地铁车站主体结构侧墙移动式大钢模技术方案比选

苏 洪 林， 王 良 俊

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

随着科学技术的发展，地下建筑主体结构侧墙的施工作为重要的组成部分受到越来越多的重视，地铁车站结构侧墙的施工已经由最初的木模拼装施工、小钢模施工走向大钢模施工。

黄程龙[1]等人针对地铁车站侧墙施工采用的模板类型众多、在城镇范围内存在围护结构施工环境下施做侧墙比在无支护、大开挖情况下难度更大的情况，以前者为分析对象，简述了不同类型模板施工侧墙的优劣，分析了现场施工质量控制要点。苟亚辉等人[2]结合深圳地铁11号线11301标车公庙站采用盖挖逆作法施工，介绍了侧墙模板台车组成、施工技术及质量控制措施,并对模板台车和普通支架模板体系在车站侧墙施工中的情况进行了分析对比，结果表明:侧墙模板台车在侧墙施工中具有缩短工期、提高施工质量和节约资金等优点。何鹏[3]考虑到目前城市轨道交通地下工程建设结构施工中大钢模可多次重复利用、周转率高且经济性好而备受青睐的实际情况,结合工程实际，深入分析了大钢模在地下结构中的施工技术,指明了大钢模施工过程的关键点及相关安全质量要求,阐明了盖板下结构侧墙采用大钢模施工的方法。郑书朝[4]以上海轨道交通某地下车站项目为应用案例,阐述了组合大钢模的施工工艺,包括组合大钢模的选择、钢模板施工工艺、钢模板性能参数计算等。雷雄武[5]根据车站结构尺寸特点设计了侧墙模板台车并进行了侧墙施工，实现了全液压脱、主模、可自动行走，摒弃了传统侧墙施工投入大量工人进行脚手架搭设及支模施工的模式，大大提高了侧墙施工的效率和经济效益。实践经验证明：组合大钢模因其具有单块模板面积大、刚度大、表面平整度好等特点,可以有效提高建筑物内部结构混凝土表面的平整度、光滑度,从而提高建筑物内部结构的施工质量,同时可以节约成本,减少木材损耗。

阐述了依托福州市轨道交通6号线工程土建施工总承包第3标段滨海新城站工程进行的侧墙移动式大模板尺寸、模板材料、台车及移动装置方案的比选过程，旨在为侧墙移动式大模板技术在地铁车站中的应用提供借鉴。

福州市轨道交通6号线工程始于南台岛海峡国际会展中心，终于长乐机场，线路全长约40.869 km，其中地下线长33.439 km，过渡段长0.670 km，高架线长6.76 km；全线共设19座车站，其中高架站1座，地下站18座；设樟岚停车场、横港车辆段各1座。第3标段位于长乐市，包含莲花站～滨海新区站～壶井站～万寿站～尚迁站～漳港站～机场站，共7站6区间，长度约为14.1 km。

滨海新城站为地下二层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层；站台宽度为11 m，车站规模为200 m×18.3 m(内净)；车站总建筑面积为11 875 m2；车站设有2组风井及4个出入口，1个消防疏散口。车站采用明挖顺作法施工。

2 侧墙大模板方案的选择

(1)模板尺寸的选择。滨海新城站标准段负二层侧墙高6.16 m，其中下腋脚高0.3 m，上腋脚高0.45 m，中间高5.41 m。标准段负一层侧墙高5 m，其中下部离壁沟高0.25 m，上腋脚高0.3 m。经综合考虑大模板的可利用率以及经营成本控制，对大模板高度方向考虑采用组合形式，即通过加减附加模板块用以保证大模板既可用于负一层模板，也可用于负二层模板。大模板高度方向采用3块模板块组合而成，尺寸为：2.4 m、2.1 m、0.75 m。负一层侧墙可采用2.4 m+2.1 m的组合方式进行施工，负二层则采用2.4 m+2.1 m+0.75 m的组合方式进行施工。

对于大模板宽度方向，考虑现场钢支架间距以及主体结构侧墙的分段长度进行选择。由于相邻两道钢支撑间距为2.391 m，故单块侧墙大模板宽度不得大于2.3 m。同时，主体结构施工段长度为16～26 m，其中22～24 m段占多数，故综合考虑模板宽度方向的尺寸选择为12块×2 m/块×2(两侧对称侧墙同时施工)。

