轨道交通双孔箱型框架结构模板施工技术

温 伟/WEN Wei

(中铁城建集团第一工程有限公司，山西 太原 030000)

城市轨道交通停车场、车辆段出入线段常使用明挖法进行施工，隧道主体结构模板属于高大模板体系，模板的选择至关重要。传统施工所采用的钢质大模板或者木质大模板，均不能较好地满足实际施工需求。经综合分析总结，底板采用定型钢模，侧墙及顶板采用钢桁架+木模板体系，经实践证明优点突出，施工高效，综合效益显著，取得较好的应用效果。

1 工程概况

某市轨道交通停车场出入段线明挖区间工程，小里程端设置盾构吊出井1 座，大里程端接停车场咽喉区，建筑面积约8.2 万m2，区间设计里程为：CDK1+208.677-CDK1+838.217，全长630.56m。盾构井区段采用围护桩及钢支撑支护开挖，管井降水，其他区段采用喷锚支护放坡开挖，多为泥岩砂岩地质，明沟排水，基坑开挖最大深度22.8m，宽度为15～19.5m。顶板覆土厚度约为1.2～11.4m，底板埋深约10.4～22.8m。区间主体结构为单层箱型框架结构（图1），圆弧形布置，曲率半径为276.5m，共分为3 个施工段（表1），本文主要以合并段为例进行研究。

表1 各施工段结构尺寸列表 （单位：mm）

图1 合并段断面图

2 模板体系选择

该工程合并段主体结构底板、顶板厚度为800mm，墙体高度为约7 600mm，属于高大混凝土浇筑，模板体系选择要重点考虑以下几点需求：首先该模板体系必须要具有足够的强度和刚度，能够满足承载力及混凝土侧压力等要求；其次模板材料要重量轻，方便吊运周转，具有较高的施工工效；再次模板尺寸适中，方便拼装可以满足结构曲率要求。

墙体模板的常规设计方案是采用钢质大模板或木质大模板。钢质大模板的优点是刚度大、整体性好、周转次数多，可满足一次性浇筑需求，缺点是造价高、重量大，直线滑轨在曲线结构上施工较为繁琐；木质大模板的优点是造价低、重量小、施工方便，缺点是刚度小、安全性差、周转次数较少，施工周期较长，以上两种常规模板体系均无法满足现场需求。

考虑到现场塔式起重机和汽车起重机的起重能力，结合工程实际，经多方案综合对比分析决定：底板侧模采用定型钢模板体系，侧墙采用钢桁架+木工字梁模板体系，顶板采用移动式盘扣架体+木工字梁模板体系，在强度、重量、工效、质量控制等方面均能较好地满足工程要求，结构弧度通过以直代曲来实现，能够有效控制曲线结构施工中的误差累计，经测定最大误差小于10mm。

3 模板施工技术要点

3.1 底板模板

底板侧边模及腋角矮边墙模板均采用5mm厚定型钢模板，主龙骨为双10 号槽钢，间距1 200mm，次龙骨为8 号槽钢，布置间距300mm。因地铁主体结构防水要求，严禁使用对拉螺杆，底板侧模加固采用固定在主筋上的单向螺杆进行加固。侧墙模板加固需在底板上提前预埋三处地脚螺栓，详见图2。底板施工顺序为：钢筋绑扎施工→预埋地脚螺栓系统→侧边模及腋角定型钢模安装→模板加固→模板验收→浇筑混凝土。其中地脚螺栓埋设施工技术要点如下。

图2 钢模及地脚螺栓安装示意图

1）地脚螺栓为直径D23 螺纹二级钢螺杆，长度≥650mm，埋设间距为300mm，埋入结构深度≥250mm，拉通线定位与地面成45°，螺纹用塑料布包裹并绑牢，避免混凝土污染。螺栓上紧后要用扭矩扳手进行检查，防止松动。

