鄭志鵬

1 項(xiàng)目概況

錫澄S1 線南門站地處江蘇省江陰市。該項(xiàng)目基坑的支護(hù)形式為地下連續(xù)墻加多道內(nèi)支撐支護(hù)體系。南門站為地下二層島式車站，車站主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段為裝配整體式結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)段為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。車站外包總長(zhǎng)為198.7 m，其中現(xiàn)澆段位于車站兩端，主體寬度為23.8 m，總長(zhǎng)度為48.7 m，基坑深約19.25 m；預(yù)制裝配段位于車站中部，主體寬度為19.7 m，總長(zhǎng)度為150 m，基坑深約17.74 m，沿車站縱向共分50 環(huán)（3 m/環(huán)）。

2 項(xiàng)目結(jié)構(gòu)

預(yù)制構(gòu)件采用肋梁板結(jié)構(gòu)形式。車站結(jié)構(gòu)屬裝配疊合整體式結(jié)構(gòu)，裝配段主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面由11 個(gè)預(yù)制塊組成，預(yù)制塊寬2.99 m。其中，預(yù)制塊A（2 塊）位于車站左右側(cè)墻負(fù)二層位置；預(yù)制塊B（2 塊）分別位于預(yù)制塊A 上側(cè)，從立面上呈“1”型；預(yù)制塊C（2 塊）為車站中柱左右中板塊；預(yù)制塊E（2 塊）為中柱左右頂板塊；預(yù)制塊D（1 塊）為車站中柱，D 的兩側(cè)設(shè)置牛腿，為車站結(jié)構(gòu)中板和頂板施作預(yù)留條件；預(yù)制塊F（1 塊）為預(yù)制頂縱梁，預(yù)制塊G（1 塊）為預(yù)制中縱梁，F(xiàn)、G 均沿車站縱向布置，兩端預(yù)留型鋼與車站中柱進(jìn)行連接，兩側(cè)設(shè)置牛腿，用于搭設(shè)中板和頂板。

車站主體主要預(yù)制構(gòu)件共456 塊，其中，A 構(gòu)件100 塊，B 構(gòu)件88 塊，C 和E 構(gòu)件各100 塊，D 構(gòu)件18 塊，F(xiàn) 構(gòu)件和G 構(gòu)件均為17 塊，附屬接口框架柱8 塊，附屬結(jié)構(gòu)框架梁4 塊，中板大開洞處預(yù)制暗梁4 塊。側(cè)墻預(yù)制塊A 和預(yù)制塊B、現(xiàn)澆底板采用鋼杯口與型鋼進(jìn)行連接；預(yù)制塊A、B和預(yù)制塊C、E 采用定位銷和鋼筋環(huán)扣進(jìn)行連接；預(yù)制塊D 和預(yù)制塊C、E 采用鋼筋與型鋼焊接進(jìn)行連接，預(yù)制塊D 與現(xiàn)澆底板采用鋼板焊接及螺栓連接；預(yù)制塊D 與預(yù)制塊F、G 采用型鋼焊接及螺栓連接；預(yù)制塊F 與預(yù)制塊E、預(yù)制塊G 與預(yù)制塊C 采用定位銷和鋼筋環(huán)扣進(jìn)行連接。通過(guò)上述連接，傳遞結(jié)構(gòu)作用力，保證結(jié)構(gòu)受力性能。預(yù)制構(gòu)件A、B、C、E 采用通縫進(jìn)行拼裝，前后兩環(huán)采用芯籠進(jìn)行搭接，橫向設(shè)置定位銷，方便快速拼裝及高精度定位。在構(gòu)件環(huán)縫設(shè)置防水嵌縫。

3 拼裝施工步驟

車站基坑內(nèi)共設(shè)置了3 道基坑內(nèi)支撐，在車站現(xiàn)澆底板施工完成后，便可以拆除最下排（第3道）基坑內(nèi)撐。先進(jìn)行底層半預(yù)制側(cè)墻和鋼管柱安裝，安裝完畢后進(jìn)行預(yù)制縱梁安裝及疊合層混凝土澆筑。澆筑完畢后，進(jìn)行中板預(yù)制底板安裝，安裝完成后進(jìn)行中板疊合層混凝土澆筑。在車站中板安裝完成后便可以拆除第2道基坑內(nèi)撐。車站頂層構(gòu)件的安裝步驟與底層構(gòu)件的安裝步驟完全一致。

