预制装配式地铁车站施工技术研究

李红成

北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855

随着轨道交通行业的发展，构件预制已成为交通运输技术发展的一个重要方向，对加快施工进度、提高工程质量、降低工程造价产生了积极影响，这是因为预制地铁车站对改善地下施工环境具有重要作用。当前，预制施工技术在国外地下工程中已得到了广泛应用，但国内对其研究仍处于起步阶段。目前，我国地下工程预制技术主要体现在盾构法施工过程中，以圆形结构为主。文章以长春地铁2号线捷达大路站为例，详细分析了装配式地铁车站施工的关键技术，并针对施工中的重点和难点提出了相应的措施，为促进我国装配式地铁车站施工技术的发展助力。

1 工程概况

长春地铁2 号线捷达大路站为地下岛式车站，全长187.6m，现浇段位于车站两端，全长61.6m，现浇段主体宽21.1 ～24.5m，站台宽11m；预装配段位于车站中部，全长126m；预制装配段主体宽20.5m、高17.45m，环宽2m，沿车站纵向共布置63 环；该站位于凯达北街与捷达大路站交叉口；预制装配式结构设置4 个出入口。装配段结构设计形式如图1 所示，两端断面采用盾构法施工，装配段结构由7 块预制块（A 块、B 块、C 块、D 块、E 块）组成，共59 环，重量分别为37.6t、39.5t、31.0t、48.3t 和54.3t；出入口环采用预制洞口环梁结构，由环梁块（重55.0t）和下部侧墙块（C 块，重量17.4t）组成；楼板设备不规则，孔洞多，采用现浇结构；洞口采用预制洞口环梁结构。

2 施工内容

2.1 开挖深基坑

根据设计和施工图的要求，对基坑进行开挖。开挖原则为横向分段和纵向分层。

2.2 锚索支护

为了防止降雨等外部因素对施工现场产生不利影响，特别是对基坑的安全性和完整性的影响，在基坑开挖完成后，必须加快基坑锚索支护工作，可利用外拉锚形成拼装的作业空间。

图1 装配段结构设计形式

2.3 拼装预制构件

锚索支护完成后，即可拼装预制构件。预制构件拼装保持连贯，保证施工过程的连续，有利于加快施工进度，缩短工期。

3 预制装配式地铁车站关键技术

3.1 拼装方法

装配式地铁车站拼装分为通缝式拼装和错缝式拼装。通缝式拼装在地铁车站施工中的应用广泛，装配过程更容易控制，测量工作更科学，可以合理解决过程中的错位现象。错缝式拼装在施工过程中不易控制，对测量数据要求准确，对接错位问题时有发生。对预制件分别采用错缝式和通缝式两种拼装方式进行科学模拟测试，使其能够满足预制构件的承载力要求[1-2]。

3.2 拼装施工

装配式地铁车站预制构件按拼装的施工顺序可分为成环拼装和梯次拼装。在施工过程中，成环拼装会造成侧墙与顶板之间产生一定的干涉，但采用梯次拼装可以有效地解决这种干涉问题，有利于在底板、顶板、侧墙之间独立完成拼装施工，且互不产生干涉现象，有效提高了拼装效率，缩短了拼装时间。通过多次对比分析可知，梯次拼装可以更好地完成预制构件的装配，应鼓励采用这种拼装技术[3]。

3.3 吊装施工

装配式地铁车站结构复杂，预制构件质量大，起重设备在吊装过程中，要保证构件能够平稳移动，有利于控制人员准确确定位置，施工难度较大。该工程采用龙门式起重机进行吊装，其精度和速度必须符合有关标准和规范。吊装过程有5 个档位可供选择，最快速度可达5m/min，最慢可达1m/min，吊装安装误差在3mm 以下，吊装锚位于预制构件的凹槽内。根据预制地铁车站及预制构件的特点，在吊装过程中，科学合理地设置吊点位置，选择合适的吊具形式，保证构件受力稳定，不损坏构件内部结构[4]。

3.4 拼装定位和施工

（1）底板：底板的拼装采用吊装设备和辅助定位装置；吊装设备采用龙门式起重机。装配顺序为先组装A 块，科学连接纵向榫槽；装配B 块后，B 块与B 块之间通过纵向榫槽连接，B 块与A 块通过圆形榫槽连接。

