地铁暗挖车站侧墙施工工艺质量控制和创新应用研究

时间：2022-06-08 09:00:18 所属分类：建筑科学 浏览量:

随着城市的不断发展，地铁已经逐渐成为各大城市重要的交通出行方式。根据中国城市轨道交通协会《城市轨道交通2020年度统计和分析报告》，截止2020年底，全国共有65个城市城轨交通线网规划获批，在施建设的有61个[1]，各大城市已经掀起新一波地铁建设施工热潮。地铁暗挖

　　随着城市的不断发展，地铁已经逐渐成为各大城市重要的交通出行方式。根据中国城市轨道交通协会《城市轨道交通2020年度统计和分析报告》，截止2020年底，全国共有65个城市城轨交通线网规划获批，在施建设的有61个[1]，各大城市已经掀起新一波地铁建设施工热潮。地铁暗挖施工作为重要的施工工法，在城市中心及环境较复杂的地段有着广泛的应用，具有占地小、影响小、施工灵活等优点。但是由于地铁暗挖施工也存在一定的局限性，尤其是二衬结构施工质量相对明挖法等不具备优势，因此如何保证其施工质量成为众多研究的内容之一。李盼结合地铁工程施工特点，从项目管理的角度指出了当前地铁施工中存在质量通病的管理问题，并从主体、规划、目标、机械和法规等层面提出了质量控制措施[2]。张洪军等以质量控制小组为基础，结合整个质量控制过程，对地铁暗挖车站钢管柱质量进行了分析和研究[3]。刘朋瑞以某个实际地铁暗挖车站侧墙为基础，对单侧墙模架体系进行了加固和验算，提出了质量控制措施，为地铁其他类似工程侧墙混凝土结构质量控制提供了参考[4]。本案例以北京地铁在建项目某暗挖车站为研究背景，重点对二衬结构侧墙施工工艺进行质量控制和创新应用研究。

　　1项目概况

　　该车站位于北京市西三环北路与西路交叉口，位于立交桥西侧的重要交通干道，周围环境复杂，交通繁忙。为了最大限度减少对周边影响，采取暗挖逆作法施工，具体为PBA机械洞桩法。车站为地下三层暗挖岛式车站，负一层为设备层，负二层为站厅层，负三层为站台层，风险等级为一级。车站顶板覆土深度为7-9米，地板埋深35.4米，在目前在建的地铁车站中属于埋深较深的车站。车站整体结构高度为25.26m，负一层到负三层侧墙高度分别具体如图1所示，尤其负三层侧墙部分地段高度超过10m，在暗挖施工中处于较高且施工难度较大的二衬侧墙。

　　2质量控制分析

　　为了保证整个侧墙施工质量和工效，减少不必要的后期质量问题。首先项目团队成立了质量控制(QC)小组，由技术负责人、安全质量负责人、生产负责人和相关技术人员分工明确，并按照实施方案进行了如下质量控制活动。

　　2.1设定目标值

　　由于传统施工方法需要反复拆卸脚手架和模架并倒运，尤其高大侧墙施工重量较大，存在较大的安全风险，施工效率低下。因此在保证安全的前提下，设定施工效率要比传统工艺提升1.5倍以上。