2）地脚螺栓严禁与结构主筋进行焊接，避免损伤钢筋。应在埋设位置设置附加钢筋，将地脚螺栓焊接在附加钢筋上，焊接时应注意保护埋件的有效直径不被损坏。

3.2 侧墙模板

侧墙模板采用钢桁架木模板体系，见图3。面板采用21mm 厚木模板，次龙骨为木工字梁，主龙骨采用双12#槽钢，木工字梁竖向间距为300mm，第一道主龙骨距地面300mm，其余间距为1 000mm，模板与次龙骨（木工字梁）采用钉子连接，主次龙骨采用专用连接爪连接，在次龙骨上两侧对称设置吊钩。单榀支架布置设计为0.9m（纵向）×0.9m（横向），模板之间通过芯带连接，单元最大重量为1.8t，满足现场起重吊装需求。每榀支架单独编号，方便现场查找和拼装。

图3 现场墙体外侧模板施工图

模板及支架安装流程：钢筋绑扎→钢筋验收→弹出外墙控制线→模板拼装→模板吊装→模板到位后用芯带及插销连接好各单元模板→吊装操作平台，调整调节螺栓使模板上口向墙体侧倾斜5mm →紧固好一次性预埋地脚螺栓系统→验收合格后浇筑混凝土。模板采用桁架+顶部对拉系统加固形式，先吊装内侧钢桁架模板，与地脚螺栓系统紧固后再吊装外侧钢桁架模板，上端利用高强对拉螺杆与内侧模架连接，下侧与预埋地脚螺栓连接加固。墙体模板施工技术要点如下。

1）侧墙模板安装前，测量定出墙体500mm控制线，确保模板位置精准。模板吊装到位以后进行校模，调整其平整度、垂直度偏差，确保符合规范要求。

2）侧墙模板底用水泥砂浆提前封底，待砂浆干硬后方可浇筑混凝土，确保不漏浆。侧墙与上段侧墙交接面、矮边墙上沿粘贴密封条进行封浆，密封条采用1.5cm 宽，1cm 厚的泡沫胶带，粘贴在新旧混凝土交接表面，粘贴完成后再进行模板安装。

3）每次拆模后要对模板进行及时清理并涂刷脱模剂，以确保满足下次使用的质量要求。

4）侧墙端模采用胶合木模板切牙+方木次楞、焊接钢筋固定在侧墙钢筋骨架水平筋上的加固方式，跨越止水钢板时采用∅20 钢筋将两侧支撑钢筋焊接为整体，支撑钢筋采用∅20 钢筋，布置间距为0.45m/道。

3.3 顶板模板

顶板模板分为内侧和外侧模架体系，见图4。内侧模板支撑体系采用盘扣式移动模架体系，采用∅48mm 壁厚3.2mm 的承插型盘扣式钢管支架，立杆横向间距为900mm，为满足结构尺寸搭设要求，局部加密调整间距为600mm。模架流水段长度为20m，分为5 个单元，每单元通过下方移动台车来实现单元模架移动。面板采用21mm厚木模板，次龙骨为80mm×200mm 工字木梁，间距为300mm，主龙骨采用双12#槽钢，间距为1 200mm。顶板腋角部位加入转角系统和回顶系统，通过移动模架可实现顶板与腋角模板整体脱模。

图4 移动模架体系及腋角回顶系统示意图

顶板外侧模板体系采用悬臂模架+木工字梁模板，见图5。支架上设置顶部对拉系统及操作架，中部通过墙体预埋螺栓进行加固。顶板模板施工顺序为：搭设支架→槽钢铺设→木工字梁铺设→铺设模板→调整模板高程→安装悬臂模架→钢筋绑扎→验收合格后浇筑混凝土。顶板模板施工技术要点如下。

图5 悬臂模架示意图

1）搭设支架前按照横纵步距弹好控制线。按照控制线搭设支撑架体。架体中心线与结构中心线重合。

2）立杆搭设完，调节底托，使杆口在同一水平面上。立杆底部位于底板腋角部位采用钢板楔垫实。盘扣式架体搭设满足JGJ/T 231-2021《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》要求。

3）支架搭设后安装槽钢和木工字梁，安装时应注意定位准确，确保立杆轴线与端截面竖向中心线重合，两者最大偏心距离必须控制在30mm以内。

4）模板利用塔式起重机或者汽车起重机吊运，人工配合拼装。铺模板时可以从四周铺起，在中间收口。模板铺设完，通过调节顶托控制板底高程，按1/1000～3/1000 起拱。

