耿欣宗 駱發(fā)江 李 鵬 周 林 李進(jìn)利 王 震 張鉆紅 商志輝

中建三局集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710075

西寧市城市地下綜合管廊項(xiàng)目位于城北區(qū)西川新城片區(qū)，包括五四西路東段、四號(hào)路2條待修市政道路，管廊包括綜合倉(cāng)、電力倉(cāng)、雨水倉(cāng)和污水倉(cāng)（圖1），總長(zhǎng)3 365 m。

圖1 五四西路倉(cāng)位分布橫斷面示意

該工程污水倉(cāng)的截面尺寸為1 200mm×1 500mm，空間狹小，施工困難，工期、質(zhì)量無(wú)法保證[1]，針對(duì)此類情況，項(xiàng)目施工技術(shù)人員立即著手進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)不斷的分析、對(duì)比、研究和探索，發(fā)現(xiàn)采用異形氣囊模板裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)木模支撐體系，能有效解決綜合管廊污水倉(cāng)這一施工難題，可以達(dá)到節(jié)約勞動(dòng)力、減少模板等周轉(zhuǎn)材料的投入、縮短工期的目的，因此，該技術(shù)對(duì)綜合管廊狹小空間的倉(cāng)位有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 橡膠氣囊模板體系的特點(diǎn)

1）該橡膠氣囊模板體系，采用高強(qiáng)力的合成纖維織物作耐壓受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作為黏結(jié)保護(hù)層膠布，經(jīng)過(guò)高溫硫化工藝制作而成，使用壽命較長(zhǎng)，具有良好的耐老化性能，其抗膨脹強(qiáng)度、彈性和柔韌性好，能夠滿足管廊狹小空間倉(cāng)位的模板強(qiáng)度要求。

2）采用異形橡膠氣囊模板施工，充入壓縮空氣達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)壓力后，能替代原有的鋼模、木模等模板體系，應(yīng)用于城市地下綜合管廊倉(cāng)位截面不大于1 200mm×1 500mm的污水倉(cāng)等狹小空間的模板支設(shè)體系，可以多次重復(fù)利用。

3）根據(jù)倉(cāng)位尺寸制作多規(guī)格、多尺寸、多形狀的耐壓橡膠氣模，解決了管廊截面不大于1 200mm×1 500mm污水倉(cāng)等狹小倉(cāng)位支模困難的問(wèn)題，操作方便、省時(shí)省工，縮短了工期。

4）該施工工藝及施工過(guò)程便于控制，施工簡(jiǎn)單。采用鋼筋做成“U”形和“L”形，施工采用人工或機(jī)具設(shè)備將橡膠氣囊吊入操作部位，微微調(diào)整，然后對(duì)氣囊進(jìn)行充氣，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)便完成相應(yīng)操作，定位準(zhǔn)確后，綁扎鋼筋并澆筑預(yù)拌混凝土，待混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%時(shí)，放氣并將芯模抽出，施工方便，既安全又環(huán)保。

5）可用于－10～80 ℃的溫度環(huán)境，能夠滿足管廊倉(cāng)位結(jié)構(gòu)施工的環(huán)境溫度。

6）相比于傳統(tǒng)的木模體系，異形橡膠氣囊模板支模體系能夠節(jié)約支模時(shí)間和周轉(zhuǎn)材料，拆模方便，拆模后混凝土觀感良好，能夠適用綜合管廊截面不大于1 200mm×1 500mm的污水倉(cāng)等狹小倉(cāng)位的施工要求。

2 工藝原理及工藝流程

2.1 施工原理

在污水倉(cāng)等狹小空間側(cè)底模支設(shè)完成后，綁扎污水倉(cāng)底部及側(cè)壁鋼筋，采用HPB300的φ6.5mm定位鋼筋（“U”形）焊接在底部及側(cè)壁鋼筋上；通過(guò)起重設(shè)備吊運(yùn)（氣囊質(zhì)量為16.24 kg/m）或者人工搬運(yùn)橡膠氣囊至污水倉(cāng)內(nèi)，打開充氣控制閥門，用空氣壓縮機(jī)通過(guò)充氣嘴向橡膠氣囊充氣至0.025 MPa，停止充氣并調(diào)整好位置，再完成倉(cāng)內(nèi)頂板鋼筋綁扎，經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收合格后，一次性澆筑倉(cāng)底、倉(cāng)壁和頂板混凝土，待混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%后，打開充氣控制閥門放氣，然后在端頭安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)，通過(guò)端頭卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引裝置將氣囊抽出，即可完成施工。

