤頂設備增加構件表面張力，并對A 塊縱向及橫向位置進行反復確認，位置確認無誤后方對其進行固定。

第二，在第二環A 塊拼接過程中，需要在A 塊頂面位置安裝導向裝置，從而快速確定具體的安裝位置。在安裝第二環A 塊的過程中，要求合理把控A 塊與其他零部件之間的距離，進行對中處理，對中基本符合要求后，將首環位置的導向裝置拆卸，完成構件安裝。另外，需要在A 塊底部安裝墊片及連接器。根據連接器調整方向進行重復測量，實現對各個A 塊的縱橫軸線進行精準確定，最后將螺帽擰緊。完成該項工序后，應用測量儀器對不同A 塊的縱橫軸線進行復核，完成該階段拼裝。

5.4.2 B 塊拼裝

B 塊拼裝與A 塊拼裝相似，都是分成兩個部分進行。在首環拼裝過程中，首環B 塊通常安裝在A 塊兩側位置，以起到良好的對稱效果。安裝時，必須重視反力架應用，通過安裝定位銷，使B 塊在下降過程中通過配合龍門吊完成安裝，保證構件連接的穩定性及對稱性。將首環B 塊運輸到指定位置后，控制好A 環與B 環之間的距離，其中B 環縱向位置必須與反力架緊密結合在一起，后續將千斤頂直接推入B 塊的U 型槽中，以此提高B 塊的連接效果。利用螺帽等固定設備完成固定后，結合反力架設備向B 塊添加一定的壓力，注意在施加壓力的過程中，需要利用測量儀器度對A 塊與B 塊之間的距離進行檢測。兩者之間的軸線與墊層軸線完全重疊后，再利用連接設備在墊塊內U 型槽中將首環B 塊夾緊，最后利用千斤頂設備將U型槽完全卸載。

6 結語

綜上所述，PC 預制拼裝技術目前在城市軌道交通中的應用已較為成熟，但在地鐵車站施工中的應用尚處于探索階段，如預制拼裝的精度控制、防水措施、結構耐久性等問題有待解決。從工程實際應用來看，預制拼裝技術能夠有效提高工程質量，縮短施工工期，降低工程造價。因此，需要提高對PC 預制拼裝技術的重視，加強技術控制，不斷完善及經驗積累，使裝配式預制拼裝技術在城市軌道交通中的作用得到更有效的發揮，這對提高城市軌道交通建設水平也有重要意義。