地鐵明挖車站現(xiàn)澆砼軌頂風道施工技術(shù)

1、地鐵明挖車站現(xiàn)澆砼軌頂風道施工技術(shù)1. 工程概況羊腸村車站為標準車站，長 224.45 米，寬 19.5 米，為地下 一層地上一層結(jié)構(gòu)， 車站兩端頭無盾構(gòu)始發(fā)接收井； 車站站臺板 設(shè)計形式為島式站臺， 排熱軌頂風道位于軌道正上方， 站臺板兩 側(cè)，軌頂風道為預(yù)埋鋼筋后澆 C35 混凝土結(jié)構(gòu)， 同車站主體結(jié)構(gòu) 混凝土標號，風道所處環(huán)境最大相對濕度為 95%，軌頂風道設(shè)計 形式如下圖所示。汽車北站站為標準車站，長 224.45 米，寬 31.25 米，為地 下一層地上五層型鋼 +鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，車站兩端頭無盾構(gòu)始發(fā) 接收井； 車站站臺板設(shè)計形式為側(cè)式站臺， 排熱軌頂風道位于軌 道正上方，軌頂風道為預(yù)

2、埋鋼筋后澆 C40 混凝土結(jié)構(gòu)， 與車站 主體結(jié)構(gòu)混凝土同標號，風道所處環(huán)境最大相對濕度為95%，軌頂風道設(shè)計形式如下圖所示。1 號圖2 號圖注：1 號圖為羊腸村車站的軌頂風道與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式；2 號圖為汽車北站站的軌頂風道與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式。2. 既定施工方案及存在不足論述2.1 既定施工方案簡述由于受設(shè)備招標、 車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖紙與結(jié)構(gòu)圖紙不同步等條 件的限制， 軌頂風道往往安排在主體結(jié)構(gòu)施工完成后施工。 在車 站主體結(jié)構(gòu)施工時預(yù)埋風道側(cè)向、豎向鋼筋，待車站齡期后，根 據(jù)風道的空間結(jié)構(gòu)形式拆除風道范圍內(nèi)的模板及支撐體系， 對預(yù) 埋的風道鋼筋進行人工校正； 以先施工風道底板， 再施工風道

3、側(cè) 墻的施工順序進行作業(yè)。 風道施工所需材料均在車站預(yù)留孔洞內(nèi) 人工調(diào)運， 待風道施工完成后拆除模板及支撐體系， 在預(yù)留孔內(nèi) 調(diào)出后，封閉預(yù)留孔洞?；炷猎谲囌卷敯迳项A(yù)留的孔洞內(nèi)泵送入模， 采用高頻振動 棒振搗，振搗采取插入式振搗和模板外側(cè)附著式振搗相結(jié)合的方 法。2.2 方案缺陷剖析 先車站主體后鋼筋混凝土軌頂風道施工順序違背了“先下 后上”及簡單化施工的原則， 該工序安排復(fù)雜了工序轉(zhuǎn)化， 將風 道結(jié)構(gòu)安排在封閉的空間內(nèi)施工， 加大了成本投入， 增加了結(jié)構(gòu) 質(zhì)量及安全管理風險。 具體缺點有： 在軌頂風道上方車站頂板 上按3米間距布置200mm澆筑孔洞，以二十米為間距預(yù)留 1000*1500m

4、m模板運輸施工通道。增加了車站頂板后續(xù)封堵工序， 不利于車站頂板結(jié)構(gòu)的整體性要求； 該類軌頂風道可視為懸吊 構(gòu)件，風道砼與車站主體結(jié)構(gòu)砼澆筑不連續(xù)同期， 增加了一道結(jié) 構(gòu)間施工縫， 由于混凝土具有失水收縮性， 尤其在銜接部位產(chǎn)生 砼收縮縫，填充困難，整體性差，后期運營風道內(nèi)環(huán)境潮濕，鋼 筋容易銹蝕，運營后期存在較大安全隱患；風道鋼筋通常為12螺紋鋼，預(yù)留鋼筋與車站側(cè)墻、頂板鋼筋以綁扎形式固定， 在側(cè)墻、頂板混凝土澆筑時容易偏位，出現(xiàn)漏筋、植筋、缺筋現(xiàn) 象，容易造成質(zhì)量缺陷； 在支設(shè)側(cè)墻及頂板模板時風道預(yù)留鋼 筋極易破壞彎曲， 后期校正對風道螺紋筋二次破壞， 不滿足規(guī)范 要求；風道側(cè)墻為200m

5、m在封閉的空間內(nèi)混凝土澆筑施工極 易出現(xiàn)漏振，過振，鋼筋骨架偏位漏筋等質(zhì)量問題；腳手架搭 設(shè)、模板安裝、 混凝土澆筑、 支撐體系拆除等工序均受空間限制， 施工效率低下，成本投入增加 3倍左右，資源浪費嚴重；在封 閉較小空間內(nèi)施工，照明及施工用電，吊裝，高空作業(yè)，材料運 輸，成品保護等安全管理難度加大，安全隱患風險增多，不利于 施工管理。3. 施工步驟的優(yōu)化3.1 施工方案優(yōu)化 羊腸村車站 優(yōu)化背景 羊腸村車站在主體結(jié)構(gòu)施工時，由于受風道設(shè)備招標滯后， 風道底板預(yù)留孔洞位置無法確定，只能確定風道側(cè)墻高度及厚 度，風道底板無法施工。方案優(yōu)化車站側(cè)墻施工時根據(jù)設(shè)計文件參數(shù)預(yù)留風道底板鋼筋， 將風 道

