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城轨-明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工工法.docx

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城轨明挖 地铁 滑移 模板 安装 拆除 施工
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1明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工工法中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 张平 刘培洪 蔡豪学 廖剑平 杨冬 1.前言随着我国经济的持续迅速发展,各一线城市轨道交通(地铁)建设逐步展开,且规模越来越大。目前,国内用于明挖地铁隧道工程的内侧墙模板施工技术主要为散拼施工和整片施工。前者由于需要将模板面板、背楞、背肋、对拉螺杆等配件逐步安装,拆除逆序相反,周转使用时再重新拼装组合和分散拆除,需要消耗大量的人力,配件损耗较大,对于模板的质量控制和工期控制不利;后者整片施工,节约人工,配件损耗也较小,由于整片拆除时,人工无法搬运,且侧墙顶板一起浇筑,中间侧墙模板整片无法直接利用常规起吊设备进行吊运。两者均存在众多施工安全隐患,施工质量难以控制,工期难以保障,施工成本高昂。为了更加安全、经济、合理地解决明挖地铁隧道工程内侧墙模板安装、拆除施工难题,特别是侧墙、顶板一起浇筑施工工艺下的内侧墙模板拆除难题,中铁十一局集团城市轨道工程有限公司,开展了承插型盘扣式钢管支架及其模板系统深度研究,并在多项工程实践的基础上,经过系统分析和科学总结,编制本工法。该工法于 2011 年 7 月 19 日获得江苏省工程建设省级工法。2.工法特点2.1 明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工工法,采用独特的设计利用速接架自成体系的特点,通过三角架与立杆八角盘扣接,形成轨道骨架,利用轨道、滑轮实现墙模板滑移;2.2 施工过程安全,施工安装连接方便,可快速组装、滑移、拆卸,占用场地少,文明施工效果显著;2.3 速接架杆件及配件在工厂标准化、自动化制作,产品质量易保证,无零散扣件,不易丢失,杆件表面热镀锌处理,耐用性高,外型美观。3.适用范围本工法是在实践的基础上总结编制而成,可靠实用,广泛适用于明挖地铁、盖挖地铁、箱涵、隧道工程墙模板安装与拆除工程。4.工艺原理明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工工法其工艺原理是利用速接架自成体系的特点,通过三角架与速接架立杆八角盘扣接,形成轨道骨架,利用轨道、滑轮实现墙模板滑移。以原主体结构模板支撑架为基础,安装时首先在离开内侧墙第一排速接架立杆上安装承重三角架,然后将轨道、滑轮依次安装于三角架上,通过手拉葫芦连接滑轮与墙模板,待完全卸掉对拉螺杆螺母时缓慢拆除侧向支撑和底部支撑,再通过手拉葫芦提升模板,待模板提升至一定高度后,且完全脱离墙面时,通过人工牵引,缓慢滑出箱涵,待模板面清2理维护完成后,将模板滑移至下一节块箱涵安装,如需要更换其他规格的模板,亦可将滑出箱涵的模板直接利用起重机械直接吊至材料场地存放。5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程见图 5.1。施工准备三角架安装混凝土达到拆模条件导轨铺设滑轮安装手拉葫芦安装各节点检查水平支撑 , 底部支撑安装卸螺杆 、 螺母各节点检查拆除水平支撑 , 底部支撑滑移前检查人工牵引移模至箱涵外 人工牵引移模至下一施工节块塔吊吊 运至材料堆放场地 模板安装不翻用 翻用图 5.1 施工工艺流程5.2 操作要点5.2.1 专项施工方案设计1、明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除结构设计和计算第一步:制定方案第二步:荷载计算第三步:分别从荷载取值、悬挑三角架体结构形式、安全储备等方面进行各杆件强度验算、节点承载力验算及滑轮导轨强度验算;第四步:绘制架体结构设计图(平、立、剖) 。