4 安全质量控制技术措施

4.1 钢桁架木模板体系施工质量管控措施

1）模板安装前利用全站仪精确测量定位，分别在上部、中部、下部设3 道通线进行控制，确保定位准确，墙模安装后对其平整度、垂直度、预留孔洞位置、标高进行测量复核，浇筑混凝土时应注意检查模板偏移情况。

2）在组装模板时，应重点检查模板接缝的严密度，接缝处应采取粘贴胶条等防渗漏措施。混凝土浇筑前，要提前湿润模板，模内处理干净并预先涂刷隔离剂。

3）严格按照支架验算书中的要求进行选材并按要求间距进行布置，施工过程中严格按照规范及施工方案搭设，按要求搭设扫地杆和剪刀撑等关键节点构造，确保模架体系稳定可靠。

4）对支架、模板等材料要严格把关，杜绝使用有缺陷的原材料。架体搭设相关材料如钢管、脚手板、底托等材料进场后必须进行检验，经有资质的机构检验合格后方可用于现场使用。

5）为确保混凝土浇筑质量，避免混凝土出现蜂窝、麻面等质量缺陷，在浇筑口每隔5m 设置∅300mm 串筒进行均匀浇筑，并尽可能减少因混凝土高处掉落而产生对侧墙模板的冲击。

6）本工程墙体较厚，模板支撑体系采用外撑+上下对拉方式进行加固，外墙模板内不采用对拉螺杆，确保外墙防水效果良好。在浇筑混凝土时应均匀对称进行，高差不应大于200mm，泵送混凝土浇筑速度不应大于18m3/h，尽可能减少浇筑过程中对侧壁产生的压力。

7）混凝土浇筑前，应在架体、模板部位设置监测点，浇筑作业中、浇筑作业后对监测点的偏移量、下沉量进行重点监控，发生异常情况要立即采取加固措施，防止模架变形、移位及坍塌。

8）侧墙模板拆除时，应保证结构构件棱角完整，不产生变形。顶板模板必须在混凝土强度达到规范要求时方可进行拆除。

4.2 钢桁架木模板体系施工安全管控措施

1）现场施工前，必须由技术负责人对相关人员进行方案交底及安全技术交底。侧墙模板安装顺序为先内侧，后外侧，先吊装内侧模板并加固后，再吊装外侧模板，并及时与内侧模板通过高强钢拉杆连接，防止倾覆，拉杆数量应通过受力验算得出，此项为模板验收安全管控重点检查内容。

2）模板存放区域地面应当平整夯实，不能放在裸土及地势低洼的地方，底部应用工字钢垫高，以防被雨水浸泡，影响模板质量。

3）钢桁架模板上侧作业平台应提前进行组装，脚手板、密目网、防坠器等安全措施应设置到位，使用定型化梯笼作为人员上下通道，梯笼需采取必要的防倾覆措施。

4）起吊模板前须仔细检查：桁架端部吊环、吊具、锁具的外观质量，严禁有裂缝、断丝等质量缺陷，发现隐患应立即进行更换，严禁带病作业。

5）模板吊装应设置信号工、司索工，持证上岗，配合良好。起重机械满足起重量要求，操作人员严格遵守起重作业安全操作规程。当风力≥6级时，应暂时停止钢桁架模板起重吊装作业。

6）盘扣架体搭设必须符合规范和施工方案要求，杆件间距、扫地杆、剪刀撑、斜拉杆等设置规范，每两步设置一道防坠网，人员高处作业时安全带、生命绳、临边洞口防护应齐全有效。

5 结语

本工程使用的钢桁架木模板体系施工技术，模板整体刚性好，强度高，有效避免胀模、偏移等质量通病，很好的保证结构截面尺寸和阴阳角线条的平整顺直，达到了清水混凝土的施工效果。同时经济效益显著，钢桁架木模板体系与传统木模施工工法相比，工期短，人工成本低，周转快，钢木模板的周转次数可达20～25 次，是传统木模的4～5 倍，大量降低了木材使用量，绿色环保。经本工程实践证明，钢桁架木模板体系质量可靠，施工高效、经济环保，为类似工程施工提供了成功经验参考。