何鳳奎HE Feng-kui

（沈陽地鐵集團有限公司，沈陽 110011）

1 工程概況

1.1 工程簡介

皇姑屯地鐵車站位于皇姑區(qū)的景山路與淮河街的交叉口處，車站與淮河街的方向一樣呈南北向布置?；使猛偷罔F車站的結構為地下雙層雙跨，采用PBA 洞樁法暗挖施工。本地鐵車站起點里程為DK2+720.7～DK2+898.0，車站的有效站臺中心里程DK2+824.1，車站總長177.3m，標準段總寬19.7m，底板埋深約24.1m，頂板覆土約8.2m。

皇姑屯地鐵車站采用暗挖法（洞樁法）施工，頂縱梁采用模板支架施工。頂縱梁模板支架工程具有如下特點：①本工程模板支架工程設置在暗挖導洞內(nèi)，不需要考慮風荷載對模板支架的影響；②承重支架均在導洞初期支護C25混凝土上，立桿及水平桿支撐地基基礎強度很高，不存在地基的不均勻沉降問題；③場地作業(yè)條件狹小，結構梁高度較大，模板支架搭設難度大。頂縱梁結構各混凝土構件設計情況如表1 所示，頂縱梁結構刨面圖如圖1 所示。

圖1 頂縱梁結構刨面圖

表1 頂縱梁結構混凝土構件設計情況

1.2 水文地質(zhì)條件

皇姑屯地鐵車站所在地域地勢平坦，地貌類型屬于第四系渾河老扇。地層由第四系全新統(tǒng)人工填土層、第四系全新統(tǒng)渾河高漫灘及古河道沖積層、第四系全新統(tǒng)渾河新扇沖洪積層以及第四系上更新統(tǒng)渾河老扇沖洪積層組成。

沈陽市的地下主要含水層位于沖洪積扇的上部，巖性主要是礫砂和圓礫，地貌類型屬于渾河沖洪積扇?；使猛偷罔F車站的地下水以孔隙潛水為主，部分地段存在承壓水，局部存在上層滯水。

2 頂縱梁施工方案

2.1 頂縱梁結構分段

根據(jù)施工組織，頂縱梁結構分為7 段進行施工，3 號臨時豎井南北側各3 段，分段長度在24～32m 之間，北段頂縱梁由最北側向南側進行施工，南段頂縱梁首先施工中間段，然后兩側頂縱梁可同時進行施工。3 號橫通道位置頂縱梁待兩側拱部二襯施工完成后進行施工。分段位置為縱梁長度的1/4 處，施工縫垂直于頂縱梁。

2.2 施工方案

頂縱梁施工方案流程為：底縱梁施工→鋼管柱安裝及混凝土澆注→導洞底板找平→腳手架平臺搭設→防水板及其保護層鋪設→頂縱梁鋼筋綁扎（鋼筋加工）→監(jiān)理檢查（合格則繼續(xù)下一個步驟，不合格需重新進行頂縱梁鋼筋綁扎）→側模與堵頭封堵安裝→監(jiān)理檢查（合格則繼續(xù)下一個步驟，不合格需重新進行側模與堵頭封堵安裝）→混凝土澆注。

3 頂縱梁模板支架計算

3.1 支撐系統(tǒng)材料

模板側模采用定型組合鋼模板+鋼拱架，底板用18mm 厚膠合板，局部封模與導洞初支面不密貼部位用5cm 木板和泡沫板密封，防止漏漿。腳手架采用φ48 鋼管配置頂、底托和100mm×100mm 方木、120mm×120mm 方木進行施工。模板支撐體系需要的材料以及主要的性能要求見表2。

表2 模板支撐體系主要材料及材料性能

各種材料的要求和配置要符合以下規(guī)定[1]：①模板和木方的強度、剛度等材料性能要滿足規(guī)范要求；②嚴禁各種不合格的材料進場，如材質(zhì)、截面尺寸不合格等；③鋼管在使用過程中要定期檢查校直，扣件在使用過程中也要定時上油清洗；④木方根據(jù)需要進行刨邊，務必確保木方與模板的接觸面平整，不能使用彎曲、腐朽的木方；⑤模板使用之前需要先刷一層脫模劑，當模板在使用過程中出現(xiàn)破損時，要盡快修補，若不能修補要換新模板。