采用該工藝，可有效解決綜合管廊污水倉(cāng)等狹小空間人員無(wú)法進(jìn)入支模的問(wèn)題，在混凝土澆筑完成后，材料拆除難度大等一系列的施工難題也迎刃而解，可以達(dá)到節(jié)約人力和周轉(zhuǎn)材料等費(fèi)用、施工方便、縮短工期的目的（圖2、圖3）。

圖2 污水倉(cāng)異形橡膠氣囊模板三維示意

圖3 污水倉(cāng)異形橡膠氣囊模板體系斷面示意

2.2 工藝流程

施工準(zhǔn)備→污水倉(cāng)底模、側(cè)壁模板支設(shè)→底側(cè)壁鋼筋綁扎→焊接φ6.5mm的“U”形定位鋼筋→隱蔽驗(yàn)收→安裝氣囊模板→充氣達(dá)到設(shè)計(jì)壓力→校正調(diào)試→安裝頂板模板并鋪設(shè)鋼筋→頂板鋼筋隱蔽→澆筑混凝土并振搗到位→混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后放氣抽出氣囊模板

3 操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

1）組織技術(shù)人員和班組長(zhǎng)認(rèn)真熟悉圖紙和規(guī)范，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，檢查圖紙尺寸，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，做好現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械的平面布置，合理安排材料及設(shè)備堆場(chǎng)，施工前做好安全技術(shù)交底，施工過(guò)程中派專人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，確保異形氣囊正常安裝，保證施工有序進(jìn)行。

2）施工前，及時(shí)組織模板、木方、鋼管等材料進(jìn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收后，放置至指定位置，避免二次搬運(yùn)。

3）異形橡膠氣囊在工廠加工完成，充氣至0.035 MPa后（試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.4倍），經(jīng)過(guò)24 h的氣壓試驗(yàn)，氣壓恒定不漏氣即為合格，并將加工成型的氣囊模板運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備安裝。

4）根據(jù)臨時(shí)水電平面布置圖的要求，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)水電的布線及安裝工作。

3.2 污水倉(cāng)底側(cè)模支設(shè)和鋼筋綁扎

采用木模支設(shè)方法進(jìn)行污水倉(cāng)側(cè)底模支設(shè)和鋼筋綁扎，在污水倉(cāng)側(cè)底模支設(shè)完成后，綁扎污水倉(cāng)底部及側(cè)壁鋼筋[2]。

1）在管廊污水倉(cāng)混凝土澆筑振搗過(guò)程中，氣囊有可能會(huì)向上浮動(dòng)，所以必須采用φ6.5mm@1 000mm的HPB300“U”形定位鋼筋，定位鋼筋與污水倉(cāng)底部及側(cè)壁主體鋼筋進(jìn)行焊接連接，以便在后續(xù)氣囊放入時(shí)，將上、下、左、右以及下部的導(dǎo)流槽準(zhǔn)確固定到位，防止氣囊跑位影響支模效果。

2）對(duì)氣囊下部半圓弧形導(dǎo)流槽，采用φ8mm光圓鋼筋彎成“L”形定位鋼筋，“L”形定位鋼筋也與周邊污水倉(cāng)側(cè)壁主體鋼筋進(jìn)行電焊，按照間距800mm進(jìn)行布置，以確保氣囊放入時(shí)準(zhǔn)確定位，防止下部氣囊位置出現(xiàn)局部位移和變形，確保安裝效果。鋼筋安裝完成后，經(jīng)過(guò)鋼筋隱蔽驗(yàn)收合格，并辦理書面手續(xù)后，方可進(jìn)行下一道氣囊的安裝，因后續(xù)上部有頂板模板及鋼筋壓住氣囊模板，能夠抵消氣囊模板的上浮力，可以先將氣囊模板限制在狹小的污水倉(cāng)位內(nèi)，達(dá)到固定氣囊模板安裝的目的。

3.2.1 污水倉(cāng)底側(cè)模支設(shè)注意要點(diǎn)

