基于地铁车辆段工程中高支模施工技术探究
时间：2023-07-01 08:20:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
邢文军
（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司,北京 100000）
与一般的建筑项目相比较，地铁施工专业化程度高、规模大、涉及主体多，对周围环境影响大的同时，施工难度大、风险高，尤其是地铁车辆段，交叉作业工程量大，复杂性高。国内外有不少学者从不同方面对地铁车辆段高支模施工进行研究。杨勇[1]就地铁车辆段高支模施工的安全性进行分析，提出地铁车辆高支模施工标准有待完善，施工风险高，很容易造成施工事故，引起人员伤亡，给人民的生命财产造成损失，应不断规范高支模施工。周向阳[2]为确保高支模施工安全，通过高支模监测系统获得高支模施工数据，以此形成直观、实时的轴力变化图，为指导现场施工，确保施工安全提供理论依据。在布设高支模监测系统的基础上，陈俊民[3]通过多个监测点的对比，防止因布料不均而导致的局部内力过大，为高支模的浇筑提供安全保障。常东明[4]则以实际工程为例，对自动监测系统在高支模施工中的应用进行论述，以此说明自动监测技术在高支模安全施工中的作用，从实践和理论两方面，分别说明了自动监测技术不仅能够有效降低施工风险，还能为施工人员安全施工提供保障。该文在前人研究基础上，以深圳某地铁车辆段为研究对象，从分析地铁车辆段高支模施工特点出发，对地铁车辆段工程中高支模施工技术进行概述，就高支模安全施工提出相关建议，为其他地铁车辆段工程高支模施工提供参考。
该文的研究对象为深圳地铁某车辆段。此车辆段枢纽综合体为不规则矩形，宽307 m，长905 m，由运用库、综合库和咽喉区等组成，上盖平台设有休闲、运动和健身设施、综合楼以及实训基地等。盖外包括NOCC、易燃品库、垃圾房、车库、门卫和其他预留空间。除去NOCC和上部覆盖物，总建筑面积161 549.80 m2，车辆段总占地面积320 172.22 m2。车辆段顶盖由9个区组成，包括A~D四个区和1~5区。其中，A、B、C、D区占地面积56 684 m2，以A区的尺寸最大，估计为1 678 m×108 m，D区尺寸最小，估计为1 508 m×65 m。1、2、3、4、5区面积为52 737.82 m2。
支撑模板高度最大能达到13 m，模板跨度最大可达到25.5 m。根据测试，结构屋面部分施工总荷载15 kN/m2。结构梁部分载荷超过20 kN/m2。A~D区域的模板厚度可达到250 mm，最大支撑模板高度可达到13 m。
施工车辆段总用地面积320 172.22 m2，施工规模大。支撑模板高度最大高度13.0 m、最大跨度25.5 m，工程量大，专业接口关系复杂，需严密组织，多方协调配合，确保各个施工项目有序进行，以此达到安全施工目标。另外，该项目所涉及的专业繁多，存在交叉施工，势必存在相互干扰，需要各专业之间协调配合，严格控制各种接口，综合考虑，编制施工计划，在施工监理、施工方的统一指挥下，积极做好接口协调管理工作。与此同时，项目临近市区，人口密集，交通流量大，一旦发生施工事故或不文明作业导致施工废气及噪声等产生，会对周围环境产生极大危害，因此对安全施工和文明施工要求高。值得重视的是支撑模板高度最高能达到13 m，需根据实际情况分析，当局部结构不规则、有夹层情况，要在架体搭设时对区块之间的狭小空间充分考虑。车辆段项目生产厂房有轨道进库，在测量及标高控制方面，需要各系统、各专业之间协调配合，稍有不慎，可能引发安全事故。为此，在施工之前，应在施工方和监理单位的组织下，一起进行车辆段控制轴线的测量、放设及其复核工作，确认无误后，方可进行施工。