本工程采用扣件式滿堂鋼管腳手架，其力學性能符合國家現(xiàn)行標準《碳素結構鋼》GBT700-2006 中Q235A 鋼的規(guī)定[2]?？奂褂蒙a(chǎn)廠家合格的產(chǎn)品，并持有產(chǎn)品合格證，對使用的扣件要全數(shù)進行檢查，沒有氣孔、砂眼、裂紋、滑絲等缺陷[3]?？奂c鋼管的貼合面要嚴格整形，保證與鋼管扣緊的接觸良好，扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離不小于5mm，旋轉扣件的兩旋轉面間隙要小于1mm，扣件螺栓的擰緊力距達到65N·m 時扣件不破壞。

3.2 梁底模板計算

木膠板的受力方式為為單向板受力，采用100×100mm 木方作為次龍骨間隔200mm 布置，跨間距L=100mm=0.10m，取c=1m 作為計算單元，按三跨連續(xù)梁為計算模型進行驗算。計算單元簡圖如圖2 所示。

圖2 板面模板計算簡圖

①荷載計算。

頂縱梁鋼筋混凝土：G1K=26×3.5=91kN/m2；

模板自重：G2K=0.2×G1K=18.2kN/m2；

振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載：Q2K=4.0kN/m2

永久荷載分項系數(shù)取γi＝1.2；可變荷載分項系數(shù)取γQi＝1.4。

均布線荷載：

恒載：

②模板計算。

1）模板強度計算。

M—最不利彎矩設計值；W—木膠板截面模量。

2）模板剛度計算。

由此可知，板模板剛度符合要求。

3.3 支架計算

①荷載計算。

②穩(wěn)定性計算。

根據(jù)λ=34 查相關技術規(guī)范，得穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.906

N—立桿軸心壓力設計值；A—立桿凈截面面積A=489mm2；σ—立桿受壓強度計算值[N/mm2]；[f]—鋼管立桿抗壓強度設計值[N/mm2]，[f]=205N/mm2；i—計算立桿的回轉半徑；ψ—軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；a—模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度，取a=140mm。

4 模板支撐體系設計

4.1 支撐系統(tǒng)設計

根據(jù)頂縱梁結構特點，支撐體系設計按照梁底、梁側兩部分分別考慮。支撐體系布置如圖5 所示。梁底：采用扣件式腳手架+方木主、次楞+面板支撐體系。支撐立桿采用φ48 鋼管，橫距在梁寬范圍內(nèi)加密，間距為600（550）mm，縱向間距為600mm，采用上、下雙層φ48 鋼管橫向、縱向連接所有立桿；方木主楞尺寸為120×120mm2，間距是600mm；方木次楞尺寸為100×100mm2，間距是200mm，面板采用18mm 厚的酚醛板。梁側采用鋼拱架+組合鋼模板支撐體系。鋼拱架的預彎使用I14 工字鋼，鋼拱架的間距600mm，拱架之間采用φ48 鋼管連接；組合小塊鋼模板面板采用4mm 鋼板，肋板采用6mm 鋼板，肋高50mm，間距150mm。橫通道處采用φ100×5 鋼管斜撐，每榀拱架設置兩根，鋼管與拱架采用鋼楔子鎖緊，鋼管底部采用地錨螺栓+角鋼固定，側模底部采用對拉桿+雙道鋼管對拉。

4.2 模板支架安裝

4.2.1 安裝規(guī)定

在模板在安裝前，安全技術準備工作是否做好是非常重要的[4]：①應審查模板結構設計與施工說明書中的荷載、計算方法、節(jié)點構造和安全措施，設計審批手續(xù)應齊全；②應進行全面的安全技術交底，操作班組應熟悉設計與施工說明書，并應做好模板安裝作業(yè)的分工準備；③應對模板和配件進行挑選、檢測，不合格者應剔除，并應運至工地指定地點堆放；④準備好操作所需的一切安全防護設施和器具。

