北京地铁走行式钢模板台车模筑施工技术

GXF360 2017-06-22

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北京地铁走行式钢模板台车模筑施工技术

刘志学

（中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，湖北武汉 430077）

［摘要］地铁区间隧道二衬走行式钢模板台车模筑施工装置，属于地铁施工技术领域。北京地铁8号线三期14标段区间采用该施工技术，取得了良好的效果，同时总结出了一套适用于区间标准断面隧道二衬施工的施工技术，对类似工程有借鉴意义。

［关键词］北京地铁；区间隧道；走行式钢模板台车；施工技术

1 工程背景

北京地铁8号线三期工程14标六营门站-五福堂站暗挖段区间位于南大红门路下，暗挖区间单线单洞标准断面形式为马蹄形断面；区间起点里程为K43+615.506，终点里程为：右K43+833.495、左K43+833.494；区间长度约217.989m，底板埋深22.4～23.2m，覆土厚度为15.9～16.7m。设计方案断面形式为马蹄形，设计如图1所示。采用矿山法施工，初支厚度为250mm，断面尺寸（宽×高）：6.2m×6.5m；二衬厚度为300mm，断面尺寸（宽×高）：5.7m×6.0m。

图1 标准断面9m台车横断面设计图

由于该暗挖区间侧穿人行天桥桥桩，需在暗挖区间洞内对天桥桥桩周围土体进行深孔注浆加固，防止天桥变形量超出限制。该保护措施施工周期长，会使原计划初支洞通时间滞后1个月。而根据一级节点计划，区间二衬洞通时间不能顺延，否则将严重影响相邻标段盾构机的吊出。为了能够顺利完成节点目标，该区间二衬必须要在50天内完成。而按照传统的二衬施工方法施工，一般需要100天左右。因此，必须对原二衬施工方案进行优化设计。

2 施工方案比选

2.1 可供选择的二衬施工方案

目前，暗挖区间可采用散拼拱架的施工方法。经过多方论证和研究，也可采用走行式钢模板台车，实现二衬的流水作业。两者不同之处在于：（1）散拼拱架施工二衬结构时，采用跳仓法施工，不能实现流水作业；（2）走行式钢模板台车施工二衬结构时，采用顺仓法施工，可形成连续流水作业。

2.2 新方案优点

与目前地铁区间二衬施工采用的散拼拱架相较而言，采用走行式钢模板台车方案施工具有以下优点：

（1）工期短。减少了拱架的拆除、搬运和拼装的次数。钢模板台车组装完成后，利用预先铺设的台车轨道滑移至下一段二衬施工仓位，方便快捷，工期节约明显，在工期紧张的工程中优势较大。

（2）造价低。在散拼拱架施工中，由于拆除、搬运、拼装拱架等大量重复性工作，需要大量人工作业，而采用走行式钢模板台车将显著降低人工消耗量，工费降低明显。

（3）安全性好。区间隧道二衬采用走行式钢模板台车施工，减少了拆除、搬运、拼装的次数，也必然降低有限空间内物体打击等安全事故风险。

2.3 方案确定

经过对区间隧道二衬施工方案进行比较，并综合考虑，决定采用走行式钢模板台车施工二衬结构，顺仓法施工。

图2 标准断面9m台车结构图

3 走行式钢模板台车体系介绍

与传统二衬施工方法相比，仰拱施工并无区别，侧墙和拱部施工则采用走行式钢模板台车体系。由于初次使用，因此设计一套行之有效的台车体系成为本方案实施成功与否的关键。

3.1 走行式钢模板台车设计方案

根据线路纵断面和工期要求，标准段采用9m液压式台车进行施工。台车模板纵向6块，径向3块，升降液压缸布置4台；侧向液压缸布置4台；平移液压缸布置2台，设自动行走系统；全液压支顶配合丝杆支撑；工作窗按品字形交叉布置在侧模板上，顶模上不设工作窗，进料孔设置3个。断面放大径为5cm。台车详细结构如图2所示。

（1）行走系统由4个行走小车组成，分别安装在两侧行走梁下方，使台车前进或后退移动。液压式自动行走主要技术参数：顶升油缸工作行程：280mm；侧向油缸工作行程：250mm；平移油缸工作行程：200mm；枕木高度：160mm；钢轨型号：43kg/m（H=140mm）。

（2） 9m台车门架体系由6榀门架组成。外侧由支撑单侧模板的丝杆和6组调节弧形拱部模板的油缸，门架上部设置工作平台，有模板平移装置，可操纵液压阀，使模板整体左右移动。

（3）模板由1块顶模板和2块侧墙模板组成，纵向采用螺栓连接，拱部与侧墙模板采用铰接。

（4）液压系统由电机、油泵、滤清器、十联阀等组成，4组升起油缸，2组侧移油缸、各类阀及管路组成。

（5）台车组装前，完成钢轨铺装，台车行走钢轨采用50kg/m型钢轨。台车组装前按照图纸清点零部件，准备好手拉葫芦及电力系统，按照安装说明书进行施工。安装前，调整好行走钢轨的间距，并使其在同一标高。

（6）安装时首先确定安装基准，按照台车安装总图要求，检查地面是否平整，轨道地基清理平整，确保安装高度基准。台车定位流程图如图3所示。

图3 台车定位流程图

（7）轨道钢轨支撑在160mm高枕木上，轨道必须固定。轨道中心间距为2m，误差不大于10mm，轨道高程误差不大于20mm。枕木强度满足承载力要求，其截面面积为160mm×160mm，铺设间距为500mm。