1）底側(cè)模板結(jié)構(gòu)選型：

① 模板結(jié)構(gòu)選型：模板選用1 830mm×915mm，木方選用長(zhǎng)度為2 m、截面尺寸為50mm×100mm，采用φ48.3mm×3.6mm鋼管腳手架作污水倉(cāng)底側(cè)模支撐體系，考慮到鋼筋、混凝土以及異形橡膠氣囊自重和施工人員及設(shè)備荷載，污水倉(cāng)底模板采用雙立桿支撐，兩立桿橫向間距600mm，立桿距離污水倉(cāng)底面外邊緣均為200mm；污水倉(cāng)靠近基坑側(cè)壁的一側(cè)采用豎向間距為700mm、水平間距為500mm的水平對(duì)撐，水平對(duì)撐一端支撐在基坑護(hù)坡上，另一端支設(shè)在污水倉(cāng)側(cè)模上（圖4）。

圖4 污水倉(cāng)底側(cè)模支設(shè)斷面示意

② 模板安裝前，根據(jù)模板、圖紙要求和操作工藝標(biāo)準(zhǔn)向班組進(jìn)行安全、技術(shù)交底。

③ 模板涂刷脫模劑，模板安裝前，應(yīng)根據(jù)圖紙要求，放好模板邊線，定好水平控制標(biāo)高。

④ 模板施工前，應(yīng)辦完前一工序的隱蔽驗(yàn)收手續(xù)。

2）底側(cè)模板安裝流程：復(fù)核底側(cè)模標(biāo)高→搭設(shè)支模架→安放龍骨→安裝模板→安裝墻、板節(jié)點(diǎn)模板→安放預(yù)留孔模板等→檢查校正→交付驗(yàn)收→進(jìn)行下一道工序。

① 底層鋪墊腳板，安放鋼管立柱并保證其垂直，上下層支柱應(yīng)在同一豎向中心線上。各層支柱間的水平拉桿和剪刀撐要認(rèn)真加強(qiáng)。

② 通線調(diào)節(jié)支柱的高度，架設(shè)并找平龍骨。

③ 樓面模板鋪完后，應(yīng)復(fù)核模板面標(biāo)高及平整度，模板底側(cè)面應(yīng)清掃干凈。

3）注意要點(diǎn)：

① 模板及其支頂必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，其支架的支承部分必須有足夠的支承面。

② 支模過(guò)程中應(yīng)遵守安全操作規(guī)程，如果遇到途中停歇，則應(yīng)該將就位的支撐、模板連接穩(wěn)固，不得空架浮擱。拆模間歇時(shí)應(yīng)將松開的部件和模板運(yùn)走，防止墜下傷人。

③ 使用橡膠氣囊前，應(yīng)確保鋼筋籠鋼絲接頭及扎絲頭未朝內(nèi)徑方向彎曲，以免扎傷芯模，混凝土振搗時(shí)，要避免振搗棒接觸橡膠氣囊模板，防止戳破出現(xiàn)漏氣等現(xiàn)象。

3.2.2 污水倉(cāng)底側(cè)壁鋼筋綁扎施工準(zhǔn)備

1）技術(shù)準(zhǔn)備：組織工人學(xué)習(xí)圖紙和規(guī)范、直螺紋接頭的工藝操作、鋼筋加工、綁扎等施工工藝標(biāo)準(zhǔn)；熟悉鋼筋直螺紋連接工藝規(guī)程及規(guī)范要求；按設(shè)計(jì)要求放樣，檢查已加工好的鋼筋規(guī)格、形狀、數(shù)量是否全部正確；做好抄平放線工作，彈好水平標(biāo)高線、墻外皮尺寸線。

2）機(jī)具準(zhǔn)備：主要包括鋼筋冷拉機(jī)、調(diào)直機(jī)、切斷機(jī)、彎曲成型機(jī)、彎箍機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、對(duì)焊機(jī)、電弧焊機(jī)及相應(yīng)吊裝設(shè)備。

3.3 異形橡膠氣囊加工

異形橡膠氣囊在氣囊廠家加工成型。施工前，將施工材料準(zhǔn)備到位，按照材料準(zhǔn)備→畫角→縫裁匝角→熱黏結(jié)→壓弧→上頭→成型的施工流程進(jìn)行加工制作，經(jīng)過(guò)24 h試壓試驗(yàn)，確保不漏氣后，方可運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行施工。

3.4 異形氣囊入模

安裝前，需要在異形氣囊模板外表均勻地涂刷脫模劑，采用人工搬運(yùn)或者用25 t小型吊車，將氣囊模板放入管廊的狹小污水倉(cāng)內(nèi)，校核并調(diào)整氣囊的位置，保持充氣嘴在管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面伸縮縫處外漏500～1 000mm，以便下一步充氣以及為后續(xù)氣囊拆除提供方便。