模板需要滿足承載能力、剛度和穩(wěn)定性的相關要求，在施工過程中模板需要承受新澆混凝土的自重、側壓力以及其他的各種荷載[5]。當豎向模板的拼裝高度超過2m 后，再繼續(xù)拼裝上層模板時，任何人不能站在下層模板上。在安裝時需要設置臨時固定設施以保證安全。

承重焊接鋼筋骨架與模板同時安裝時，需要滿足以下規(guī)定[6]：①梁的側模、底模必須牢牢固定在承重焊接鋼筋骨架的節(jié)點上；②鋼筋模板組合體在拼接安裝時需要注意，吊索需要根據(jù)鋼筋模板組合體設計的吊點位置處進行捆綁吊放。

吊運模板時，必須符合以下規(guī)定[7]：①作業(yè)前需要檢查繩索、卡具以及模板上的吊環(huán)是否是完整有效的，在升降過程中需要有專人進行指揮，指揮人員與操作吊車的人員要做到統(tǒng)一信號，二者密切配合；②吊運大體積塊或整體模板時，豎向吊運時吊點必須設置兩個以上，水平吊運時吊點必須設置四個以上。吊運時必須采用卡環(huán)進行連接，要做到穩(wěn)起穩(wěn)落，等模板就位并且連接牢固后，才能取下卡環(huán)；③吊運散裝的模板時，首先要將散裝的模板擺放整齊，用繩子將其捆綁牢固后才能起吊。

4.2.2 支架安裝

立桿的間距和步距要通過模板支撐架實際承受的荷載來確定，底層縱、橫向的水平桿作為掃地桿，距地面的高度必須不大于150mm，立桿的底部需要設置固定底托支撐與導洞，立桿的上端長度（包括可調(diào)螺桿伸出水平桿的長度）必須小于200mm，且不得大于立桿計算長度公式L=h+2a 中a 值。

掃地桿、水平拉桿、剪刀撐應采用鋼管的規(guī)格為φ48mm×3.5mm，通過扣件將其與鋼管立柱牢牢扣住。鋼管掃地桿、水平拉桿均通過對接的方式連接，剪刀撐通過搭接的方式連接，搭接長度必須大于500mm，使用兩個旋轉扣件固定，固定的位置分別在離桿端大于l00mm 處。

模板下方應放置次楞和主楞，次楞和主楞根據(jù)受彎桿件的受力類型進行設計，使支架立桿的上端用U 型托，支撐設置在主楞的底部，U 型支托與主楞兩側之間如果存在間隙，必須進行楔緊操作。

模板的支撐架搭設時需要與模板施工配合進行，底模的標高根據(jù)可調(diào)底座或者可調(diào)托撐進行調(diào)整。模板的定位是根據(jù)施工方案彈線的方法進行定位的，放置底座以后需要根據(jù)先立桿、再橫桿、后斜桿的搭設順序依次操作。

4.2.3 模板安裝

在模板安裝時要注意以下幾點：①對梁側模板進行安裝時，利用梁底模板作為安全操作平臺，在安裝過程中操作人員不準站在梁底模支架上操作；②底模和橫楞要拉結好，橫楞與支架、立柱要連接牢固；③安裝梁側模時，要同時與底模進行連接，當側模的高度多于兩塊時，需要運用臨時固定的方式；④起拱應在側模內(nèi)外楞連固前進行。

5 總結

本文以沈陽地鐵皇姑屯地鐵車站為例，詳細介紹了暗挖法頂縱梁模板支架施工的方案、技術、規(guī)定等，對皇姑屯地鐵車站的頂縱梁的模板支架工程從材料選用、設計計算、模板安裝等方面做了詳細分析。通過實踐檢驗，頂縱梁模板與其支架的施工安全可靠，能夠保證工程施工質(zhì)量和施工安全。此外，本文能夠為以后的類似工程提供理論借鑒和技術參考。