根据项目工程要求，施工采用楼板厚度均为250 mm，使用规格为50 mm×100 mm木枋碗扣式钢管手架，间距设置为250 mm，上方铺设有胶合板，顶托设有φ48 mm×3.5 mm双钢管托梁，主要杆件包括立杆、扫地杆、纵横水平杆等。横向水平杆、扫地杆使用4~6 mm钢管，立杆顶部是采用调整顶托，其托伸长度不超过200 mm，楼板部位支架的横距×纵距×步距参数设置为0.6 m×1.2 m×1.2 m，梁底部位加密布置，横距×纵距×步距参数设置为0.3 m×0.6 m×1.2 m。
横梁下的垂直杆与板之间的距离为模数，使用水平杆双向拉过。板下支撑系统的横杆在梁下延伸，并与梁下的垂直杆连接，以确保稳定性。当支撑系统穿过浇筑墙柱等垂直构件和周围地板的侧梁板的情况下，使用钢管箍和张力固定顶部，形成水平固结点。垂直间距≤3 m，水平间距≤9 m，扫地杆与地面的距离≤350 mm，可调支撑顶部伸出垂直杆顶部的水平杆长度≤500 mm（包括螺钉伸出的长度），支撑的外圈和支撑的内侧每隔4个设置垂直连续加强剪刀。增强型水平剪刀支架设置在顶层、底层和垂直剪刀支架的交点平面处，垂直间距小于等于6。对于8~20 m的模板支架，应在两个水平拉杆的中间以顶部台阶距离增加一根水平拉杆（碗扣框架顶层水平杆的步距应比标准步距减少一个节点距离）。垂直杆应相互连接，并根据规格交错排列，由于体育场内的整个地面都经过硬化处理，因此应在每根垂直杆下设置一个底座。在不平整硬化地面处的杆底应配备厚度不小于50 mm的木垫板。高支撑模具位置的墙柱模板做成整体，相互支撑。混凝土浇筑设备和混凝土输送管道配备了额外的支撑加固。高支撑模具施工区设有上下通道、安全平板网保护操作层和防坠落层。
根据相关的设计要求，大盖区域存在软地基时，应先进行强夯处理，使其地基承载力不少于120 kPa，对加固后的地基进行承载力压板测试，测试合格后，方可进行上部的回填工作。上部素填应按照相关文件要求，采用逐层回填的方式，同时使用夯机夯实，分层厚度要求应控制在20~30 cm范围内，回填后的压实系数不得少于0.94。待分层回填结束后，进行表面的硬化，要求硬化的厚度不少于15 cm，当需要将相关的支架安装于硬化地面时，一方面需要保证安装的牢固，另外需要保障安装杆垂直于地面，底座垫的尺寸为不小于50 mm厚的木垫板，每根垂直杆必须固定牢固，不允许出现悬挂现象。梁侧模板的二次支撑采用100 mm×100 mm木方块，设置间距300 mm。主支座采用100 mm×100 mm木方块与φ48 mm×3.5 mm。梁侧模板之间间距不超过500 mm，拉丝杆与梁跨度之间的距离为500 mm。
浇筑前，首先清除模板内的垃圾、污垢和钢筋上的油渍等异物，并检查水泥砂浆的垫块情况，合格后方可进行浇筑。一般采用商品混凝土，由搅拌车拉到施工现场。道路建议采用环形施工道路。混凝土能够直达的各个区域，常规采用天泵浇筑，但高度落差在2 m范围内，一旦超过此范围，使用地泵浇筑。在建设设计方案的基础上，为确保模板支架的受力均匀，选择从中间到两边整体推进式的浇筑方式，边俊迪（2023）[5]研究指出也可采用由一边向一边整体推进的浇筑方式，但在浇筑过程中铺料不能太厚，按照先梁后板的顺序浇筑。
混凝土浇筑前应润湿模板，冲洗干净柱顶面，严禁存在异物。混凝土浇筑按照主梁→次梁→顶板的顺序依次浇筑。在浇筑阶梯形的整体推进过程中，梁板混凝土连续向前浇筑。对于整体高度较高的梁，可采用单独浇筑，将施工缝留在板底的位置，整个过程中浇筑和振捣需协调配合，先慢点下料，振捣瓷实后，进行第二层下料，确保水泥浆的良好包裹，每层振实后再进行下料，注意在振捣过程中不能触碰到预埋件和钢筋等。遇到梁柱节点相对较密的位置，应采用小粒径石进行同等强度等级的混凝土浇筑。为确保混凝土整体性好，需要一次性浇捣完成，中间一般不允许有间隔，如果必须有间隔，应尽可能地缩短间隔时间，确保下层混凝土凝结前完成上一层浇捣。整个浇筑过程中不能随意地拔动钢筋，以确保正确的钢筋位置。在浇筑的过程中，要经常关注钢筋的位置，不能有明显移动和变形等，发现问题后应立即处理。浇筑完成后，混凝土会逐渐地硬化。混凝土的硬化是由水化作用实现的，为保障良好硬化，在此过程中应确保良好的温度和湿度环境，为此，在此期间需要做好浇筑后的养护工作，从浇筑后12 h开始，需要由专人负责养护，使用水龙头接橡皮管浇水，整个养护的时间不得少于1昼夜，在此过程中应保障浇筑表面的湿润状态。最后，成型的混凝土表面的偏差不能太明显，要符合相关的文件要求，对于存在明显凹陷或缺损的位置要进行修补，并做好相关记录。