2、确定各个部位杆件的连接措施及要求,绘制节点构造图;3、说明施工流水步骤,编制构配件用料表及供应计划;4、明确明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工工法操作、滑移(模板滑出吊装或模板定位安装)、使用方法;5、保证质量安全的技术措施。5.2.2 明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工构造设置1、明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工以原主体结构模板支撑架为基础,在离开内侧墙第一排速接架立杆上设置承重三角架;2、明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工结构应根据施工荷载、原结构模板支撑架立杆纵向间距,经过结构计算确定相应三角架规格、组配间距及使用数量;3、导轨采用 100*100*6*8mmH 型钢,轨道铺设需保证轨面(H 型钢下翼缘板)在同一3水平面利于滑轮顺利滑动并且有防止滑轮滑出轨道措施;4、根据施工荷载选用悬吊滑轮,且宜用分体安装式滑轮,可拆分为两半,安装到轨道后,利用螺栓将两半连接即可;5、根据工程实际施工荷载选用模板提升设备,且宜采用手拉葫芦,通过手拉葫芦连接滑轮与模板,人工操作,易于控制提升速度,安全性能好;6、墙模板安装与拆除时,施工荷载除模板自重外,需要考虑少量操作人员同时作业时的组合荷载,考虑安全系数 K=8。故需要根据工程实际荷载计算单个移模装置承载情况及承重立杆的承载力及单侧抗剪能力配置移模设备数量;7、墙模板滑移前需按照方案并结合现场,在滑移模板两端对称位置分别设置了一个牵引点;前进方向牵引点负责向前滑移动力,反方向牵引点通过牵引绳固定于主体结构上,进行速度和制动控制;8、墙模板拆除滑移前为保证安全,需要分别利用水平支撑,底部支撑,在卸掉螺杆、螺母前将侧墙顶紧固定,待利用手拉葫芦将模板提升拉紧后缓慢松掉水平支撑与底部支撑,防止模板突然侧移伤人;9、墙模板滑移到位后,如需要进行模板面的清理和维护必须设置防止墙模板前后移动的防滑移构造措施,该措施可采用钢丝绳、钢管等与原结构支撑架或者建筑物结构进行拉接。如墙模板需要运至材料场地,待墙模板滑移至箱涵外侧时采用起重机械将模板吊装至材料场地存放;10、模板安装应符合如下规定要求:1)水平放样弹线,并采用散片模板及短木方,依线钉接,严格控制上方模板施工保持水平。2)底层预埋对拉螺杆,回锁要牢固。3)墙采用片装模板组装要正方、表面要平整。4)模板片与片间采用螺栓及连接片连接并固定,确保连接牢固。5)墙宽度采用阴螺杆内锥形螺帽及内杆固定,模板固定采用外螺帽及外杆锁定,回锁要牢固。6)墙垂直度采用可调斜杆调整,回锁要牢固。7)外墙最上方螺杆,内杆固定焊于钢筋或与墙板框模板对锁。8)变形缝、施工缝模板采用钢筋焊接固定,焊接钢筋应连续,且搭接焊接长度不得小于 7.5cm。9)变形缝、施工缝模板与结构钢筋处采用免拆钢网模或锯槽板,减少漏浆。5.2.3 施工准备1、明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工前必须制定专项施工方案,保证其技术可靠和使用安全,并经技术审查批准后方可实施;2、明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工前,工程技术负责人应对操作人员进行技术交底;3、对进入现场的速接架构配件,使用前应对其质量进行复检;4、构配件应按品种、规格分类放置在堆料区或码放在专用架上,清点好数量备用;5.2.4 明挖地铁可滑移式墙模板安装与拆除施工1、承重三角架和移模轨道的安装应符合下列规定:1)承重三角架安装时根据原支撑架立杆纵向间距,根据实际施工荷载选择三角架规格确定需要使用三角架,安装时三角架与原支撑架立杆八角盘扣接应保证扣件插销销紧;2)根据专项施工方案与施工平面布置图,确保导轨位置正确,保证轨面(H 型钢下翼缘板)在同一水平面,轨道与轨道对接处采焊接,尽量使其紧密连接利于滑轮顺利滑动,4并在导轨端头设置限位钢板,防止滑轮滑出轨道。