4 施工技术

4.1 施工参数

隧道初期支护采用250mm厚的C25网喷混凝土与纵向间距0.5m的格栅钢架联合支护，马头门段局部格栅钢架加密。二衬结构为300mm厚C40P10模筑混凝土，钢材主筋φ25@150mm及分布筋φ14@150mm为HRB400，拉筋φ8@300×300mm为HPB300，防水层为1.5mm厚EVA外包柔性防水板。

4.2 总体施工顺序

由于现场施工场地有限以及工期要求，六营门站－五福堂站暗挖段区间初衬于K43+833.495开挖至K43+700（盾构井至车站方向）时，停止开挖，临时封闭掌子面，准备进行二衬结构施工。仰拱采用吊模施工，拱顶及侧墙使用衬砌台车从南往北施工（同时施工）。同时，初支开挖由车站开始。

4.3 二衬施工工艺流程

初支结构验收→基面处理施做仰拱防水层及防水保护层→仰拱钢筋绑扎→仰拱模板安装→浇筑仰拱砼→施做拱墙防水→绑扎拱墙钢筋→施工缝处理→模板台车就位→安装挡头板→浇筑拱墙砼→下一循环施工→二衬背后回填注浆。

4.4 初支条件验收

（1）初支结构拱顶沉降和收敛监测趋于稳定。

（2）测量隧道中线、高程、净空，对侵入二衬结构部位进行处理，以确保满足二次衬砌厚度及净空要求。

（3）进行初支背后注浆，对存在的渗漏点进行注浆止水处理，暗挖隧道初期支护结构面不得有明流水和滴水。

（4）初支结构表面处理平整，保持清洁，符合防水施工基面要求。

（5）二次衬砌施工隧道内水、电、风等管线安装完成，且能满足施工条件。

4.5 防水施工

本工程采用EVA柔性防水卷材。在确保基面平整无渗漏的条件下，搭设临时操作平台，按照设计和防水卷材施工规范要求进行防水板铺设。防水板验收完成后，及时浇筑70mm厚C20细石混凝土防水保护层。

4.6 仰拱结构施工

二衬仰拱采用吊模施工，第一次浇筑1m变形缝，剩余每次浇注27m，根据现场实际情况适当调整；浇筑高度为轨面标高以下8cm。在防水保护层达到相应强度（施工人员在其上部行走没有破坏痕迹即可，一般为24h）后，进行仰拱钢筋绑扎施工。仰拱结构施工流程为：测量放线→仰拱钢筋绑扎→吊模安装→模板支架加固及堵头模安装→混凝土浇注→混凝土养护及模板拆除。

图4 仰拱弧形模板图

根据暗挖断面隧道的结构形式并结合以往施工经验，仰拱两侧采用定型曲面钢模板，在隧道仰拱小半径圆弧位置设置。小半径位置使用的定型曲面模板面板采用4.0mm厚钢板，外圈肋采用厚8mm、宽100mm的扁钢，中间肋采用厚8mm、宽80mm的扁钢，每节模板长1.5m，宽度550mm。钢模板间用L形插销连接成整体，如图4所示。

4.7 拱墙结构施工

4.7.1 标准段施工

标准段台车施工工艺流程，如图5所示。

（1）台车行走和就位。

台车安装完毕后，检查各部位螺栓连接是否牢固，各联结必须可靠且转动灵活。进行初步调试时，千斤顶动作可靠，基本尺寸符合图纸要求。

确定台车工作位置的轨面标高后，确保中心位置符合要求，轨面平整。

行走前收回竖向油缸，缩回侧模丝杠，在模板外侧涂刷脱模剂，行走至工作位置。

图5 台车施工流程图

台车就位后，锁定行走轮，旋出基脚丝杠撑紧钢轨。

（2）立模。

合上台车电源开关，启动油泵，让液压站工作。配合测量人员，通过调节，使模板外形达到施工要求，左右调节模板使中心符合施工要求。

施工时，竖向油缸必须同步。台车外形满足施工要求后，将托架支撑千斤顶紧托行走梁，各丝杠连接牢固。行走纵梁设置地锚，防止台车侧移。

堵头模板采用50mm厚木模板，配合自身的分布筋进行固定。

侧墙模板下方用粘性土保护钢筋接头，侧面用竹胶板或木模板封堵。

（3）混凝土灌注。

台车拱部设有2个灌注孔，一般从靠近施工缝的一侧接入泵管。侧墙模板上设有3个振捣窗口，侧墙浇注时，采用插入式振捣棒从窗口伸入振捣。拱部有3个预留注浆孔，采用Φ32钢管，插入拱部并靠近防水板。拱部混凝土浇注时，注浆管漏浆说明拱部混凝土基本浇注密实，如有拱部不密实的部位，可利用注浆管进行二次注浆填充。拱部混凝土采用橡皮锤敲打模板的方式进行振捣。

（4）脱模。

待混凝土不粘模，不破坏棱角时，一般情况不少于24h即可脱模。堵头模板可提前拆除，一般在浇注完成12h之后拆除。

拱墙模板脱模时，首先松开侧墙模板丝杠，使侧墙模板离开混凝土面，再启动油缸，收回竖向千斤顶油缸，全部台车模板离开混凝土面。

最后停止油泵电机，清洗台车及模板表面，涂刷脱模剂准备下一循环施工。

4.7.2 堵头施工

（1）变形缝堵头模板采用15mm厚竹胶板，后背80×80mm方木@300mm，端模固定采用自身的分布筋焊接φ14钢筋@600mm与侧墙或拱部内外层分布筋焊接。

（2）施工缝堵头模板固定时，从分布筋中接出钢筋来固定，模板拆除时将甩出来的钢筋割断，加固方法同变形缝堵头模板。