350km/h高速铁路下穿机场航站楼隔振器安装技术解析

刘航宁, 胥 悦

(中国华西企业股份有限公司第十二建筑工程公司, 四川成都 610000)

成都天府国际机场T2航站楼D大厅是整个T2航站楼的中央核心区域，成都至自贡线高速铁路以350 km/h时速斜穿T2航站楼正中央核心区下方，此设计为世界首例，如此高速的运行时速势必会引起环境振动，对有特殊结构要求的航站楼、跑道、机场设备造成一定的影响，但国内外对高速铁路下穿航站楼或跑道的影响研究至今仍是一片空白。本文以天府国际机场T2航站楼为例，阐述航站楼修建工程中，隔振器安装前如何快速达到精度极高的安装条件及安装完成后在不影响隔振器使用前提下快速进入下一道施工工序，满足工程施工质量和进度要求。

1 工程概况

成都天府国际机场位于简阳芦葭镇，总投资为718.64亿元。天府国际机场规划2个航站区共4座单元式航站楼，分别是位于北航站区的T1、T2航站楼(本期工程)和位于南航站区的T3、T4航站楼(远期工程)。T2航站楼为大型公共交通建筑，属4E类机场、一类机场航站楼，建筑面积约27.28万m2，建筑物最大高度44.850 m。成都至自贡高铁将以350 km/h的速度高速斜穿T2航站楼核心区域(D大厅)下部(图1)。

图1 天府机场鸟瞰图

极高的时速，给航站楼结构安全带来了极大的隐患，航站楼D大厅是整个T2航站楼的中央核心区域，设计时T2航站楼通过180个减振支座共有隔振器694套(图2～图4)，将D大厅14万余t结构荷载传至大铁弧形顶板上，它们能缓冲铁路高速运行带给上部结构及飞机起降对铁路安全运行的振动影响[2]。由于其特殊的作用，对施工的精度要求极高。从限位台施工开始，每个支撑面标高误差均必须控制在5 mm内，平整度在2 mm/m内；再到隔振器采用塔机吊装就位，且就位后各个方向偏差不大于5 mm；最后隔振器上部钢筋混凝土承台施工完成后其底面平整度亦必须满足2 mm/m。

图2 隔振器结构示意

图3 T2隔振器安装位置分布(一)

图4 T2隔振器安装位置分布(二)

2 工艺特点

本工艺具有工艺结构合理、安全、安装灵活、操作方便适用、经济等特点。

(1)由于隔振器安装时平整度要求极高，现有混凝土收面平整度无法满足其安装要求，我们采用支座灌浆料形式进行施工，满足了强度要求前提下保证平整度。

(2)运用钢架支撑体系可满足隔振器安装完成后释放前对上部结构的正常施工及对隔振器保护作用。

350 km/h高速铁路下穿机场航站楼隔振器安装施工工法适用于机场、部分民用建筑和商业建筑下部设计,有高铁、地铁等下穿建筑物的工程的隔振器安装[3]。

3 工艺原理

(1)采用自流平浇筑可最大程度保证隔振器的安装平整度，同时满足隔振器要求的混凝土强度，该浇筑方式混凝土流动性强、强度高、收面平整、耐久性、抗渗、抗冻、抗腐蚀性能均有良好的表现[4]。

(2)采用钢架支撑体系保证隔振器安装就位后的上部工程正常施工，后期拆除支撑体系后不影响隔振器正常使用功能[7]。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 隔振器安装施工顺序

限位台结构(限位基础)—灌浆料找平—安置专用防滑垫板—预压缩弹簧隔振器就位安装—预埋钢板就位—焊制槽钢支架—施工上部结构—松开预紧螺栓释放弹簧—调平。

4.2 隔振器安装操作要点

4.2.1 限位基础施工

(1)大铁顶板混凝土浇筑前预埋隔振器限位基础钢筋，限位基础钢筋绑扎完成后支模进行浇筑，混凝土浇筑前要将限位基础与大铁连接位置凿毛并将浮浆及杂物清理干净，限位基础混凝土强度等级为C45。

(2)因隔振器对基础平整度要求极高，所以在限位基础浇筑时预留80 mm并将完成面凿毛清理(凿毛深度不少于20 mm)，后期采用二次灌浆浇筑找平，保证隔振器浇筑面的平整度。要求限位基础混凝土强度等级达到80%以上方可安置隔振器。限位基础结构示意如图5、图6所示。

