穹顶建筑施工技术及质量控制探讨

刘二明 来高振

（中铁十二局集团国际工程有限公司天津）

0 前言

穹顶结构一般是半球形，是一种美和神秘的象征。穹顶建筑始于罗马，不同时期的文明都采用过这种半圆形的结构形式。今天，它也是人们最熟悉的建筑风格之一。

人防工程多数都在地下，在建设过程中多受地质条件复杂性和不确定性和场地条件的影响，地下洞室施工难度较大，因此地下穹顶施工技术和质量控制措施显得尤为重要。

1 工程概述

项目位于国内某市。地下人防工程洞区地面标高为340～420m，地形较陡峭；场地属于丘陵地带；进、出洞口地形为山丘坡脚地形。本项目围岩等级为二级，坑道内被覆（二衬）结构形式均为门洞式，坑道内各类断面30余个，支洞数量多，相互交错，施工难度相对较大。洞内指挥中心为穹顶结构，设计跨度15m，厚度30cm，净高度为7.42m。具体尺寸断面如图1。

图1 穹顶的中心横断面尺寸

2 施工方案

2.1 施工工艺流程

工艺流程见图2。

图2 施工工艺流程图

2.2 施工准备

施工准备主要是穹顶墙体及拱顶放线和施工场地平整工作。现场测量放样确定轮廓线、标高，做好现场钢筋绑扎、支架搭设、模板安装等工作准备。将施工通道和场地清理、整平，方便车辆出行，保证材料机械能够顺利地进入场地。

2.3 施工要点

本次穹顶施工主要分为支架搭设、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑四个步骤。

2.3.1 支架搭设

本工程二衬混凝土浇筑施工按照沿横断面对称均匀浇筑的方式进行，在此施工状况下，制定脚手架方案。本工程采用梁柱式钢管架上搭设满堂钢管支架，支架搭设位于已经浇注完成的钢筋混凝土底板上（厚度30cm）。钢管立杆规格采用Φ48×3mm，沿坑道方向脚手架步距为0.75m，立杆横向间距为0.75m，竖向间距为0.75m，且需在拱墙交接处及以上部位支架要进行加密，加密部位横杆间距不得大于50cm，空间三个方向均有钢管脚手架互相连接。模板采用50×80mm 方木拼接，支撑模板体系为环向双向拱架支撑。支架所用的扣件分为直角扣件、回转扣件、对接扣件，扣件须符合规范要求。支架的搭设详见图3、图4。

图3 支架立面图

图4 支架平面图

2.3.2 钢筋绑扎

钢筋绑扎按设计及相关规范进行绑扎。

2.3.3 模板安装

本工程墙身采用的主要为3015 和2015 组合钢模板，模板之间能够严丝合缝，面层平整且无混凝土残渣，加强肋完整无变形，安装模板前应先对模板板面及背楞处混凝土渣进行清除，清除完成后在模板面刷脱模剂，保证混凝土外观质量干净规整；穹顶模板为方木，方木现场加工成合适的尺寸大小，放好控制线后进行安装。

2.3.4 混凝土浇筑

混凝土浇筑分为三个阶段：第一阶段浇筑底板及小边墙（小边墙高出底板50 公分）；第二阶段浇筑墙身；第三阶段浇筑穹顶。浇筑过程中振捣密实，全过程观测支架变形情况。

3 质量保证措施

3.1 施工质量预控

⑴项目开工之初，编制质量保证计划和创优计划等。

⑵组织技术人员审核图纸、学习规范，发现设计问题及时与监理和设计院沟通，并要求设计单位进行交底。

⑶施工前编制施工组织设计、专项施工方案、措施交底。

⑷做好规范、标准和技术知识的培训工作，促使项目人员的素质不断提高。项目对分包主要管理人员也要进行施工质量管理的培训，对分包班组长及主要施工人员，按不同专业进行技术、工艺、质量综合培训，未经培训或培训不合格的分包队伍不允许进场施工。

3.2 质量保证措施

3.2.1 执行标准、规范和检验方法

施工执行的标准、规范和检验方法有：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)；《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB 10110-2011)；《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)。

3.2.2 穹顶式钢筋混凝土结构施工质量保证措施

⑴脚手架选用同类管径和壁厚的钢管搭设，严禁不同型号的钢管混合使用，且均应采用国标构件；

⑵支架原材料及构配件进场后，应检查验收其材质、规格尺寸、焊缝质量、外观质量等，合格后方可使用；

⑶重复使用的支架材料及构配件，应经检查合格后方可使用，必要时应通过荷载试验确定其实际承载能力；

⑷支架施工前，应编制满堂支撑架专项施工方案；并应按规范规定进行技术交底，明确施工方法、工艺流程和安全质量标准等相关要求；

⑸扣件式钢管脚手架的安装与拆除必须是经过考核合格的专业架子工，架子工持证上岗；

⑹扣件式支撑架施工之前应对立杆进行定位；

⑺脚手架应按规范规定搭设竖向剪刀撑和水平剪刀撑；

⑻扣件规格应与钢管外径相同，螺栓拧紧力矩不应小于40N·m，且不应大于65N·m；

⑼各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于10cm；

⑽扣件式钢管支架的首层应采用不同长度的立杆交错布置，使相邻立杆的接头设置在不同步距内；

⑾每搭完一步脚手架后，应按照规范规定的要求校正步距、纵距、横距和立杆的垂直度；

⑿架体完成后立杆垂直度允许偏差为±90mm，步距允许偏差为±20mm，纵距允许偏差为±30mm，横距允许偏差为±30mm；

⒀脚手架剪刀撑与纵横向水平杆和立杆同步搭设，不得滞后安装；

⒁脚手架在每搭完6～8m 高度后与达到设计标高后应进行验收；

⒂钢筋混凝土的施工严格按照相关现行规程规范执行。

3.2.3 防水工程

⑴参与施工的管理人员及施工操作人员均持证上岗。

⑵必须对防水主材及其辅材进行优选，保证其完全满足该工程使用功能和设计以及规范的要求；对确定的防水材料，除必须具有认证资料外，还必须对进场的材料复试，满足要求后方可进行施工。

⑶防水板铺设完成后，及时进行气密性检验，保证验收合格后再进入下道工序。

4 结语

地下大跨度穹顶工程按此方法施工，操作便捷，满足设计要求，经监测支架变形在规范允许范围内，支撑稳定，保证了现场施工安全。

4.1 可以改进的方面

现浇支架可以采用盘扣式支架，如60 系列重型脚手架，通过检算可以增大支架间距，减少支架数量，降低施工难度和成本。

4.2 穹顶施工方法的探讨

建筑工程中地下穹顶还是比较少的，上述的支架现浇的方法简单实用，可以推广于同类工程；对于地面以上的穹顶结构工程，可以采用先支好内模，绑扎好钢筋，根据浇筑混凝土进度分次安装外模的方法，施工更为简便。

对混凝土穹顶分块预制、拼装也是一种很好的施工方法，更能保证施工质量，缩短工期和降低工程造价。

将新设计、新材料如钢结构、钢网架、吊索等应用于大型穹顶建筑工程中，使建筑更具风格。