地铁工程拉杆式组合模板设计的施工技术

拉杆式组合模板设计在盾构始发井砼结构施工中的应用【内容提要】某盾构始发井因施工工期紧迫，竖井开挖结束后混凝土结构施工与后配套暗挖区间施工需同步进行。本文重点介绍为了满足暗挖施工作业空间，达到竖井结构施工与区间隧道暗挖施工平行作业目的，竖井混凝土结构施工时采用的拉杆式组合模板设计、验算及施工。【关键词】盾构始发井同步施工拉杆式组合模板暗梁中板1、引言城市地铁修建经常遇到场地狭小、工期紧迫、各作业面施工相互干扰等诸多不利因素，本文介绍的盾构始发井位于一居民小区内，始发井建成后兼作4层区间风机房，砼结构施工复杂。始发井拟采用两台盾构机同方向掘进施工，盾构机采用整体始发方案，始发前需完成始发井砼结构及后配套70m暗挖施工。传统始发井砼结构施工多采用组合钢模板+满堂支架法形式，但满堂支架结构无法满足竖井砼结构与通过竖井施工的暗挖区间同步施工要求，为此竖井砼结构设计了拉杆式组合模板形式。2、工程概况区间风井主体结构施工阶段作为盾构始发井使用。且联络通道、区间泵房、区间人防段均设置于此处。始发井为地下四层矩形封闭框架结构，地下一层为变压器及开关柜室，地下二层、三层为区间风机房，地下四层为轨行区，包含区间联络通道、区间排水泵房与人防段。始发井内轮廓尺寸长21.3m，宽23.45m，基坑深27.51m。盾构始发井主体结构施工采用明挖法，围护结构为φ1200mm的钻孔灌注桩，基坑采用内支撑体系始发井采用钢筋混凝土箱式结构。本工程底板、中板、顶板、砼梁板、内衬墙等结构部位采用C30防水砼，抗渗标号为P10，底板下设垫层，垫层采用C20砼。各结构部位具体尺寸详见表1。表1：主体结构概况一览表志项目购材料及尺寸良底板圆C3专0壳钢筋混凝土，洁P1抖0欧，饮厚成900mm幻侧墙莲C3逮0佳钢筋混凝土，冤P1相0近，缴墙厚插9奶00洽mm币中板翻C3健0与钢筋混凝土，色P1胜0肉，生墙厚翻4部00斜mm库顶板辱C3通0绩钢筋混凝土，供P1饭0侵，食厚稻900mm始发井结构平面图及剖面图见图1。图1始发井结构示意图3、施工顺序主体结构施工顺序由下至上进行。当基坑的土方开挖至基底后，首先进行混凝土垫层施工，接着进行底板防水层及侧墙找平层、保护层、防水层施工和底板钢筋等一系列工序的施工。主体结构各施工段在竖向上划分为第一步浇筑（包括底板、侧墙0.5m）→第二步浇筑（第三层底板下3m）→第三步浇筑（第三层中板下2.05m）→第四步浇筑（第三层下0.5m、第三道暗梁、第三层中板上1.5m）→第五步浇筑（第三层中板上2.38m）→第六步浇筑（第二层下0.5m、第二道暗梁、第二层中板上1.5m）→第七步浇筑（第二层中板上2.88m）→第八步浇筑（第一层中板下0.8m、第一层中板上1.5m）→第九步浇筑（第一层中板上2.9m）→第十步浇筑。4、主要模板支撑材料及形式盾构始发井施工阶段首先要浇注二次衬砌、加固环梁、临时墩柱、临时梁、中板等结构。浇注模板采用组合钢模板，组合钢模板的配模主要采用1.5m*0.6m大块模板配合1.5m*0.3m以及拐角处的异型模板，钢模板采用竖向支立（长边竖直组拼）每次浇注高度为3m。模板支撑方法采用主要材料为I28B工字钢、[14槽钢、<50角钢、5cm*5cm木方、10cm*10cm木方，φ25预埋钢筋拉杆。5、关键部位模板支撑方案墨5.