图5 限位基础结构示意(单位：mm)

图6 隔振器就位

(3)二次灌浆浇筑找平灌浆料(自流平混凝土)要求：①高流动性：有很大的流动度，可在不加外力的情况下流向要求灌浆的各个部位;②高强度：28天抗压强度不小于50 MPa，后期强度不倒缩;③耐久性：50年内强度无明显变化；抗渗、抗冻、抗腐蚀性能均有良好的表现。

4.2.2 限位台

限位台钢筋同样在大铁顶板结构施工时预埋(图7)，混凝土强度等级为C45。限位台高度610 mm，与隔振器上钢板有30 mm孔隙，起到防倾覆限位的功能。限位台浇筑前也必须将连接位置凿毛，清理掉浮浆及杂物。

图7 限位基础钢筋、模板制作

4.3 二次灌浆找平层(自流平混凝土)

4.3.1 施工工艺

表面清理—抄平—支模—灌浆—收面—养护—脱模。

4.3.2 注意事项[5]

(1)灌浆前浇水充分湿润混凝土表面，同时应将基础表面的浮浆、浮灰、油污等清除，如有积水应清除积水。

(2)支模前应拉线找平，以保证表面平整度满足设计要求。

(3)模具应支设牢固，灌浆中如出现跑浆现象，应及时处理。

(4)灌浆时，应从一侧进行灌浆，直到从另外一侧溢出为止。灌浆开始后，必须连续进行并尽可能缩短灌浆时间。

(5)灌浆完毕后及时进行收面工作，确保表面平整(图8)。

图8 自流平混凝土浇筑

(6)灌浆完毕后应洒水或覆盖养护。

(7)拆模时要注意保护灌浆层棱角及其他附件不被破坏。

4.4 隔振器就位安装

4.4.1 准备工作

隔振器底部墩柱的混凝土和支座灌浆料强度达到80%以上方能放置隔振器。

弹簧隔振器表面须清洁，备好安装相关材料(防滑垫片、调平垫片、上部预埋钢板和防尘防雨用塑料薄膜)，收集好相关资料(包括产品合格证书、设计技术文件、安装说明书等)。将基础表面清理干净。必要时在工作面周围搭设脚手架，以确保施工人员的安全与方便。

4.4.2 测量放样

采用全站仪复核基础标高，将防滑垫片定位线、隔振器安装控制轴线标记到基础表面，做好标记并妥善保护。

4.4.3 隔振器安装[1]

放置下部防滑垫片—安放弹簧隔振器—在弹簧隔振器上部放置调平垫片(按调平需要取舍)—再次校核弹簧减振器位置—实施保护工作。

4.4.4 安装操作要点

(1)首先将防滑垫片放置于基础底座定位线上，安放方向同弹簧隔振器底座的方向一致。

(2)将弹簧隔振器按图纸正确方向放置于防滑垫片上，隔振器底板应与防滑垫片完全重合。

(3)待全部隔振器就位后，找出一列两端隔振器的定位中心，然后采用挂线的方法调整其他隔振器的水平度和水平位置。

(4)用水准仪测量每台隔振器的相对标高，作为调平前的初始数据，通过数据整理后确定最终调平标高，然后采用设置或免除调平垫片的方法调整标高至准确值。

(5)弹簧隔振器最终调整完毕后用防水防油的塑料薄膜将隔振器包好，保持清洁，避免杂物或灰尘侵入，这些塑料膜只有在弹簧释放时才能去除。

4.5 槽钢支架

因隔振器上部预埋钢板四边需伸出限位台100 mm，所以采用10号槽钢焊制临时支撑结构，避免钢板悬空，增加稳定性。槽钢支架施工时先布置4个角点支撑，根据角点间距离按不大于1.5 m均匀布置四边支撑[6](图9、图10)。

图9 隔振器上部预埋钢板临时支撑示意(单位：mm)

图10 隔振器上部预埋钢板临时支撑示意(单位：mm)

