地铁车站墙体单侧钢模施工技术

王航飞

摘要：地铁车站主体结构侧墙施工单层结构高，混凝土浇筑量大，存在施工缝处错缝、混凝土表面蜂窝麻面、露筋、裂缝、色泽不易、表面波浪不平整等常见混凝土质量通病，对混凝土外观质量造成较大影响。辽宁大学站应用墙体单侧定型钢模支撑体系，消除车站混凝土质量通病，形成了较为成熟的施工实践，对提高明挖地铁车站主体结构外观质量和加快施工进度具有较好的作用，可为今后类似的工程施工提供借鉴指导。

关键词：沈阳地铁；钢制模板；结构施工；明挖车站

1工程概况

辽宁大学站为地下双层单柱二跨岛式站台车站，车站主体围护结构采用机械成孔灌注桩和钢支撑支护，采用从两端盾构井同时开挖的明挖顺做法施工。

2侧墙模板施工技术

2.1模板体系设计

经荷载计算，侧墙模板采用6mm厚钢板，每仓侧（端）墙，墙的最大高度为7650mm，次楞采用63mm槽钢，中板（顶板）分开浇筑，最大浇筑高度为5900mm，规格为320mm/节；贴边处采用63mm角钢，距槽钢240mm，主楞采用10槽钢双拼，间距750mm。

2.2支架体系设计

为保证支撑体系的整体l生，侧墙单侧支架由埋件系统和架体两部分组成，为防止模板体系向内产生过大变形，在架体外侧架子管设置拉杆，采用单侧三角支架支撑体系，架体系统包括：架体标准块、外连杆、蝶形螺母、横梁等；埋件体系包括：连接螺母、地脚螺栓；采用架子管与架体上的连接管进行连接，站厅层纵向间距2000mm，架体高度站台层为4900和5900mm。水平方向为4700mm，与距支撑体系600mm处设置的25预埋钢筋连接。

2.3侧墙模板安装

2.3.1模板安装流程

首先对钢筋绑扎进行验收，然后检查单侧支架吊装、弹外墙边线、合外墙模板的安装到位情况，安装单侧支架、加强钢管的时候，注意要在单侧支架斜撑部位进行附加钢管的现场白备，安装压梁槽钢以及埋件系统的时候，要注意调节支架垂直度，安装上操作平台的时候注意紧固检查埋件系统，对上述步骤进行验收，合格后砼浇筑。

2.3.2模板安装

由门式起重机将大块墙模吊至工作范围内，模板下口与预先弹好的墙边线对齐，导墙与模板连接的合墙体模接缝处水平方向安装密封条，采用汽车起重机按位置吊装就位，然后安裝支架。侧墙相邻两块模板采用直接拼缝连接，确保接缝紧密。

2.3.3支架体系安装

模板吊装到位后，将材料堆放场地装拼好，模板背楞与单侧支架部分用钩头螺栓连成一个整体。预先进行吊装单侧支架，将单侧支架穿插到埋件系统内，进行压梁槽钢的操作。因为单侧支架受力后，模板将略向后倾，因此单侧支架在吊装时，由堆放场地吊至现场应轻放轻起，确保砼浇筑时，模板下口不会漏浆。支架安装完毕后，检查模板拼缝及下口是否严密，还有支撑和各种扣件是否紧固，然后用汽车起重机运输至门式起重机作业范围内，调节单侧支架后支座，标准节和加高节组装的单侧支架采用龙门吊运输至作业面。每安装五至六榀单侧支架后，安装埋件系统。直至模板面板上口向墙内倾约5mm，最后再紧固并检查一次埋件受力系统，检查模板安装是否垂直，安装完毕后，将墙内杂物进行清扫。

2.3.4其它技术要求

①板间拼缝表面要求平整，模板表面不得翘曲且要刷脱模剂。②等支架吊装到位后，检查模板是否吊装就位，预先用钢管斜撑在将浇筑的墙体上，仔细核对每一块模板的布置位置，注意调垂直度。③两端靠近转角处各设一个端墙模板，位于墙的底部，浇筑混凝土前封堵严密，然后设置清扫口，尺寸为100mm×100mm。④多榀支架堆放在一起时，应在平整场地上相互叠放整齐，以免支架变形。⑤底角必须牢固，位于单侧模板支撑体系下，保持稳定。

3模板设计计算

3.1侧压力计算。墙体均采用一次性浇筑，混凝土作用于模板的侧压力，根据混凝土侧压力公式计算。浇筑高度随混凝土的浇筑高度而增加，侧压力达到某一临界时，如果已经达到最大值，即为新浇筑混凝土的最大侧压力，不需要再增加压力，此时的侧压力以及浇筑高度成为混凝土的有效压头。

3.2荷载分析

系数取值为K恒=1.2，浇水砼侧压力计算值：

Q侧计=K恒Q砼翻+K恒（Q水平+Q振=1.2×60+1.4（6+4）=86KN/M2

计算单元选取：被台车布置最大间距取1050mm，台车背楞位模板线何在：Q线=1050×0.086=90.3N/mm。层高选择按本工程单层最大高度6m分析。

杆件内力利用节点法进行受力分析，求得各杆件内力。在斜支撑杆两端布置T40×6mm长400mm螺杆，规定最大伸长量250mm，材料Q246，f=205N/m㎡，An=906，经过对斜支撑杆的强度安全计算，得到的结论是安全可靠。

3.3支架受力计算，支架侧面的合力通过计算得到数值，单侧支架间距按800mm布置：

F合=F1+F2=298.4KN（Fl=78.2kN；F2=220.24kN）

（3—7）

根据力的矢量图得F合和R的合力为：F总=KN

（3—8）

锚栓间距为300mm，与地面角度为：a=45°，则每个支架由800/00=2.67个锚承受拉力。

其中单个埋件最大拉力为：F总=372.2/2.67=139.4KN

（3-9）

符合要求。

3.4对埋件强度进行验算，预埋件中埋件有效截面积的计算，要对下述数值进行分析：螺纹钢为Il级，直径d=25mm，最小值设置A，计算公式为：

A=3.14×12.52=491mm2（3-10）

对轴心受拉应力强度的计算公式为：盯=F/A=139.4×103/491=283.9MPa

符合要求。

3.5埋件锚固强度验算，混凝土的螺栓表面在混凝土基础内的锚固作用下对于弯钩螺栓可不考虑，而只考虑埋入混凝土的粘结力，其锚固强度与螺栓端部的弯钩有关，经过计算，数值为：

锚固强度：F锚=b=3.14×25×550×3.5=151.1kN>F=139.4KN

符合要求。

式中：N为作用于地脚螺栓上的轴向拔出力，H为地脚螺栓在砼基础内的锚固深度（mm），F为锚一锚固力，D为地脚螺栓直径（mm）， b为砼与地脚螺栓表面的粘结强度（N/mm2）。

4结论

钢制模板支撑体系采用外加工的方式，按照设计进行加工，不占用施工场地，对整体工期无影响；施工时模板侧向不受力，提高了支撑体系的稳定性，保证了混凝土的外观质量，表面平整、光滑、无错台；采用同一仓两侧同时浇筑和跳仓施工的方法，节省侧墙施工时间，有效的保证了辽宁大学站主体结构在4个月的时间内完工。单侧墙体钢制模板体系一次性投入较大，但后期可以周转至其他类似地铁工程使用，提高模板的利用率，为今后类似结构施工提供了宝贵的实践经验和理论依据。