朴1柿底梁底板以及殃底板的倒角位哀置和侧墙卸0.5蒸鲜m景第一步，浇注炒倒角时，在倒唯角上预埋固定艇工字钢所用浮的稍φ酱2虹5效预埋钢筋，同眨时将倒角用混际凝土找平，为劝第二次浇筑时毫支劣立白I28递B苍工字钢做准备双。密5.对2概侧墙浇筑（距跨上层中板下稳0.5烤悉m呆）长第二步，浇注顿衬砌第二层混弃凝土（辆3鸡丙m佳）踢。溜传首先支立工字毒钢，工字钢整餐根支立，纵向剖间距脚为骨1血根嘉/肿划m必，工字钢与底妥板预埋钢筋焊父接牢固，如图桃所示在超过待球浇筑的杜3拨鄙m画混凝土位置，药将围护桩混凝废土用风动凿岩葵机凿开，露出复桩基钢筋，将急对拉螺栓预埋环到围护桩内，深后与工字钢背婶后的槽钢摊用造M2匆0尖螺母固定牢固灵，拉紧工字钢伏，具体见图二置，支立模板，辞本次完成愉3坐件m忽浇筑，需胶要福2共层模板，模板呈背后采躺用兔2篮根逼［尚8死槽钢背靠背焊纸接作为背肋间炉距走0.75谈召m葱，背肋与组合长钢模板位置通饭过点焊方式连步接，搭设脚手幅架作业平台，纠采对用去φ见4翁2立脚手架，脚手促架横向间距呆0.6港滴m牌，纵向间距穿0.6毫叨m亿，步距栽0.6冲御m插。寸第三步浇筑衬讲砌腹1.05渴灵m延，在第一层侧内墙与第一层环渣梁处预留疫0.5快荐m猎，歪再背第四步中蛾板宰浇筑。修徐尺宣陶乡角图菊2辅侧墙浇筑结构崭示意图万5.臂3郊暗梁浇筑（中洒板上丰1.5喝劈m俗）剖首先拆除前三踢步混凝土支撑赠的工字钢和模肥板后，搭设支繁撑环梁用的脚浇手架，同时脚奖手架搭设平台喉继续向第一层左环梁搭设，模胶板倒用至第四痕步混凝土浇注耳，第四步浇注巡第一层环梁下吨剩余秩0.5m咱侧墙、第一层税环梁和第一层商环梁以上的坑1.5棋来m既混凝土浇注，弯环梁处的模板织采用竹胶板后嚷背钥6cm路*堪6cm槽木方，纵向背四10cm低*意10cm值木方，木方与螺工字钢间采用谁10cm锐*洪10cm弦木楔子与工字毫钢受力，第一雄层环梁上的贯3练塔m葵混凝土采用桁唉架与工字钢相概连，工字钢背筒后使用两根卡［衡1疯4逼槽钢背靠背焊英接并且穿螺栓黎与围护桩内钢判筋焊接，拉紧阔工字钢，具体纳见图七桁架大绸样图和图八槽须钢焊接大样图等。如图七所示偷，在桁架和环拖梁交界处，用槽两杜根愧3泥0松工字钢作为环燥梁的支撑，工叉字钢间距拥0.75唇于m虑，环梁的支撑去方法采用脚手产架，横向间距击0.3扑墓m亩，纵向间距漆0.9鹅弄m孙，步距笼0.6充稳m屑，具体见图杆3钱。本图击3谁裕环梁支撑方法好5.坏4载中板及中板梁聋浇筑吸竖井衬砌的中弓板浇筑采用满逢堂支架，由于价竖井衬砌与暗牲挖段同时进行葵，故在暗挖洞肃口处预留高度那为氏5秩壤m捕，宽度为浴6.军3赤彻m杂的门洞，以便碰用于暗挖段的拌出渣。6、受力验算奇6.1听荷载计算缝混凝土侧压力骄按柏3m特灌注高度考虑皇：搞P贩=络2500k作g锡/m今3卷×摔3m奴=袍7500kg乔/m召2净；笨施工荷载私：馋塘100kg躺/m建2掀；项倾倒砼荷载福200kg冲/m予2抗；骑振动荷载算：欺蹦400kg德/m槐2造；溜最不利荷载组佩合掌：达7500+1皇00+400苦=性8000k觉g掌/m纳2啦；宽安全系数絮按寸1.斗2安考垮虑秒参：芹吼8000k漫g枪/m据2蛙×1.2=洞9600k渡g脉/m命2股=恰0.96k延g希/晃cm杆2焦6.2误横带计算唤考虑组合钢模柄横带间距射75cm叠，工字钢竖肋闭间距隶1m抹，荷载星q=捡0.96k锯g差/危cm阻2撑伤×粥75懂cm裂=岛72kg宰/费cm拥。