6.1 模板质量保证措施
模板的选用方面，模板要求刨过，不能有明显的凸起，厚度相对一致，表面平整，同一模板的平整度允许偏差1 mm。为保障良好的混凝土外观效果，模板安装之前要进行质量检查，有缺损的禁止使用，以确保模板拼接的完整性，并做好安装前的保护工作。为防止泥浆漏水，模板外观要相对干净，不能有异物，拼接严密，要求拼接缝宽度不得超过1 mm，浇筑前排查漏浆的模板。支模板前要放线，以供工人参考。支模板后要进行标高检查，确保准确无误。为保障整个墙体的平整，应按照要求进行模板的设计，并进行验收。施工过程中要正常拆模，确保模板不变形。
6.2 模板安装安全措施
模板安装前，施工负责人应做好相应的安全检查及时交底工作。待模板进场后，应对模板材料、表面和材质等情况进行认真检查，检查是否符合相应要求，为模板的垂直安全运输做保障。模板安装过程中，严禁在上下同一垂直面内安装，更不能随意攀爬模板和脚手架，不能在相对狭窄的没有护栏的位置随意地走动。注意模板不能随意固定在窗子或者脚手架上，这些位置不仅容易变形，而且很容易倒塌或移位。在整个模板安装施工过程中，不能堆放太多物体在上面。在下雨天施工时，高耸结构的模板应装设避雷设备。当风力超过5级，此时应停止大模板的吊装和拼装工作。
6.3 模板拆除安全措施
当混凝土的强度达到相关的设计要求后，进行申请，批准允许后方可进行相应的拆除工作。在拆模板支撑架之前，清理干净架子上的物品，拉好安全警戒线，清走施工人员。在整个拆除过程中，要注意拆除的先后顺序，根据模板的设计安装顺序进行拆除。在没有相关要求的情况下，按照先支后拆的原则，首先进行非承重模板的拆除工作。在整个拆除过程中，应设置相应的警戒区域，做好相应的监督工作。模板一定要拆除干净，不能有悬空模板，一旦掉落，很容易造成人员伤亡。高处模板拆除的过程中，应配备相关的登高设施，穿戴相应的安全装备。拆除后的模板不能随意抛弃和到处乱扔，要及时清理，临时堆放在楼旁边，但距离楼不得超过1 m。楼道口和通道等进出口的位置不能堆放任何物品。
6.4 监测措施
高支模体系复杂而危险，当在混凝土浇筑时，容易发生变形和倒塌，对施工人员的安全造成威胁。该项目采用电子经纬仪、水准仪、和精密水准仪对支架沉降、位移和变形等进行监测，并设定监测报警值，一旦超过报警值，会出现预警信号。在混凝土的浇筑过程中，要有专人值班、及时反馈，通常采用20~30 min/次的监测周期进行监测。立杆的最大受力位置、支架周边相对薄弱的位置、地基承载力低的位置等设有相应的监测点。一旦梁模有下降趋势时，应持续做好变形监测。特殊情况下，应通知相关的项目经理和模板设计人员，终止混凝土浇筑，寻找下沉原因，并采取针对性措施后，做好持续浇筑。当监测数据超过相应警戒值时应停止浇筑，做好周边人群的疏散，进行相应的加固处理。结束监测的条件需要同时满足混凝土浇筑完成且达到初凝、数据达到稳定状态以及人员全部撤离。
城市轨道交通能缓解城市交通压力，助推城市发展，值得大力发展。而地铁车辆段高支模施工专业化程度高、风险高，施工安全控制成了地铁车辆段高支模施工的关键，一旦在施工中稍有不慎，不仅影响施工质量，而且对施工人员的生命财产安全造成严重威胁，因此，需要不断加强地铁车辆段高支模施工技术，完善施工安全制度。基于此，该文从高支模施工特点出发，对地铁车辆段工程中高支模施工技术进行概述，同时就高支模安全施工提出相关建议，为其他地铁车辆段工程高支模施工提供参考。
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