图 5.2.4.1 导轨铺设 图 5.2.4.2 导轨铺设完成 图 5.2.4.3 滑轮安装2、悬吊滑轮选用与安装应符合下列规定:1)根据专项施工方案与导轨平面布置图,将悬吊滑轮放到指定位置;2)悬吊滑轮选用应根据工程实际荷载情况进行结构计算后选定符合要求的悬吊滑轮,滑轮形式宜用分体安装式滑轮,可拆分为两半,安装到轨道后,利用螺栓将两半连接即可。3、墙模板提升设备选用与安装应符合下列规定:1)根据工程实际施工荷载选用合理的模板提升设备,人工操作,易于控制提升速度,安全容易控制,宜采用足够承载力的手拉葫芦作为模板提升时的主要工具;2)手拉葫芦安装时,挂钩挂于滑轮上,通过铁链连接于模板背楞,保证铁链与模板连接的可靠性。图 5.2.4.4 手拉葫芦安装 图 5.2.4.5 手拉葫芦安装完成4、墙模板拆除滑移前应符合下列规定:1)预防模板突然侧移伤人措施。分别利用水平支撑,底部支撑,将侧墙顶紧固定,防止模板拆除时突然侧移伤人;2)对拉螺杆、螺母拆除。水平支撑、底部支撑安装完成后利用手拉葫芦将模板提升拉紧后才可以将对拉螺杆、螺母拆除;3)拆除水平支撑、底部支撑。对拉螺杆、螺母拆除后完全拆除后首先利用水平支撑、底部支撑调节螺母缓慢松开让墙模板缓慢脱离墙面;55.2.4.6 水平支撑安装 5.2.4.7 底部支撑安装 5.2.4.8 拆除对拉螺杆、螺母4)墙模板滑移前需在滑移模板两端对称位置分别设置了一个牵引点;前进方向牵引点负责向前滑移动力,反方向牵引点通过牵引绳固定于主体结构上,进行速度和制动控制;5)墙模板拆除滑移前检查。滑移前应重点检查悬挑三角架原速接架支撑组合是否符合设计要求、插销是否处于锁紧状态、悬吊滑轮是否存在变形、制动措施是否符合设计要求等。5、墙模板滑移时应符合下列规定:1)滑移动力。模板滑移时采用人工牵引作为主动力,不宜采用电动卷扬机的电动方式。2)滑移速度。滑移时应控制模板缓慢滑移,做到慢移慢停,不得快移急停,参照平地可移动式工作架移动速度控制经验数据,不宜大于 4m/分钟。3)悬墙模板滑移到位后,应立即做好防止滑移的构造措施。5.2.4.9 人工牵引滑移 5.2.4.10 人工牵引滑移至下一施工节块 5.2.4.11 机械吊至材料场地5.2.5 滑移设备拆除1、滑移设备拆除应符合专项施工方案中的规定。2、滑移设备拆除前的准备工作应符合下列规定:1)应全面检查悬挑三角架与原速接架立杆连接、轨道与悬挑三角架连接、轨道与滑轮连接等是否符合构造要求。2)应根据检查结果补充完善各项施工方案中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施。3)应由单位工程负责人进行拆除安全技术交底。63、滑移设备拆除时,应符合下列要求:1)各构配件严禁抛掷至地面。2)运至地面的构配件应及时检查、整修与保养并按品种、规格随时码推存放,包装外运。5.3 劳动力组织见表 5.3。表 5.3 劳动力组织表序号 名 称 人 数 备注1 管理人员 1 现场总负责2 技术人员 1 编制专项施工方案、技术指导和现场质量控制3 专职安全人员 1 现场安全管理4 专职测量人员 3 现场定位、标高测量5 施工班长 16 架子工 3按工程规模设置班组数量6.材料与设备6.1 速接架部件材料见表 6.1.1表 6.1.1 速接架部件材料表规 格部件名称 材质 外径×壁厚(㎜×㎜) 长度(㎜) 备 注立杆 Q345 48.3×3.260.3×3.2500、1000、15002000、2500、3000 常规杆件以 500㎜为模数横杆 Q235 42.7×2.548.3×3.2600、900、12001500、1800、2400 常规杆件以 300㎜为模数斜杆 Q235 34.0×2.542.7×2.5立杆纵、横距×横杆步距 横杆步距通常为 1000、1500可调底座 Q235 38.0×5.048.0×5.0200、500、600三角架 