混凝土导台在盾构过风井施工中的应用

赵 东 平

(中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710016)

混凝土导台在盾构过风井施工中的应用

赵 东 平

(中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710016)

以南京市轨道交通4号线盾构过风井施工为例，采取了混凝土导台施工方案，并阐述了混凝土导台的技术原理，从测量放线、预埋钢筋、模板安装、混凝土浇筑等方面，提出了具体的施工方法及质控措施，达到了缩短工期、降低工程造价、消除安全隐患的效果。

轨道交通，风井，混凝土导台，钢托架

1 工程概况

南京市轨道交通4号线工程某标段区间风井主体分为单层和双层结构，单层段结构长8.6 m，宽14.45 m，基坑深约为13.4 m；双层段结构长39.4 m，宽16.9 m～23.4 m，其中盾构接收区主体结构长24.2 m，宽16.9 m，基坑深约为20.1 m～21.8 m。端墙内边净距为15.3 m，厚0.8 m，风井处线路平曲线是半径为1 000 m的圆曲线，洞门钢环内径为6 600 mm。本区间采用φ6 140 mm 铰接式土压平衡盾构机进行过风井施工。区间风井主体结构平面图见图1。

2 技术经济优势分析

目前盾构过风井主要利用钢托架或混凝土导台，要根据实际情况进行选择。

2.1 钢托架施工方案

在风井主体施工完成后，利用吊车、葫芦等吊装钢托架，因为风井内不足以放置两个钢托架(每个托架长约9 m)，所以采用延长托架的方法进行施工。

2.2 混凝土导台施工方案

具备条件后现浇混凝土导台，在导台中预埋用于固定钢轨的钢板，盾构接收前根据其姿态焊接钢轨，在混凝土导台上进行盾构接收、空推、始发等后续施工。

混凝土导台施工示意图见图2。

根据技术经济分析(见表1)，该工程采用混凝土导台施工。

3 混凝土导台技术原理

3.1 技术原理

在混凝土导台上设置预埋钢板，钢板纵向间距为1 m，为防止盾构始发或者接收时轨道位置偏高，预埋钢板尺寸设置为250 mm×250 mm，便于根据盾构接收姿态调整轨道中心距，最终使盾构机达到既定位置。预埋钢板有3个作用：1)固定轨道；2)通过卡环连接钢丝绳，达到箍紧管片的目的；3)用于焊接支点，结合千斤顶和手拉葫芦等调整盾构姿态。

表1 两种施工方法的技术经济分析

序号项目钢托架混凝土导台1工期钢托架下井、就位及拆除都比较困难,对工期影响较大工序简单,施工方便,导台无需拆除,对工期影响较小2成本需吊装及拆卸托架,增加了较多的措施费混凝土导台为风井铺轨回填混凝土的一部分,后期可减少回填量3安全风井顶板和中板预留口尺寸小且错位,吊装钢托架存在安全隐患只需要吊钢筋和模板,风险较小4施工难度由于钢托架较长,需进行加长处理,且两个预留口小错位,施工难度大直接通过地泵浇筑混凝土,施工难度较小5精度要求钢托架为一个整体,便于调整,保证托架质量即可保证精度要求对预埋钢板的精度要求很高,成型后难以调整6适合范围适合曲线半径较小的区间,可随盾构一起平移,能满足本工程需要适合曲线半径较大的曲线,不可平移,能满足本工程需要

3.2 受力验算及钢筋配置

该盾构机总重260 t，重力N1=260×1 000×10=2 600 000 N。轨道对单侧混凝土产生的压力N=N1/2/sin60°=1 501 154.7 N，C30混凝土抗压强度P=30 MPa，所需接触面积S=N/P=1 501 154.7/30 000 000×1 000 000=50 038.5 mm2，与盾构机接触长度L1=8 305 mm，理论上轨道与混凝土接触宽度为D=S1/L1=50 038.5/8 305=6.0 mm，小于钢轨实际宽度(114 mm)，满足条件。假设最不利的情况下，仅有两根系梁受力，对系梁的拉力N2=N1×tan30°=1 501 154.7 N，系梁配筋极限状态面积A(s)=(N2/2)/360=2 084.94 mm2，在动荷载情况下，系梁配筋极限状态面积A(s′)= 2 084.94 mm2×1.4=2 918.92 mm2,系梁抗拉区的配筋率ρ=2 918.92/600×600=0.8%。混凝土轨道基础中的钢筋均按此配筋率计算，系梁四个角点共配置4Φ28的钢筋(HRB400),上下共布置4Φ14的钢筋(HRB400),腰部共布置4Φ14的钢筋(HRB400),立柱主筋为4Φ28的钢筋(HRB400)，斜柱主筋为4Φ28的钢筋(HRB400)。梁、柱主筋锚固长度均为37d，箍筋间距200 mm，采用Φ10的钢筋(HPB300)，倒角钢筋采用Φ14的螺纹钢(HRB400)，间距200 mm。预埋钢板上采用4Φ28的钢筋塞焊，锚固长度为37d。混凝土导台横剖面及配筋见图3。

4 混凝土导台施工总体思路

1)测量放线。

根据加密的导线点将导台结构的轴线放出，再根据轴线点放出细部结构大样，复核无误后进行下道工序的施工。同时根据加密的水准点将每层的控制标高用红油漆三角点标于风井主体结构上，再根据三角点控制标高。