4 施工重難點(diǎn)分析

裝配疊合整體式地下車站施工重難點(diǎn)主要包括：第1，預(yù)制構(gòu)件的體量大，質(zhì)量重，起吊和拼裝難度高。第2，車站是在深基坑內(nèi)施工，且在內(nèi)支撐之間進(jìn)行裝配式作業(yè)，吊裝和裝配障礙物多，施工難度大。第3，安裝精度要求高，如果精度出現(xiàn)較大偏差，會(huì)影響下一道工序施工，甚至影響主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。為解決上述重難點(diǎn)問(wèn)題，做好預(yù)制構(gòu)件的起吊與就位、構(gòu)件拼裝定位糾偏、連接節(jié)點(diǎn)安裝精度控制等方面的工作。

5 關(guān)鍵施工技術(shù)

5.1 裝配疊合整體式地下車站新型施工裝備

5.1.1 多功能龍門吊

多功能龍門吊配2 套小車東西方向移動(dòng)，具備單機(jī)抬吊功能：第1，運(yùn)送墻板件等構(gòu)件；第2，將柱子提起由水平翻轉(zhuǎn)至垂直；第3，水平吊裝中板、頂板。端梁設(shè)機(jī)械限位器，以免操作不當(dāng)使小車駛出大梁。

每套小車配6 套提升系統(tǒng)，其中2 套16 t 提升系統(tǒng)主吊提升（32 t ＞最重構(gòu)件重量）、4 套10 t 的提升系統(tǒng)控制平衡，使板件保持平衡。配置旋轉(zhuǎn)吊具，在吊裝梁時(shí)可以旋轉(zhuǎn)角度，避開鋼支撐，使梁進(jìn)入拼裝位置。配置T 型吊，將板件吊入鋼支撐下端。T 型吊具上的紅外線閉合裝置用以控制吊具與鋼支撐間距，避免發(fā)生碰撞。變頻器設(shè)有防搖擺、同步糾偏功能，以避免吊裝板件產(chǎn)生搖擺。

5.1.2 360°旋轉(zhuǎn)吊具

360°旋轉(zhuǎn)吊具由2 臺(tái)2 kW 的電機(jī)及2 臺(tái)擺線針輪同步減速機(jī)組成，能實(shí)現(xiàn)在吊裝過(guò)程中對(duì)吊物進(jìn)行方向調(diào)整。吊裝過(guò)程中，當(dāng)構(gòu)件需要旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)平衡梁的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速機(jī)，減速機(jī)的低速軸和平衡梁的旋轉(zhuǎn)部分固定在一起，即實(shí)現(xiàn)全方位的360°旋轉(zhuǎn)。多功能旋轉(zhuǎn)吊具適用于任何構(gòu)件的角度調(diào)整，并且便于安裝精度的調(diào)整，尤其是安裝中縱梁時(shí)，由于鋼支撐和梁安裝位置為交叉90°，直接吊裝至安裝位置是沒有辦法實(shí)現(xiàn)的。而通過(guò)360°旋轉(zhuǎn)吊具先將中縱梁旋轉(zhuǎn)90°，下穿鋼支撐后再回旋90°，就能實(shí)現(xiàn)中縱梁的空間位置轉(zhuǎn)換，有效穿越鋼支撐的障礙，達(dá)到最終安裝位置，每次選擇角度調(diào)整的精度可以控制在1.5°以內(nèi)。

5.1.3 多功能拼裝機(jī)

多功能拼裝機(jī)的功能如下：第1，鋼管柱調(diào)節(jié)。通過(guò)龍門吊將鋼管柱調(diào)運(yùn)至一定位置后，通過(guò)抱夾臂對(duì)柱進(jìn)行微調(diào)。鋼管柱澆筑時(shí)，為避免柱發(fā)生偏移，抱夾柱亦起到臨時(shí)固定作用。第2，預(yù)制墻調(diào)節(jié)。當(dāng)側(cè)墻吊運(yùn)至底板，通過(guò)臨時(shí)固定架放置側(cè)墻，需要對(duì)龍門吊進(jìn)行更換（更換工字型吊具）；構(gòu)件調(diào)節(jié)時(shí)，通過(guò)底部伸縮臂對(duì)側(cè)墻位置進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，頂部通過(guò)頂撐油缸進(jìn)行垂直度調(diào)節(jié)及臨時(shí)固定；另外，澆筑側(cè)墻混凝土?xí)r，拼裝機(jī)兼做作業(yè)平臺(tái)。第3，預(yù)制縱梁調(diào)節(jié)。預(yù)制縱梁安裝通過(guò)頂部伸縮臂進(jìn)行調(diào)節(jié)。該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)梁的前后、左右、上下調(diào)節(jié)，以使縱梁型鋼和柱節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接。第4，預(yù)制板調(diào)節(jié)。主要通過(guò)頂升油缸進(jìn)行精準(zhǔn)定位，安裝前頂升油缸調(diào)節(jié)至安裝高程上方，通過(guò)緩慢下放、平移等動(dòng)作進(jìn)行板的安裝調(diào)節(jié)。第5，軌頂風(fēng)道調(diào)節(jié)。軌頂風(fēng)道施工在車站主體結(jié)構(gòu)施工完成后，此時(shí)站內(nèi)空間較小，設(shè)備、人員等施工受限。而通過(guò)多功能拼裝機(jī)可以減少人工操作量，同時(shí)避免構(gòu)件發(fā)生磕碰。