Q235 48.3×3.2 600、900表 6.1.2 其他部件材料表部件名称 材质 规格 长度(㎜) 备 注轨道 (H 型钢) Q235 100*100*6*8mm 6000滑轮 2.5''手拉葫芦 2t牵引绳 30m76.2 机具设备表 6.2 主要机具设备表序号 名称 单位 数量 备注1 水准仪 台 1 水平度控制2 经纬仪 台 1 角度、垂直度控制3 50cm 水平尺 把 2 水平度调节4 5m 钢卷尺 把 2 测量放样5 30m 钢卷尺 把 1 测量放样6 游标卡尺 把 1 管径壁厚测量7 墨斗及弹线 个 1 弹线放样8 12〞活动扳手 把 3 架体缆绳加固9 铁榔头 把 5 槌实插销7.质量控制7.1 产品进场质量控制7.1.1 进入现场的速接架构配件应具备以下证明材料1、主要构配件应有产品标识及产品质量合格证;2、应提供配套管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。7.1.2 构配件进场质量检查的重点钢管壁厚、焊接质量、外观质量、可调底座和上调托座丝杆直径、有效半径、与调节手柄配合间隙以及材质等,详见表 7.1.2。表 7.1.2 构配件进场质量检查项目表部件名称 检查项目 允许偏差(㎜)长度 ±1.5弯曲 6裂纹 无壁厚 -0.2立杆横杆锈蚀 无或轻微长度 2.0弯曲 8裂纹 无壁厚 -0.2斜杆锈蚀 无或轻微长度 ±3.0弯曲 1丝杆直径 -0.1丝杆有效半径 -0.1上调托座可调底座丝杆与调节手柄配合间隙 L/2008锈蚀 无或轻微8.安全措施8.1 认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,严格执行国家行业和企业的安全生产法规和规章制度,认真落实各级人员的安全生产责任制。8.2 严格按照施工作业流程搭设和拆除。8.3 作业人员必须正确佩戴安全帽,高空作业系好安全带,并扣在支模架横杆上面,支模架间隙以 45mm 厚木板铺设施工走道,垂直运输充分利用塔吊等起重机械将杆件吊运至作业平台,部分由于工地场地限制无法采用塔吊吊运的杆件及材料,采用滑轮绳索吊运,施工时下方场地必须保持净空,绝对禁止非作业人员进入现场。8.4 工序检查:施工现场应配备专职质量员和安全员进行前后道工序交接检查和现场监护,支模架验收合格后才能进入下道工序施工。9.环保措施9.1 成立对应的施工环境卫生管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的的有关环境保护的法律,法规和规章,加强对施工现场材料,设备,废水,生产生活垃圾,弃渣的控制和治理,遵守有关防火以及废弃物处理的规章制度,做好交通环境疏导,充分满足便民要求,认真接受城市交通管理,随时接受相关单位的监督和检查。9.2 将施工场地和作业范围,限制在工程建设允许的范围内、合理布置、规范围档、做到标牌清楚齐全,各种标识醒目,施工场地整洁文明。9.3 优先选用先进的环保机械。采取措施降低施工噪音到允许值以下,同时尽可能避免夜间施工。10.效益分析10.1 经济效益分析充分利用速接架节点的优越性,保障了模板滑移的安全。墙模板拆除后滑移到下一个施工节块或者直接通过起重机械吊运至材料场地,整片滑移拆除、安装、吊装,只需将模板面清理即可翻用,与其他安装、拆除方式相比大幅度节约了材料和劳动力施工成本、缩短了工期。主要经济效益分析如下:2010 年度节支总额 31.5 万元(节约人工费 8 万元,节约料费 21 万元,节约机械使用费 2.5 万元) ,新增利润 31.5*0.85=26.775 万元,新增税收 31.5*0.15=4.725 万元;2011 年度节支总额 63 万元(节约工费 20 万元,节约料费 38 万元,节约机械使用费5 万元) ,新增利润 63*0.85=53.55 万元,新增税收 63*0.15=9.45 万元;10.2 社会效益分析该工法的使用解决了传统模板拼装和拆除方法所产生的拼装拆除效率低、安全风险大、模板拼缝多、施工质量难以保证、文明施工差等缺点,在车站的施工中每段结构缩短施工周期近 4 个月。