羞6.3可横带兰检算份胁您支点反岸力舞R=宿3600k扇g真，率弯符矩酬M=7.2*牺104kg障.cm忆，增选取截面抵抗覆矩冲W=裤41.1曾cm渠3绘，絮挠度要求焰f=L/50未0=假0.2cm称，铃反算惯性谋矩芬I=疏114.3州cm旺4狮依据上面计算价结果，选嘉用泰2陡根偿【责8宵槽钢背对背焊透接作为横带使早用买绕：劫2售【含8左槽钢截面特性具：某2A壤=2×10.怎24=剂20.48条cm禁2闭，攻2W=2×晓25.3=易50.6沟cm挡3欧＞咐41.1黄cm搞3付，益礼2竖I看=2×101中.3=后202.6公cm址4秤＞应114.3葵cm卡4持，想竖满足使用要求畜。当6.4桑竖带计算柔考虑竖带上下傍两排拉杆间距杰3m话,晒荷载承蒙受富4很个横带传递问的妈4血个支点反力，幅每支点反坑力患R=研3600k左g进，讲地P=2×永3600k午g狠=名7200k必g电。秆检算竖带掌：臂支点反差力碌R=瞎14400明kg揪，朗神弯堡矩胀M=108*坝104kg另.cm睛，宅兼选取截面抵抗期矩植W=歉617.1戏cm涂3覆，白挠度要求看f=L/拐4散00=谷0.辰75况cm祖，交楼反算惯性鼻矩寒I=废6589.2夸cm根4伞。捧a漫依据上面计算低结果，选用两执根工冬22a吼工字钢作为竖枪带使用户，灶工防22a闪截面特性毅2A荡=释84.0截cm鸦2透，露2W=罗618.0贵cm圈3密＞首617.1播cm赛3庙，散锯2达I搭=钻博6800.0叔cm米3泪＞辣6589.2貌cm美4难洁，晒满足使用要求吓。返b仅依据上面计算桥结果，选用单盼根刘工昨28桨b漠工字钢作为竖漏带使用仓水：牙层工丛2模8b喘截面特找：刷A=只61.1c坝m躬2冤，瘦W=巴534采.0激cm旅3珍＜温617.1敏cm劝3青(城应力按域1750k布g辱/m掏2焦考虑，偏于保诉守姜)祖，叶I哗=泡祥7贪480减.0校cm天3威＞撇6589.2预cm会4考，经满足使用要求债。命6.5海、拉杆计算活支点反力雹96kg共/秀cm雪×债300锅cm臂食/2=应14400尿kg洒，辣考虑每根竖带确左右两根拉杆金，每根拉杆拉糕力通N=愁14400罢歇kg政/2=若7200kg柳，策面畏积铅A=干3.0cm惊2熊（应力按索2400k翁g访/m笔2塌考虑）排，谋直径突d=桑1.95cm固=趁19.5mm争，浴选用直疑径姥2诚0洁圆钢筋加工。马6.6毯、上下拉杆槽杠钢鸭考虑围护桩间印距的影响，两罢根拉杆可能在斗同一位置或较握近，计算拉杆涉槽钢横带抗剪既按承受两根拉肉杆拉力同时作择用在一个位置负。黑剪力食7200酿kg滋×2=碑14400k余g峰，如剪应力吵1750装kg耳/m彩2纺×0.6=唐1050俩kg艳/m我2报，故槽钢面很积葬A=叠13.7m关2梳，胃选件用夺2渣根阔【妻1崖4桃槽钢击，运2喊【辱14探均面静积肤A=2×撕18.51霉m叶2斩=韵37.02史m需2韵＞版13.7m绞2士，昨仰张满足使用要求找。7、结论膏a挎采用拉杆式组壮合钢模板结构负顺利完成了盾伪构始发井结构阴施工同时，暗钻挖隧道左先完绩成婚59m宣，右线完成鹿72m浪，达到盾构始搭发条件耽，医实现预期目标才。锦b踏拉杆式组合钢粪模板结构设计鸭很好的解决了