5.1.4 翻板機(jī)

翻板機(jī)的主要功能是將預(yù)制墻從平放翻至85°立放，然后利用門吊將預(yù)制墻起吊、運(yùn)輸至預(yù)安裝位置。受高度與總重量限制，翻板機(jī)選用雙節(jié)鋼下沉式基礎(chǔ)。翻板機(jī)配備2 套升降油缸（L=5500 mm），1 套液壓泵站。全套拼裝裝備是為預(yù)制裝配式地鐵車站拼裝設(shè)計(jì)的專用裝備。該拼裝裝備用于各預(yù)制構(gòu)件的定位及安裝工作；采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度大、耐久性好，大量采用了液壓設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件拼裝所需要的整體同步頂升及下落、平移及三維微量轉(zhuǎn)動(dòng)功能，真正展現(xiàn)了機(jī)械化施工的優(yōu)點(diǎn)[1]。

5.2 預(yù)制疊合構(gòu)件拼裝定位糾偏技術(shù)

5.2.1 拼裝定位過(guò)程控制

預(yù)制鋼管柱安裝。預(yù)制鋼管柱進(jìn)場(chǎng)，車輛橫向停放于基坑端頭；通過(guò)多功能龍門吊雙機(jī)抬吊，水平移動(dòng)至安裝位置；副鉤下放，完成立柱橫向至豎向轉(zhuǎn)換；下放鋼管柱，柱腳對(duì)接預(yù)埋螺栓；操作人員手持遙控板，控制下部拼裝臺(tái)車伸縮臂抱夾預(yù)制柱，對(duì)預(yù)制柱進(jìn)行前后、左右微調(diào)，達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)；精調(diào)完成后，柱腳鋼板焊接、螺栓連接[2]。后續(xù)完成柱腳混凝土澆筑及芯柱澆筑。

預(yù)制縱梁安裝。預(yù)制中縱梁進(jìn)場(chǎng)，車輛縱向停放于基坑端頭；中縱梁采用6 點(diǎn)起吊方式（雙主吊、四輔吊）起吊，水平吊運(yùn)至安裝位置上方；通過(guò)360°可旋轉(zhuǎn)吊具，旋轉(zhuǎn)90°下放，穿越支撐障礙；二次旋轉(zhuǎn)，達(dá)到安裝位置狀態(tài)；拼裝臺(tái)車捕獲中縱梁，拼裝臺(tái)車伸縮臂下側(cè)夾住預(yù)制梁，通過(guò)前后、左右、微傾等微動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)精調(diào)構(gòu)件。精調(diào)完成后，進(jìn)行梁柱節(jié)點(diǎn)型鋼焊接、鋼板安裝、螺栓連接、鋼托梁安裝、梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝。

預(yù)制側(cè)墻安裝。預(yù)制側(cè)墻進(jìn)場(chǎng)，車輛橫向停放于基坑端頭；采用多功能龍門吊雙機(jī)抬吊，四點(diǎn)吊裝，水平移動(dòng)、放置于翻板機(jī)上；利用翻板機(jī)將預(yù)制側(cè)墻由平放調(diào)整至85°立放。利用工字型吊具，兩點(diǎn)吊裝，水平移動(dòng)至待安裝位置；預(yù)制墻通過(guò)支撐間隙下放至安裝高程位置，再水平移動(dòng)至安裝位置。工字型吊具上設(shè)置激光觸發(fā)報(bào)警器裝置，若吊具靠近鋼支撐，報(bào)警器將出現(xiàn)警示，同時(shí)設(shè)備自動(dòng)鎖停。預(yù)制墻下方至下部拼裝臺(tái)車，伸縮臂單側(cè)夾住預(yù)制墻，通過(guò)前后、左右、微傾等微動(dòng)作，完成構(gòu)件精調(diào)。預(yù)制墻精準(zhǔn)調(diào)節(jié)完成后，下部通過(guò)鋼立柱與上翻墻預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接固定，頂部通過(guò)臨時(shí)拉桿與地連墻預(yù)埋件連接達(dá)到臨時(shí)固定。連續(xù)完成一段預(yù)制墻安裝（6 塊），隨后進(jìn)行預(yù)制墻連接處鋼筋籠吊裝施工，底部濕接頭定型鋼模板安裝。連續(xù)6 環(huán)安裝完成后，進(jìn)行疊合墻澆筑。