　　2.2工法比选

　　2.2.1传统脚手架+散拼模架。脚手架是最常见的施工操作平台之一，在侧墙二衬钢筋施工中可以满足不同高度的需求，如图2所示。散拼模架也是常见的单侧立模用于侧墙混凝土施工的工艺，具有拆卸方便，成本较低，易于施工的优，如图3所示，但是他们缺点也比较明显。(1)钢筋脚手架和混凝土散拼模架需要不同阶段施工反复安装和拆卸，会造成较多的工序浪费及材料占用，工效较低。(2)暗挖车站一般为逆作法施工，先施工侧墙钢筋，再施工中板，然后在中板混凝土完成浇筑后再施工侧墙混凝土。脚手架施工会存在侧墙与中板钢筋交叉作业，存在一定的风险。(3)混凝土散拼模架架体较高较重，尤其是在高大侧墙施工中，风险较大，多次对模板的拆卸不利于混凝土施工质量的控制。2.2.2门式架+整拼模架门式架。为定型产品，操作和移动方便，占用空间小，如图4所示。整拼模架可以实现整体移动，工效较高，且利于质量控制，如图5所示。不过此工艺缺点如下：(1)门式架一般适用于较低侧墙钢筋施工，但是不能承受过多荷载，容易出现安全风险。(2)整拼模架一般也为定型产品，适用于标准段施工，对于非标准段和不同高度的侧墙混凝土施工需要多次定做，成本较大。2.2.3钢筋多功能平台+装配式模架利用钢筋自身强度，创新设置操作平台。如图6所示。将竖向钢筋与原侧墙(端墙)预留主筋进行直螺纹连接(同一位置并排两根)，竖向钢筋之间采用连接钢筋焊接，焊接长度单面不小于10d(双面不小于5d)。纵向距离设置2m一道，横向钢筋上满铺50mm厚脚手板(3块)。横向钢筋与竖向钢筋焊接牢固，纵向脚手板与横向钢筋进行绑扎，并在端头设置防护网、梯笼进行必要的安全防护。此操作平台利用了钢筋自身结构，不再重复搭设其他平台，施工方便，工效较高。创新装配式模架，即为定做型钢支撑模架，根据车站整体结构高度，合理设置不同层高的型钢尺寸，并可以进行拆卸和拼装，且实能现整体移动，适用于不同层高侧墙混凝土施工，如图7所示。针对以上3个施工工艺的不同特点，质量控制小组结合现场实际情况，分别从可实施性、施工质量、施工过程安全性、施工周期、施工经济性共五个方面对三个方案的实施情况进行研究。充分论证后，最终从施工质量、施工周期、安全性、经济性四个方面对以上三个方案进行评价打分，确立了钢筋多功能平台+装配式模架方案为最优方案，得分为170分。如表1所示。

　　2.3制定对策表并实施

　　根据质量控制小组确定的最优方案，结合地铁暗挖施工方面施工经验，按5W1H制定详细的对策表并按照此对策表实施。如表2所示。

　　3质量控制效果

　　3.1效果检查

　　3.1.1通过对工人进行培训教育及考核，综合素质得到整体提升。结合进行施工推演，明确各组施工任务及施工流程，现场施工循环有序，未见安排不当停工，窝工现象，工作面有序展开施工。3.1.2施工队伍能够进行流水作业，紧密施工，正常情况下每段侧墙钢筋施工时间降低至3.5天，比预定目标每段时间减少约15%，超过预期目标。3.1.3侧墙钢筋多功能操作平台创新应用，减少了多次搭设和拆卸脚手架平台，钢筋自身强度和连接强度均满足规范要求。3.1.4装配式侧墙型钢模架，实现了不同层高的混凝土浇筑，安拆便捷，达到了多次利用的目标。

　　3.2最终目标检验

　　通过对各个阶段的效果检验，在侧墙钢筋施工和混凝土施工两个工艺均能实现既定目标，而且某些方面还超出了预期。钢筋施工阶段单段施工周期降低了4天，模架施工阶段施工周期降低了2天，总体工效提升了1.8倍以上，且施工质量也到了保证。

　　4结论

　　通过对地铁某暗挖车站侧墙工艺钢筋和混凝土施工两个阶段的工法研究，创新应用了利用钢筋自身的多工能操作平台和装配式型钢模架，对过方案对比和数据分析，实现了工效和质量提升的目标，在地铁其他结构施工中具有较高的推广价值。

　　《地铁暗挖车站侧墙施工工艺质量控制和创新应用研究》来源：《科学技术创新》，作者:崔磊

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