6、側(cè)墻同車站頂板同時澆筑施工， 風道底板交接位置用鎖口網(wǎng)片 封堵，待混凝土強度達到設(shè)計強度后， 拆除風道側(cè)墻模板及鎖口 網(wǎng)片，清除風道底板接口部位浮渣，清洗后施工風道底板。汽車北站站優(yōu)化背景通過與建設(shè)、 設(shè)計單位溝通， 及時提供了車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工 圖紙，確定了風道結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸， 保證風道底板可提前施 工。方案優(yōu)化 該車站為側(cè)式站臺形式，風道位于車站中部，軌道上方，風 道結(jié)構(gòu)只與車站頂板相互銜接， 為懸吊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 設(shè)計文 件中后期施工風道的方案存在較大的質(zhì)量風險； 通過技術(shù)性反復(fù) 論證，簡化施工，保證后期運營中風道結(jié)構(gòu)安全，調(diào)整常規(guī)施工 順序，由下向上的施工，先施工風道底板結(jié)構(gòu)，再施

7、工風道側(cè)墻 及車站頂板， 支撐體系承重計算共同考慮風道和車站頂板共同受 力。3.2 施工方案優(yōu)化后的優(yōu)越性車站現(xiàn)澆混凝土規(guī)定風道一般為懸挑、 懸吊結(jié)構(gòu)形式， 設(shè)計 使用年限通常為 50 年，再運營期間列車運行對構(gòu)件存在振動影 響，還要考慮結(jié)構(gòu)抗震及鋼筋銹蝕、構(gòu)件耐久性問題，因此必須 保證風道結(jié)構(gòu)在懸挑、 懸吊節(jié)點部位與車站主體結(jié)構(gòu)的整體、 密 實性。鑒于為滿足結(jié)構(gòu)安全性的要求，先進行施工風道底板，將 風道側(cè)墻與車站頂板一起觀模澆筑施工， 風道底板與底板閉合連 接，鋼筋接頭在同一截面內(nèi)不大于 50%的優(yōu)化方案。方案優(yōu)化后優(yōu)越性主要有以下方面。3.2.1 風道結(jié)構(gòu)鋼筋安裝、模板支設(shè)、混凝土澆筑在敞

8、開空 間施工，便于施工安全、結(jié)構(gòu)尺寸、實體質(zhì)量控制。3.2.2 風道結(jié)構(gòu)從下往上施工，在與車站懸挑，懸吊部位， 同車站主體結(jié)構(gòu)銜接密實， 形成共同體， 有效的避免了混凝土收 縮縫，利于結(jié)構(gòu)耐久性要求。3.2.3 將施工操作簡單化，便于施工工人操作，勞動力資源 合理有效利用， 避免了材料、 機械的不必要浪費， 節(jié)約施工成本。3.2.4 風道底板與車站側(cè)墻， 風道側(cè)墻與車站頂板同期施工， 交叉施工的工序安排，節(jié)省施工周期，可加快施工進度，滿足工 期要求。4. 支撐體系設(shè)計 車站主體結(jié)構(gòu)頂板往往有橫向縱向主梁與次梁， 在支撐體系 設(shè)計時，要充分考慮施工荷載，保證軌頂風道施工后，車站頂板 結(jié)構(gòu)施工的承

9、重要求。 將不同規(guī)格尺寸梁體與板體部位分開計算 設(shè)計，將軌頂風道底板面體受力忽略， 考慮承重全部作用于主楞、 次楞上 , 支撐體系在風道底板上下同間距同位置搭設(shè)腳手架，立 桿必須位于同一軸線內(nèi)，底托、頂托墊設(shè)方木，增加風道底板整 體受力；風道側(cè)墻采用對拉桿固定，并利用腳手架橫桿加固，防 止側(cè)墻傾倒。 支撐體系設(shè)置采用 ansys 有限元力學(xué)分析軟件模擬 分析計算，可有效保證實體結(jié)構(gòu)質(zhì)量及施工安全。5. 方案注意事項5.1 優(yōu)化后方案實施最關(guān)鍵的是支撐體系的設(shè)計排布。車站 頂板有縱向及橫向不同規(guī)格主次梁設(shè)置， 設(shè)計排布時按照計算分 析結(jié)果， 先排布梁體底部位置內(nèi)支撐體系， 然后按照板體的計算 結(jié)果排布板體下方支撐體系， 保證支撐體系有足夠的剛度及承重 要求，防止支撐體系剛度不夠，體系變形破壞風道底板結(jié)構(gòu)。5.2 風道底板上下腳手架平面位置同軸搭設(shè)極為重要。風道 底板混凝土澆筑后， 澆筑車站頂板時， 風道底板上方支撐體系立 桿將力通過風道底板傳力于下方支撐體系立桿， 上下腳手架在平 面位置如不同軸搭設(shè)，剪切力過大破壞風道底板成品。5.3 風道底板上下支撐體系底托、頂托必須按照計算結(jié)構(gòu)參 數(shù)設(shè)置支墊方木，增強風道底板整體性支撐及整體性受力。6. 結(jié)論羊腸村車站、 汽車北站站軌頂風道通過