預(yù)制板安裝。預(yù)制中板進(jìn)場(chǎng)，車輛橫向停放于基坑端頭；預(yù)制中板通過(guò)雙機(jī)抬吊（四吊點(diǎn)）水平移動(dòng)至安裝位置；通過(guò)支撐間隙下放至安裝高程位置，用工字型吊具水平移動(dòng)至安裝點(diǎn)位；定位銷安放；預(yù)制中板下放至下部拼裝臺(tái)車，利用4 臺(tái)千斤頂，實(shí)現(xiàn)預(yù)制中板前后方向微調(diào)，使預(yù)制中板安裝在設(shè)計(jì)位置，預(yù)制中板與中縱梁、負(fù)二層疊合墻用定位銷連接。

5.2.2 糾偏控制

糾偏控制包括：第1，軸線控制和調(diào)整。預(yù)制構(gòu)件設(shè)置十字線定位標(biāo)識(shí)。全站儀控制，每一段復(fù)核及校正一次[3]。第2，垂直度控制。主要對(duì)側(cè)墻縱向、環(huán)向垂直度及鋼管柱雙向垂直度進(jìn)行控制；激光垂準(zhǔn)儀量測(cè)，拼裝機(jī)頂部千斤頂調(diào)整，每一構(gòu)件復(fù)核及校正1 次。第3，構(gòu)件端面同步控制。調(diào)整縫寬的大小，消除累積誤差，并逐環(huán)復(fù)核及校正。

5.3 預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)安裝精度控制

5.3.1 構(gòu)件生產(chǎn)外露筋精度控制

根據(jù)構(gòu)件的不同型號(hào)及相關(guān)尺寸關(guān)系、鋼筋設(shè)計(jì)形式關(guān)系等，進(jìn)行相關(guān)構(gòu)件的模具研發(fā)、制造。研發(fā)主要考慮模具的共用性、施工操作便利性、投入成本的節(jié)約性；模具制造主要考慮模具的基本剛性及精度要求等。通過(guò)模具研發(fā)、制造，保證構(gòu)件的精度等滿足相關(guān)質(zhì)量要求。構(gòu)件裝卸車及運(yùn)輸過(guò)程中，要做好保護(hù)措施，防止碰撞，造成外露筋的超標(biāo)準(zhǔn)偏差。

5.3.2 底板預(yù)留環(huán)扣鋼筋的控制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，底板施工時(shí)要預(yù)留75 cm 高的環(huán)扣鋼筋與預(yù)制側(cè)墻底板環(huán)扣交錯(cuò)插入，再安裝水平分布筋型材互錨結(jié)構(gòu)，確保預(yù)制構(gòu)件濕接頭結(jié)構(gòu)受力要求。為使預(yù)留環(huán)扣鋼筋位置準(zhǔn)確，避免后期構(gòu)件安裝時(shí)鋼筋位置沖突，南門站現(xiàn)場(chǎng)使用定制鋼筋卡距，確保底板鋼筋間距符合設(shè)計(jì)要求；在垂直度上，現(xiàn)場(chǎng)使用水平尺對(duì)每根環(huán)扣鋼筋進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保環(huán)扣垂直；橫向間距上，現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)緯儀控制環(huán)扣鋼筋橫向位置，同時(shí)確保鋼筋保護(hù)層符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5.3.3 底板預(yù)埋混凝土杯套精度控制

底板預(yù)埋混凝土杯口下方須設(shè)置馬凳筋，通過(guò)控制其標(biāo)高，控制混凝土杯套底板標(biāo)高?，F(xiàn)場(chǎng)用高精度設(shè)備測(cè)量每段混凝土杯套起點(diǎn)與終點(diǎn)，配合人工拉施工線的方法控制混凝土杯套安裝的線性，消除混凝土杯套側(cè)面累計(jì)誤差。在每個(gè)混凝土杯套兩端用水準(zhǔn)儀測(cè)量其底部標(biāo)高，確保其標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。杯套底部使用措施鋼筋加固，并與底板主筋焊接，確保杯口在底板混凝土澆筑時(shí)不發(fā)生位移。