同时,由于模板周转的快,减少了周转材料的投入。在拆除过程中由于可以整体拆除并通过滑移将模板移动到结构外侧,也减少了人力的投入和施工安全风险。在无锡地铁 2 号线 03 标车站的施工中,我公司凭借这一工法,车站及明挖结构主体安全、快速的施工完成,获得业主及业内人士的高度评价,现已在南京地铁 3 号线 D3-TA02 标车站施工中推广应用。910.3 节能环保效益技术创新充分利用速接架产品和系统模板科学、合理的构造,快速组装,利用三角架和导轨实现模板滑移,施工安全可靠。充分利用速接架节点的优越性,保障了模板滑移的安全。速接架杆件表面热镀锌,且外型美观,在现场储存堆放整齐、占用场地少,文明施工效果显著,环境效益好。11.应用实例11.1 无锡市地铁 2 号线 03 标:查桥站位于无锡市查桥镇,向西接金桥路高架站,向南通过出入段线连接查桥车辆段,向东为地铁九里河站。本站地处规划锡东新城开发区,地铁施工与新城开发区规划市政基础设施同步实施。场地开阔,地铁施工无地下管线。车站总长 438.160m(以 2 号线右线为准),标准段有效站台宽度为 13m,车站外包宽度为20.3m,为拟建轨道交通 2 号线和 4 号线的换乘站。本工程侧墙与顶板一体化施工,内侧墙模板安装与拆除时采用本工艺,墙模板达到强度要求采用整片拆除、滑移至下一施工节块,经过表面清理后,定位、安装墙模板,整个施工过程安全、便捷,占用起吊设备时间短,大幅度的提高了施工效率,节约了材料和劳动力施工成本、缩短了工期。为本工法的核心技术奠定了基础,也为类似工程积累了丰富的施工经验。施工期:2010 年 11 月~2011 年 3 月。11.2 无锡市轨道交通 1 号线 14 标:梁东站车站起点里程为右 SK19+727.469,至终点里程右 SK19+994.169。车站主体结构外包长度为 266.7m,内净长为 265.1m,标准段外包宽度 18.7m,净宽 17.3 m,端头井段外包宽度 22.8m,净宽 21.2m。车站主体埋深标准段约16m,端头井段约 17 m,负一层净高 4.75m,负二层净高 6.06m。本工程侧墙与顶板一体化施工,内侧墙模板安装与拆除时采用可滑移式墙模板安装与拆除施工工法,墙模板达到强度要求采用整片拆除、滑移至下一施工节块,经过表面清理后,定位、安装墙模板,如需要更换其他规格模板,只需将模板滑移出箱涵后采用起吊设备吊运至材料场地存放即可。整个施工过程安全、便捷,大幅度的提高了施工效率,节约了材料和劳动力施工成本、缩短了工期。为本工法的核心技术进一步奠定了基础,也为类似工程形成了比较成熟的施工工艺。施工期:2010 年 11 月~2011 年 3 月11.3 施工情况施工中通过改变传统的模板拼装工艺,对采用整体模板及整体滑移进行相关技术攻关,从 2010 年 11 月进入主体结构的施工,通过采用可滑移式模板的安装及拆除工艺,每仓的模板拼装时间缩短 2~3 天,左右线于 2010 年 1 月顺利通过完成主体结构施工,施工未发生安全、质量事故,创造同类工程施工速度之最快。11.4 施工结果评价11.4.1 本工程侧墙与顶板一体化施工,内侧墙模板安装与拆除时采用本工艺,墙模板达到强度要求采用整片拆除、滑移至下一施工节块,经过表面清理后,定位、安装墙模板,整个施工过程安全、便捷,占用起吊设备时间短,大幅度的提高了施工效率,节约了材料和劳动力施工成本、缩短了工期。11.4.2 本工程模板为大模板拼装及拆除,可滑移式模板的应用解决了侧墙、顶板砼整体浇筑后内侧模板难以拆除及吊运的问题,得到了同行业其他施工企业的认可。11.4.3 砼浇筑的整体效果好,砼墙面平整、光感质量好,得到了地铁公司的表扬。11.4.4 本发明的技术方案科学合理,施工安装连接方便,可快速组装、滑移、拆卸,占用场地少,施工效率和文明施工效果显著。1011.5 推广情况目前城市地铁车站施工越来越多,而且大多为明挖车站。目前这一工法也得到其他施工单位和地铁公司的广泛认可。随着地铁车站施工的飞速发展,该工法的推广应用前景也越来越广阔。
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