地铁隧道工程内侧墙模板拆除移模新技术

地铁隧道工程内侧墙模板拆除移模新技术 摘  要： 本文通过无锡地铁二号线工程无锡东站车站明挖结构侧墙施工实例，通过侧墙模板及支撑体系的选型，阐述了明挖地铁结构侧墙拆除移模施工工艺，形成了较为成熟的施工实践。关键词：明挖地铁；侧墙移模；新技术      目前，国内用于明挖地铁隧道工程的内侧墙模板拆除技术主要为分散拆除和整片拆除。前者由于需要将模板的穿墙螺杆、背肋、背楞、面板等配件逐步拆除，然后用的时候再重新拼装组合，需要消耗大量的人力，配件损耗较大，对于模板的质量控制和工期控制不利；后者整片拆除，节约人工，配件损耗也较小，由于整片拆除，人工无法搬运，对于起吊设备要求较高，且如果侧墙顶板一起浇筑整片拆除中间侧墙模板时起吊设备无法利用。两者均存在众多施工安全隐患，施工质量难以控制，施工成本高昂，工期难以保障。因此，如何更加安全、经济、合理地解决明挖地铁隧道工程内侧墙模板拆除施工难题，是当前施工单位广泛关注且迫切需要解决的难题。 一、工程概况1. 建筑概况     无锡市轨道交通2号线无锡东站位于无锡安镇安西村，锡沪路南侧约400米处。站前设单渡线，站后设交叉渡线、停车线，车站外包全长629.550m，外包宽度为20.500m。有效站台中心里程为右DK25+218.585，车站的起点设计里程为右DK24+965.635，终点设计里程为DK25+595.185，车站外包全长629.550m，外包宽度为20.500m。2. 结构概况     本工程与京沪高铁结构共体，位于京沪高铁新无锡东站房下，垂直于京沪高铁站场，为地下一层岛式站。     本工程外侧墙高度为5.71m，内侧墙高度为5.51m，采用单柱双跨钢筋混凝土箱形结构，局部双柱三跨钢筋混凝土箱形结构。顶板厚度700mm，侧墙厚度为600mm、局部700mm。顶板与侧墙交汇处设计300mm×900mm的倒角。3. 施工难点     （1）侧墙与顶板一体化施工，外墙高571cm，混凝土侧压力较大，对侧墙模板体系和支撑体系要求非常高。     （2）现场大开挖和三阶大放坡，顶部最小放坡开口宽度65m，考虑大型起重设备施工成本高昂，则不可采用大型起重设备。     （3）现场采用QTZ63型塔吊吊重和吊臂臂长限制。     （4）内墙高511cm，无法直接利用起吊设备进行吊拆，需配合支撑拆卸移装，对施工过程和操作技术要求较高。     （5）施工工期短。     本工程与京沪高铁结构共体，位于京沪高铁新无锡东站房下，垂直于京沪高铁站场，施工进度直接影响 高铁的施工进度。京沪高铁年内施工任务位于地铁上部箱梁必须全部完成，高铁位于地铁上部现浇箱梁支撑架需搭设在地铁顶板上，这就要求地铁顶板混凝土必须在高铁搭设支撑架之前强度达到100%，而且时处冬季气温较低对于混凝土的养护非常不利。为了满足京沪高铁的施工进度，达到年内施工任务目标，必须在模板的支设与拆除上进行创新改进缩短模板的翻用时间，从而又快又经济的完成施工任务，保证总工期。 二、模板设计与施工多方案比较1. 设计原则      模板应满足强度、刚度和稳定性要求，施工缝应设置在弯矩最小处。本工程的侧墙最大高度为5.71m，再根据分段施工，流水作业施工要求，一次浇筑混凝土的长度定为24m，整个车站共分8段施工，这样便于模板倒用。因此，本工程模板除了要求拆装简便，损耗率低，还应具有适应性强，可灵活多变的特点。2. 可供选择的方案     （1）散拼小钢模板     散拼小钢模板单块重量较轻，施工过程中基本不需要依靠起重机械，可以由人工拼装拆卸施工较为便利，施工过程中安全容易控制，由于是人工拼装需要消耗大量的人力，拼装平整度不易控制，要求工期较长。     （2）大钢模板     墙体大钢模板一般采用6mm厚钢板，竖龙骨采用8号槽钢，间距不大于300mm，主龙骨采用10号双槽钢，对穿螺杆间距大于1200。大钢模板平整度容易控制，现场施工过程中不易变形，整片拆装节约人工，能满足较短工期要求。但是由于其重量太大，过于占用和依靠塔吊拆除困难，施工安全难以保证并且修理困难、修理费偏高，质量难达要求。     （3）铝模板     铝模板属现有最轻金属模板之一，施工便利，克服了全钢大模板拆装困难、施工完全依赖机械的状况，可以由人工拼装，或者拼装成片后整体由机械吊装，拆除较为便利，施工安全性能较好，翻用工期较短。但是其质地较软，现场施工过程中易变形，周转次数受现场施工人员操作方法及保护措施限制，使用成本较高。     （4）大片组装模板     大片组装模板背肋、背楞采用钢料，面板采用竹胶板，施工时可将各个构件在平地预拼装然后通过起重机械安装，大片组装模板重量较轻，整片吊装施工效率较高，整体拼装由于易于平整度、拼缝的控制有利于提高工程质量，其采用构件式拼装，拆除时比较便利、灵活，施工安全性好，能满足工期较短要求。3. 方案分析比较4. 方案选定      经过各种模板的安全性能、翻用工期、经济效益的比较，结合本工程工期紧张，无法直接利用起吊设备进行吊拆，对施工过程和操作技术要求较高的现状，故选用大片组装模板，利用其拆装灵活的特点配合承插型盘扣式钢管支架（速接架）拆卸移装。 三、内侧墙模板拆除移模技术构思1. 移模技术总体构思     （1）模板采用轻质片装组合模板，并能与移模轨道结合。模板选用轻质片装组合模板，结合模板的特点设计专用移模轨道，移模轨道设计应满足移模过程中的模板自重荷载及施工动荷载，保证移模安全。     （2）移模轨道与支架结合。移模轨道采用承重三角架与支撑架连接。根据施工荷载，设计配合速接架专用的承重三角架，通过速接架扣件头与原支撑架立杆八角盘连接。     （3）模板拆除移出后，采用现场塔吊进行吊运。模板利用滑轮吊挂在移模轨道上，通过人工牵引至箱涵两边，当塔吊将模板吊挂好后，依次松掉挂在模板上的手拉葫芦后利用塔吊吊至材料场地，完成移模。2. 片装组合模板设计     内侧模板采用片装组合大模板，采用4.46m×3.6m、4.46m×2.4m两种规格。面板采用15mm厚竹胶板，主龙骨采用10#双槽钢利用连接片背焊而成，背肋间距900mm，背楞为50mm×100mm×2.3mm矩形管。内外侧墙通过Φ17mm可拆卸式三节对拉螺栓（螺栓正中位置焊-50mm×50mm×3mm的止水片），螺栓横向间距为900mm，竖向间距从侧墙底部开始为600mm向上逐渐增大，顶部利用螺杆与侧墙钢筋焊接拉结。侧向支撑采用垂直调整杆，并在内侧墙通过扣件将水平支撑与支撑架连接。 3. 支架设计     （1）顶板支架体系设计     支撑架采用B型承插型盘扣式钢管支架（速接架），支撑架间距主要以1200mm×1200mm为主，局部采用1200mm×1500mm，标准步距为1500mm。标准步距内满设竖向斜杆，并在最底层水平横杆向上0.5m处增加一层水平横杆，以形成底层0.5m步距；顶层步距控制不大于1.0m，当顶层步距为0.5m时，可不设竖向斜杆，否则设置竖向斜杆；在经过结构计算允许、施工需要时可在支架底部适当位置拆除一支横杆和斜杆，形成人行通道，但必须保证其架体为独立塔架形式。      （2）侧向支撑体系设计     侧向支撑设计采用双向可调水平支撑与单向可调水平支撑相结合的方式，双向可调水平支撑一端通过螺栓与内侧墙模板固定，另一端采用扣件与支撑架连接，模板固定时可采用双向可调支撑进行微调；单向可调水平支撑由Φ48.3×2.5的钢管与可调托座组成，钢管通过扣件与支撑架连接，可调托座插入钢管，待模板固定后，利用可调托座将模板顶紧。4. 安全设计     本工程主体结构模板支撑架采用B型承插型盘扣式钢管支撑架搭设满堂架，由于支撑架为满堂架，不需要抗倾覆验算，移模荷载主要依靠三角架通过扣件与速接架立杆八角盘连接。故需要重点验算八角盘节点抗弯剪承载力，经过计算最不利位置处八角盘的剪切力为6.5KN远远小于《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（DGJ32/TJ69-2008）规定的不大于45KN要求。  四、内侧墙模板拆除移模施工1. 拆除移模施工工艺流程     专项施工方案设计→施工准备→三角架、工字钢导轨铺设→挂手拉葫芦→固定模板→卸模板螺杆、螺母→人工牵引移模→起重机械吊装 2. 移模施工操作要点     （1）承重三角架和移模轨道的安装     承重三角架根据原支撑架立杆间距为1500mm，安装时应保证扣件插销销紧。轨道铺设需保证轨面（工字钢下翼缘板）在同一水平面，轨道与轨道对接处采焊接，尽量使其紧密连接，利于滑轮顺利滑动。     （2）内侧墙模板与移模轨道连接     移模轨道上挂有两个滑轮(采用分体安装式滑轮，可拆分为两半，安装到轨道后，利用螺栓将两半连接即可)内侧墙模板采用两个2t的手拉葫芦分别挂于两个滑轮上。      （3）内侧墙模板拆除移模前准备     内侧墙模板移模前为保证安全，需要分别利用水平支撑、底托，在卸掉螺杆、螺母前将侧墙顶紧固定，防止模板突然侧移。     （4）内侧墙模板拆除移模     滑移模板前后各设置一绳索，前面作为动力负责牵引模板，后面负责制动，以防至端头时由于惯性模板自动滑移。通过人工牵引模板时，力量均衡，速度适中。      （5）内侧墙模板移出后塔吊吊运     模板滑移至端头时，通过后方绳索将模板固定，塔吊吊钩绳索将模板固定后，逐渐松掉拉绳、手拉葫芦，全部松掉后，随即指挥塔吊将模板吊起至指定地方存放。 五、实施效果1. 经济效益     （1）内侧墙模板拆除移模新技术综合了速接架、系统模板的优越性，可快速组装、拆卸，在保证工期的前提下大幅度节约了材料和劳动力施工成本。综合经济效益显著。     （2）速接架杆件表面热镀锌，且外型美观，在现场储存堆放整齐、占用场地少，文明施工效果显著，社会效益和环境效益好。2. 社会效益      （1）技术创新。充分利用速接架产品和系统模板科学、合理的构造，快速组装，利用三角架和导轨实现模板滑移。     （2）施工安全可靠。充分利用速接架节点的优越性，保障了模板滑移的安全。     （3）速接架杆件表面热镀锌，且外型美观，在现场储存堆放整齐、占用场地少，文明施工效果显著。 六、结束语     内侧墙模板拆除移模新技术在无锡地铁二号线无锡东站工程的成功应用，其“投入少，见效快”充分体现了承插型盘扣式钢管支撑架和系统模板组合使用的优越性。同时速接支撑架系统和系统模板相结合，形成了速接新型支撑模板系统成套技术，已通过了省级科技成果技术鉴定，并被列为省建设成果推广项目。速接新型支撑模板系统在工程中的推广应用，将是对传统的支撑模板系统的一次变革，对建筑工程以及市政交通工程的技术进步将起到进一步推动作用，为推动我国模板支架、脚手架、操作架等技术进步和脚手架行业快速发展打下坚实的基础。