综上所述，大模板尺寸的设计按照每套(2.4 m×2 m+2.1 m×2 m+0.75 m×2 m)×12块×2设置。考虑到地铁车站两侧同时施工的可能性以及负一层和负二层侧墙同时施工的可能性，共计加工了3套大模板进行施工。

(2)大模板材料的选择。钢模板的优点是工艺比较成熟、可按照特定的要求加工、刚度大、变形小；缺点是质量大，操作较为困难，拼装需设备辅助。复合模板的优点是质量轻，工人易操作，拼装方便；缺点是工艺处于推广阶段、定型组装，刚度较钢模小。虽然复合模板较传统模板具有一定优势且属于新材料范围，但综合考虑模板尺寸的选型、工艺熟练度、经营成本等方面，最终仍然考虑选用钢模板。

(3)模板台车的选择。根据模板大小及拼装高度选择合适尺寸的模板台车，然后进行模板台车的设计。为保证负一层及负二层侧墙施工能够通用，对于模板台车高度方向同样选择由组合拼装组成，高度方向组成为2 m+2 m+0.8 m，其长度方向配合钢模板设计仍然采用2 m/榀×12榀×2。模板台车桁架结构的形式见图1。负一层模板台车由桁架A+桁架B+桁架D+桁架E组成，负二层模板台车由桁架A+桁架B+桁架C+桁架D+桁架E组成。

(a)桁架A

(4)移动装置的选择。移动装置有两种方案供选择。方案一为在桁架A下部安装万向轮并根据现场施工情况进行调节；方案二为在桁架A下部分别安装横向移动装置和纵向移动装置。考虑到钢模板及钢模板台车质量较大(每套台车及钢模板重量可达55 t)，同时，其组合拼装后体积较大，通过万向轮进行模板安装时调节难度太大且精确度可能无法满足侧墙施工的精度要求。通过对比，最终选择了方案二：在桁架A下部分别安装横向移动装置和纵向移动装置。

①纵向移动装置的选择。纵向移动装置的初步设计为两种方案：方案一为在结构底板上安装纵向定向轨道，在桁架A下部安装定向轮；方案二为直接于桁架A下部安装定向轮。考虑到现场实际操作的可能性以及经济方面的原因(因在底板上安装定向轨道后在模板定位时同样需要进一步精确定位)，故最终选择了方案二：在桁架A下部安装纵向定向轮作为纵向移动装置。另外，纵向移动装置的动力系统也有两种方案可供选择：方案一采用液压走行方式，需额外安装配套电机等设备；方案二采用人工推行或小型卷扬机辅助牵引的方式。液压走行方式较为便捷，但其造价十分昂贵。而台车通过人工或小型卷扬机即可轻易挪动，故最终选择了方案二。每套模板台车安装4套纵向定向走行轮，间距6 m。纵向定向走形轮轮箱见图2。

图2 纵向定向走形轮轮箱示意图

(2)横向移动装置。鉴于整套模板台车及钢模板拼装成型后质量较大，且台车定位后还需进行精确调整，故台车的横向移动装置需要具有足够的动力和要求的精度。横向移动装置见图3。

图3 横向移动装置示意图

3 结 语

通过方案对比择优选取后，大模板尺寸的设计按照每套(2.4 m×2 m+2.1 m×2 m+0.75 m×2 m)×12块×2确定，大模板材料选用钢模板，钢模台车的移动装置选用在桁架A下部分别安装横向移动装置和纵向移动装置及横向移动装置采用液压油缸水平顶及竖向顶配套的方式，负一层模板台车由桁架A+桁架B+桁架D+桁架E组成，负二层模板台车由桁架A+桁架B+桁架C+桁架D+桁架E组成。地铁车站标准段侧墙采用移动式大钢模工艺具有周转使用次数多、减少工地废旧模板垃圾的产生、节约原材料的优点，同时具有拼装工序少，节约人工成本，减少后期对混凝土墙面的装修处理，提高成型后混凝土外观质量的优点，所取得的经济与社会效益良好。