5.3.4 底板預(yù)埋鋼杯套安裝精度控制

底板預(yù)埋鋼杯口下方須設(shè)置馬凳筋，通過(guò)控制其標(biāo)高以控制鋼杯套底板標(biāo)高?，F(xiàn)場(chǎng)使用專業(yè)高精度設(shè)備測(cè)量每段鋼杯套的起點(diǎn)與終點(diǎn)，配合人工拉施工線的方法控制鋼杯套安裝的線性與縱向間距，確保鋼杯套間距1 m，同時(shí)消除累積誤差。在每個(gè)鋼杯套四角用水準(zhǔn)儀測(cè)量其標(biāo)高，使鋼杯套標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。杯套底部使用措施鋼筋加固，同時(shí)，與底板主筋焊接，確保杯口在底板混凝土澆筑時(shí)不發(fā)生位移。

底板澆筑完成后，測(cè)量工程師再次測(cè)量杯口點(diǎn)位，對(duì)杯口進(jìn)行后焊，確保焊接位置精度。焊接完成后由專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保焊接質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及圖紙要求。

5.3.5 底板預(yù)埋螺栓及預(yù)埋環(huán)板安裝精度控制措施

待底板梁鋼筋綁扎完成后，測(cè)量工程師用專業(yè)儀器進(jìn)行放點(diǎn)，確定環(huán)板安裝位置。在環(huán)板底下焊接馬凳筋，使用水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高，確保預(yù)埋環(huán)板安裝標(biāo)高符合圖紙要求。將預(yù)埋螺栓與預(yù)埋環(huán)板連接，使用雙卡具控制其位置垂直度，測(cè)量預(yù)埋螺栓外漏長(zhǎng)度，確保錨固長(zhǎng)度符合圖紙要求。將預(yù)埋螺栓與環(huán)板、底板梁主筋焊接固定，確?；炷翝仓r(shí)不發(fā)生位移。

5.4 后澆混凝土施工技術(shù)

5.4.1 疊合墻（負(fù)一層、負(fù)二層）澆筑施工

連續(xù)完成一段預(yù)制墻安裝（6塊），隨后進(jìn)行預(yù)制墻連接處鋼筋籠吊裝施工。濕接頭模板采用工具式定型模板，模板應(yīng)通過(guò)螺栓拉結(jié)的方式與結(jié)構(gòu)可靠連接，與定型模板接縫處均應(yīng)采用可靠的密封、防漏漿措施。連續(xù)6 環(huán)安裝完成后，進(jìn)行疊合墻澆筑。

5.4.2 梁柱節(jié)點(diǎn)（中、頂縱梁）澆筑施工技術(shù)

預(yù)制梁安裝完成后，應(yīng)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行定型鋼模板安裝，定型鋼模版施工完成后，用自密實(shí)混凝土（強(qiáng)度C50，抗?jié)BP8）對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行澆筑，混凝土澆筑應(yīng)布料均衡。澆筑和振搗時(shí)，應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行觀察和維護(hù)，發(fā)生異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

5.4.3 疊合板（中板/頂板）澆筑施工

連續(xù)完成一段預(yù)制板安裝（6環(huán)），隨后進(jìn)行預(yù)制板連接處鋼筋籠綁扎施工；在一段（6 環(huán)）預(yù)制板兩側(cè)使用木模板制作堵頭，進(jìn)行疊合板澆筑，澆筑過(guò)程中，應(yīng)對(duì)澆筑的混凝土進(jìn)行及時(shí)、充分的振搗，快插慢提，確保預(yù)制板澆筑密實(shí)，保證澆筑質(zhì)量，在預(yù)制板強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后方可拆除堵頭，開始下一段預(yù)制板拼裝。

5.4.4 鋼管柱芯柱澆筑施工

鋼管柱預(yù)制及內(nèi)部填充混凝土采用C50 以及C50 自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土?；炷翝仓豢梢园l(fā)生離析，利用300 mm澆筑孔，采取安裝串筒澆筑。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文創(chuàng)造性地提出裝配疊合整體式地下車站施工技術(shù)，通過(guò)自主研發(fā)的裝配式全套機(jī)械進(jìn)行構(gòu)建安裝，解決了預(yù)制構(gòu)件翻身、吊裝、精調(diào)、定位等問(wèn)題，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量[4]。南門站對(duì)裝配疊合整體式結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)的研究以及應(yīng)用，必將促使裝配式建造技術(shù)登上新臺(tái)階[5]。