4.6 安装误差要求

(1)隔振器支撑面标高误差控制在±5 mm以内。

(2)隔振器支撑面平整度控制在+2 mm/m以内。

(3)隔振器钢板平整度应控制在+2 mm/m以内。

4.7 预埋钢板

(1)预埋钢板锚筋与锚板采用T形焊接满焊，焊脚尺寸为12 mm。

(2)焊工必须持证上岗，采用的焊接材料必须符合设计文件规定。

(3)焊接完毕后，清除焊缝表面熔渣和飞溅。焊工进行自检合格后，还需由专职检查员进行检查。焊缝外形尺寸必须符合设计图纸要求，焊缝与母材过度圆滑。焊缝表面不允许有裂纹、夹渣、气孔、未焊透、未填满的弧坑、未融合、缩孔等缺陷存在。

(4)预埋钢板焊接完成后，应对其进行防腐蚀处理。①预埋钢板在除锈处理前，应清除焊渣、毛刺和飞溅附着物，对边角进行钝化处理，并应清除基体表面可见的油脂和其他污物;②焊缝两侧应先涂刷不影响焊接性能的车间底漆，焊接完毕后对焊缝热影响区进行二次表面清理，按设计要求重新涂装;③每次涂装应在前一层涂膜实干后进行;④钢板防腐蚀涂料涂装结束，涂层应自然养护后方可使用。

4.8 隔振器上部结构

(1)因隔振器不与下部结构直接固定，在进行上部结构施工中可能会造成其偏移，须设置临时性辅助限位措施，防止已安装的隔振器产生平面位移。

(2)为防止混凝土浇筑施工可能使混凝土浆进入隔振器内，必须将隔振器周边封闭保护。

(3)预埋钢板厚度按设计要求加工，安装时应充分与隔振器顶部紧贴平整，然后设置刚性支撑使其牢固定位，防止后续工序施工造成移位。

(4)混凝土浇筑要均匀下灰，要下料轻、振捣轻，使下面支撑系统受力均匀，并随时进行检查，以防收混凝土冲击位置发生改变。

4.9 隔振器弹簧释放

(1)在主体结构、装修施工完成、主要设备安装结束后。弹簧隔振器已处于设计的工作状态，松开预紧螺栓，按照设计标高进行调平。待全部调平后，还应进行复核。

(2)全部安装完成，可以正常使用后，拆除防尘防雨塑料薄膜(图11)。

图11 施工完成后效果

4.10 隔振器的运输与保护

(1)隔振器的包装应防尘、防雨，在包装外使用塑料薄膜多层缠绕，包装应满足运输期间的防腐蚀和安全运输要求，每个单独包装上有明显的“↑”标志。

(2)隔振器运输不得抛掷，全过程捆牢、盖严，以确保外包装不受损伤；应避免碰撞；注意在运输过程中的防水、防潮，防止受到腐蚀。

(3)隔振器装卸采取机械化作业，由有经验的指挥人员统一指挥，在装卸的过程中，避免尖锐物对隔振器外包装引发损伤。卸货时应逐一检查是否有破损，破损的应当标记并单独存放以便进一步检查。在贮存前将破损的包装修补完整。

(4)隔振器在不承载的状态下储存，储存处应通风、干燥并避免阳光直射。隔振器储存地点应远离发热源、各种油类，附近不应有腐蚀性化学物品。

5 效益分析

5.1 灌浆材料

180个减振支座共有隔振器694套，支座C50灌浆料找平80 mm厚，总共费用为67.32万元，如使用C50商品混凝土浇筑该部分费用为108.72万元，同比节约41.40万元(表1)。

表1 费用对比

5.2 支架体系

10号槽钢费用为39.16万元，待结构完工后将拆除进行多次周转。可以将该部分费用分摊至多个项目中，从而降低该部分成本费用(表2)。

表2 可周转成本

5.3 安装隔振器费用

安装隔振器费用见表3。

表3 安装隔振器共计费用

6 结束语

根据上述解析，采用自流平混凝土和槽钢支架体系配合钢板底座的施工方式，既满足了施工工期需求，又降低了施工成本。像成都天府国际机场这样工期严重紧张且上部施工结构复杂的工程项目中，加快安装隔振器工作，快速进入下一道施工工序是该工程提高施工进度的关键，采用上述施工方式可在满足其施工要求的前提下节约施工成本，提高施工效率，达到绿色施工的目的。