（2）侧墙：采用龙门式起重机吊装，作业时将吊具、千斤顶放在设备上，定位过程需进行三维调整。

（3）顶板：采用龙门式起重机分块运输、吊装预制构件，拼装的机械设备顶部与千斤顶合拢，同步落下，吊装过程采用三维定位进行精确位置调整。

（4）纠偏：在吊装的预制构件上绘制的线轴，采用全站仪每三环进行一次复核、校验，并严格管理；纵横墙的垂直度可以用激光垂准仪测量和管理，用千斤顶调整，每隔一环进行复查和校正；构件吊装的累计缝宽误差应及时消除，保证缝宽在规定要求范围内，每三环复查校正一次；预制构件的纠偏可以调节张拉力。

3.5 基面处理技术

在装配预制构件时，垫层和基础底板构件应保持连接。因此，必须保证基础垫层的施工平整度，以促进预制楼板构件的水平布置。该工程采用精平条带法施工，其施工工艺流程如下：机械或人工找平→清理基层→预埋件设置→施工→打磨。角钢进行纵向预埋处理，用高精度仪器调平。精平条带之间的混凝土强度等级相同，混凝土表面比条带低15mm，灌浆管埋深30mm，用砂浆泵注入和填充灌浆材料[5]。

3.6 榫槽注浆

在施工过程中，应详细分析预制件的结构和装配方法，采用后填充法施工，以确保预制构件及其接头与基础底面紧密连接，这样有利于实现结构整体性。选择合适的水泥砂浆进行填充，这是因为灌浆设备和工艺的选择也会充分影响装配式结构的完整性。

基底的施工工艺流程如下：拆除反力架→回填混凝土→ 封缝→灌浆→循环作业。垫层可采用精平条带法浇筑，需埋设注浆管。施工中减少裂缝的产生。高强无收缩水泥砂浆作为灌浆材料，其良好的流动性能保证垫层和预制构件的有效黏结。

4 预制装配式地铁车站施工中的重难点

4.1 拼装效率的提高

该工程预制装配式地铁站每环设7 个预制构件。在施工过程中，拼装难度大，工作量大，施工场地也受到一定的限制。因此，施工过程中应采用更科学、合理地拼装方法和拼装顺序，以提高预制构件的拼装速度，缩短拼装时间。

4.2 吊装设备研制

普通吊装设备的工作面位于地面，吊装过程中的操作空间和工作面较大。然而，在地铁车站施工时，吊装作业位于地下，尤其是在深度较大的地下吊装工作时，吊装设备要满足预制构件的吊装力度，吊装速度保持平稳，吊装位置精确等要求，还要受到狭小工作空间的约束。特别是在侧墙、顶板的吊装施工中，普通的起重设备无法完成吊装。因此，有必要加强研制符合施工实际条件的专用吊装设备，可参照目前同类起重设备进行新设备的研制，保证地铁车站预制构件安全平稳的吊装。

4.3 精确拼装

预制装配式建筑对拼装有严格的要求，装配过程中的微小偏差都可能导致下一步工序的中断，甚至严重影响结构的安全。因此，必须保证预制构件拼装过程满足要求，严格监控构件拼接的精确度，发现偏差及时采用科学的方式进行纠偏处理。

4.4 缝隙注浆

预制装配式地铁车站由预制构件组装而成，在装配过程中会产生一定的间隙。为保证结构的完整性和安全性满足要求，应加强专用灌浆设备的研制，采用无收缩的高强水泥砂浆，其流动性强对预制构件具有良好的黏结作用，能够提高预制装配式地铁车站的整体性。

5 结束语

目前，我国装配式地铁车站的建设尚处于摸索阶段。科学合理地选择拼装方法和拼装顺序，能够提高施工效率，降低施工成本，减少施工空间。为保证施工质量，必须在施工前制订详细的计划，科学合理地确定预制构件的施工方法和顺序，严格控制施工关键技术，开发专用拼装灌浆设备，不断完善装配式地铁站的施工技术，及时处理施工中遇到的重难点问题，以促进我国装配式地铁车站施工技术的发展和进步。