3.5 異形橡膠氣囊模板充氣

連接好充氣管道，安裝空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)通過(guò)壓力橡膠塑料管與充氣嘴通過(guò)連接件進(jìn)行連接；然后設(shè)置專人觀測(cè)氣囊的壓力表，分2步向氣囊模板充氣。

第1步，向氣囊內(nèi)充氣，當(dāng)氣壓升至0.01 MPa時(shí)，停止充氣，然后檢查氣囊模板位置，借助小型吊車，配合人工進(jìn)行氣囊位置的校核調(diào)整，逐步調(diào)整好橡膠氣囊位置。

第2步，在確定橡膠氣囊位置無(wú)誤后，繼續(xù)向氣囊內(nèi)充氣，邊充氣邊觀察壓力表的變化，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力值0.025 MPa時(shí)，停止充氣并關(guān)閉充氣閥門，經(jīng)過(guò)觀察，若無(wú)異常情況，則方可進(jìn)入到下一工序施工。

3.6 綁扎頂板鋼筋

在氣囊模板安裝到位后，方可綁扎頂板鋼筋，安裝時(shí)，要注意控制頂板鋼筋綁扎的扎絲是否向上彎入板內(nèi)，防止扎破氣囊。

3.7 澆筑混凝土

澆筑混凝土的施工方法與現(xiàn)澆混凝土普通構(gòu)件基本相同，使用高頻插入式振搗棒從兩側(cè)同時(shí)振搗，按照技術(shù)交底要求，嚴(yán)格控制振搗棒與氣囊的距離，振搗棒的端部不能觸及氣囊外側(cè)，以防止振搗棒振破氣囊，影響施工。

3.8 拆模

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定的50%強(qiáng)度時(shí)，方可打開閥門放氣，然后通過(guò)端頭卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引裝置將氣囊抽出，周轉(zhuǎn)到下一段管廊污水倉(cāng)循環(huán)施工。

模板拆除后，局部位置需要打磨，“U”形或者“L”形能看到定位環(huán)的部分，涂刷“厚1.5mm水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料＋厚5.0mm聚合物水泥防水灰漿＋厚600 μm無(wú)溶劑型環(huán)氧涂料”進(jìn)行處理。

4 實(shí)施效果分析

1）工期方面：采用橡膠氣囊模板體系，避免了模板、木方支模及加固，管廊每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段至少節(jié)約工期1 d，共計(jì)144個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段，累計(jì)節(jié)約工期144 d。

2）質(zhì)量方面：采用橡膠氣囊模板體系，能周轉(zhuǎn)15次以上，周轉(zhuǎn)速度快，效率高，在保證功能的前提下，成型后混凝土觀感質(zhì)量好。

3）社會(huì)效益方面：采用地下城市綜合管廊新型氣囊模板體系，施工無(wú)需堆放大量的周轉(zhuǎn)材料，現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，為今后狹小空間倉(cāng)位支模提供新的思路，具有推廣價(jià)值，得到西寧地下綜合管廊業(yè)主、監(jiān)理和行業(yè)的認(rèn)可。

4）經(jīng)濟(jì)效益方面：采用氣囊模板，因縮短工期節(jié)約費(fèi)用20萬(wàn)元；按照每標(biāo)準(zhǔn)段配置模板周轉(zhuǎn)4次，共配置34次模板，管廊總長(zhǎng)度3 350 m，污水倉(cāng)截面1 200mm×1 500mm，則共節(jié)約模板費(fèi)用18.34萬(wàn)元，節(jié)約木方費(fèi)用5.4萬(wàn)元；共計(jì)節(jié)約費(fèi)用43.74萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

西寧市地下綜合管廊在狹小空間采用橡膠氣囊模板施工技術(shù)，避免了狹小倉(cāng)位采用傳統(tǒng)木模板安拆不便的施工難題，節(jié)約了鋼管、模板和木方等材料，縮短了工期，減少了廢舊模板等建筑垃圾，符合綠色施工理念。為國(guó)內(nèi)類似管廊狹小空間倉(cāng)位模板支設(shè)提供了一定的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值，具有顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[3-4]。

目前該做法申報(bào)國(guó)家實(shí)用新型專利（專利編號(hào)為201720525341.x），已被國(guó)家專利局受理。