2)预埋钢筋。

进行风井底板施工时，按照图纸要求预埋斜柱、立柱的主筋，导台预埋钢筋均为Φ14的螺纹钢，同时要将风井预埋钢筋安装好。另外，在远离侧墙一侧预埋Φ28的螺纹钢地锚，作为模板支撑的预埋件。

3)绑扎导台基础钢筋，安装预埋钢板。

风井主体结构施工完成且拆除脚手架之后，根据测量数据绑扎梁、柱的钢筋，确定导台中预埋钢板的标高及位置，安装和固定好预埋钢板。同时将风井建筑结构中的预埋钢筋安装好，保证预埋筋高出混凝土导台，且预留长度满足要求。

4)安装模板支架。

a.导台外立面模板采用从侧墙上拆卸下来的钢模板，用60 mm×100 mm方木作为次龙骨，间距200 mm；100 mm×100 mm方木作为主龙骨，间距600 mm。靠风井侧墙一端结合碗扣式脚手架组合成模板体系，内外肋用碗扣式脚手管横向顶托固定。另一侧支撑采用φ48×3.5 mm钢管斜向支撑在主龙骨上，斜向支撑每个立面双排布置，一端顶在主龙骨上，另一端顶在100×100的方木上，方木靠在地锚上。b.在现场根据图纸尺寸配制模板，斜角模板采用18 mm厚竹胶板，背楞采用100 mm×100 mm方木，将模板加工成整体，底板面靠近斜角的部位设置200 mm宽的压浆板。采用与结构钢筋相连的预埋钢筋固定模板，预埋钢筋纵向间距1 m。模板拆除时，割下钢筋上方的固定节，向上将模板撬出。

5)混凝土浇筑。

钢筋和模板均验收合格后浇筑与风井铺轨填充混凝土标号一致的C30商品混凝土，考虑风井预留孔洞互相错位的影响，采用地泵进行混凝土的输送施工。施工时保证下一层混凝土与上一层之间的间隔时间不大于1.5 h，严格控制在混凝土初凝时间以内。混凝土的振捣从下端开始，逐渐上移，每次振捣高度不超过50 cm。混凝土浇筑成形后在初凝前用铁滚筒、长刮尺等控制标高及平整度，最后用抹子收面，以防止产生收缩裂缝。

6)安装轨道时对盾构机的接收姿态进行测量，根据测量数据适当进行调整。

5 质量控制措施

5.1 质量控制的必要性

盾构导台用于盾构在风井中接收、空推和始发施工过程中，浇筑完成后很难再调整，其施工质量影响盾构姿态，关系到整个施工过程能否顺利进行，所以控制混凝土导台的施工质量非常重要。

5.2 控制措施

1)测量控制。

根据测量导线情况，在风井底板上预埋钢筋，设置测量点，待风井主体结构完成后，通过地面测量控制点进行校核，再利用这些点进行导台钢筋、预埋件及模板的安装和校核施工。

2)钢筋加工及安装质量控制。

钢筋绑扎过程中，根据设计图纸布设各种预埋钢筋、钢板，并对其位置进行复测，以确保定位的准确性，而后采取有效措施(焊接、支撑、加固等)进行定位，以防止预埋件在混凝土浇筑过程中变形或移位。交叉点钢筋绑扎避免钢筋顶挤移位，与风井预埋钢筋发生冲突时，适当避让。

3)模板脚手架质量控制。

模板采用从侧墙上拆卸下来的钢模，择优选择拆卸下来符合要求的脚手管进行施工，达到提高施工质量和减少措施费的目的。

4)混凝土施工质量控制。

本次使用地泵浇筑导台混凝土，施工时输送管伸至导台的模板内，输送管口距浇筑面的距离不大于2 m，混凝土振捣采用插入式振捣的方法，振捣时避免影响钢筋。

6 实施效果分析

经计算，导台所需的钢筋量约为3 t，混凝土用量约为78 m3，而混凝土则作为铺轨回填的一部分，相对于钢托架运输和安拆来说，大大降低了成本。混凝土导台钢筋绑扎及预埋件安装耗时1 d，支模及预埋件调整所需时间1 d，浇筑混凝土耗时0.5 d，总计2.5 d时间可完成全部施工，且投入的工、料、机都较少。

7 结语

浇筑混凝土导台的施工方法，解决了钢托架吊装和拆卸困难的问题，可操作性更强，在缩短工期、减少安全隐患，降低工程造价等方面效果显著，有推广使用的价值。

[1] 李振涛.基于abaqus平台的盾构过站导台应力分析[J].安徽建筑，2013,20(1):65-66.

[2] 董国君，马德胜.盾构机整体过站技术[J].城市建设理论研究(电子版)，2011(35)：79-81.

[3] 徐锦飞.地铁工程中大直径盾构穿越中间风井施工技术[J].上海建设科技，2012(5)：1-3.

On application of concrete guide platform in construction of shield wind well construction

Zhao Dongping

(No.3EngineeringCo.,Ltd,No.2Bureau,CCCC,Xi’an710016,China)

Taking the shield wind well construction along No.4 Line of Nanjing rail traffic as the example, the paper adopts the construction scheme for the concrete guide platform, illustrates the technical principle, and points out the construction method and quality control measures form the measurement lining, pre-burial reinforcement, model installation, and concrete grouting, so as to shorten the construction period, lower the engineering cost, and eliminate the hidden hazards.

rail traffic, wind well, concrete guide platform, steel bracket

1009-6825(2017)02-0177-03

2016-11-03

赵东平(1979- )，男，工程师

U455

A