预制装配式结构在大型市政地下工程中的施工应用

２０１８年１月第１期　城市道桥与防洪　相关专业１７７　ＤＯＩ：１０．１６７９９￣．ｃｎｋｉ．ｃｓｄｑｙｆｈ．２０１８．０１．０５４　

预制装配式结构在大型市政地下工程中的施工应用　

任天晔　（上海公路桥梁（集团）有限公司，上海市２０￣３３）　摘要：我国人口老龄化致使建筑行业用人难度加大，目前各工程项目工地上用人难的问题目益突出。面对建筑行业急需　工业化、标准化转型的前景，研究大型市政工程预制装配式结构应用具有重要意义，并且对预制装配式结构在大型市政工　程中应用的意义进行探讨。依托上海浦东某轨道交通二层地下岛式车站的预制装配式构件的施工，探讨大型市政地下工程　预制装配式结构的施工技术问题，着重分析轨道交通地下车站预制装配式楼梯施工中出现的问题。　关键词：预制装配式；轨道交通；市政工程；施工技术　中图分类号：ＴＵ７４１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００９—７７１６（２０１８）Ｏ１—０１７７—０４　

１发展市政工程预制装配式的意义　近几年我国劳动力逐渐缺乏，各个地方多年　从事施工现场管理的人员都明显感觉到施工劳动　力不足。可见老龄化、人们不愿从事艰苦施工行业　等因素导致的建筑行业劳动力短缺已经开始。　我国人口老龄化趋势如图１所示Ｉｌ】。　图１　２０１６－２０５０年中国老年人口规模和比重　面对未来劳动力不足的严峻形势，预制装配　式结构节约劳动力的优势大大体现。除此之外预　制装配式结构还具备施工时间短、环保节能、克服　季节影响、工程质量容易保证、工业产业化高等特　点【　】。　目前我国预制装配式结构主要集中于房屋建　筑行业，尤其是国内预制装配式住宅发展极为迅　猛。据不完全统计，２０１３　２０１５年每年全国预制装　收稿日期：２０１７一ｏ９—１２　作者简介：任天哗（１９８２一），女，江苏如东人，工程师，主要从事　轨道交通及深基坑工程科研。　配式住宅建设面积将近１　０００万ｍ　｝５１。２０１６年国　务院出台《关于进一步加强城市规划建设管理工　作若干意见》，该文件明确指出发展新型建造方　式，大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污　染，缩短建造工期，提升工程质量。力争用１０年左　右的时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到　３０％嘲。　综上，在国家政策、未来劳动力不足等因素的　作用下，预制装配式建筑必然具备巨大的发展空　间，其迎合了未来建筑行业的发展需要。目前预制　装配式已经在我国各地得到普遍推广，但是在大　型公共市政建筑中却推广缓慢，尤其是城市地下　空间结构方面。由于地下空间防水和防潮较为重　要，且目前的预制装配式结构在这方面的技术比　较薄弱，因此地下结构的预制装配化进程还处于　起步阶段。但是除了外围的防水围护结构之外，地　下空间结构中的其他梁、柱、板等结构完全可以使　用预制装配式，可见地下空间预制装配化还有巨　大的发展空间。地下工程往往涉及到深基坑，其施　工对周围环境影响非常大，尤其是降水、变形等对　周围地面沉降的影响极为严重，因此缩短施工周　期对控制周边环境改变有重要意义。而预制装配　式可以大大缩短工期，在地下空间进行预制装配　式施工不仅节约劳动力，还具备减小影响周边环　境的效果【　】。　

２工程概况　上海市浦东新区轨道交通某线某地铁车站，　全长１８８．２　ｍ，为地下二层岛式站台车站。车站按　１７８相关专业　城市道桥与防洪　２０１８年１月第ｌ期　双柱三跨框架结构设计，具有４个｝Ｈ入口，２个风　亭。全站站台板和６部楼梯采用预制装配式结构。　据对上海轨道交通车站施Ｔ的调研，该车站　使用预制装配式结构还属首例。研究分析该地铁　车站中预制装配式结构的施Ｔ技术及经验对今后　的应用具有重要意义。　

３预制装配式结构设计　３．１　ＰＣ构件尺寸设计　由于地下市政＿Ｔ程的特殊性，设计阶段在不　改变地下车站主要结构为现浇的前提下，着手将　部分构件设计为预制装配式。　（１）基于地下空间市政工程预制装配式还处于　起步阶段的特点，对整个工程的结构体系进行策　划，需在尽可能满足预制装配率的前提下降低施　Ｔ成本。　（２）房屋建筑的墙板、梁柱等构件均较小，并　且地上建筑吊装条件优良，而地下市政Ｔ程却正　好相反。因此需要着重考虑预制构件的吊装、安装　等施工问题来确定地下车站中各个构件是否采用　预制装配式。　（３）大型市政Ｔ程不同于房屋建筑Ｔ程，往往　在结构设计上具有不可重复性。因此在考虑采用　预制装配式时还需要看各个构件预制是否具备可　推广性。　（４）预制装配式结构需要考虑构件生产、运输　能力、构配件的制作、堆放和起重运输设备吊装能　力及起重运输设备服务半径所需的空间。　（５）依据施工水平、工期要求，同时考虑建造　成本，初步确定本项目的预制率及预制构件种类。　在满足建筑使用功能的前提下，装配式构件设计　应采用标准化、系列化设计方法，满足体系化设计　的要求，充分考虑构配件的标准化、模数化、多样　化。　最终确定该地铁车站的预制装配式构件分为　预制梯板、预制站台板两种构件。　３．２构件标准化设计　经深度优化设汁，在尽可能满足标准化的基　础上楼梯梯板构件设计为５９０　ｍｍ和６９０　ｍｍ两种　宽度规格，梯板厚度均为２５０　ｍｍ，选用１５０　ｍｍ×　３００　ｍｍ和１５９　ｍｍ　Ｘ　２８０　ｍｍ两种规格的踏步。最　大楼梯板重３．７８　ｔ。每块楼梯板一端设置两个灌浆　连接孔，与梯梁通过螺杆和灌浆料等统一连接，如　图２所示。　本丁程标准段站台板宽ｌ２．５６　ｍ，标准厚度　０．２　ｍ，为钢筋混凝土结构，如图３所示。　

图２模具拆分示意图及实物图　图３标准段站台板（单位：ｍｍ）　考虑到吊装运输的困难，总体宽度为１２．５６　ｍ　的站台板分三块预制，如图３中间一块长度尺寸　为６．４　ｍ，两侧两块为２．８８　ｍ，加上两个０．２　ｍ的　后浇带共ｌ２．５６　ｍ。　在地下空间中吊装受到限制，因此单块站台　板不宜做的太大，长６．４　ｍ的站台板宽度为１　ｍ，　重量为３．２　ｔ，２．８８　ｍ的站台板设计宽度为１．５　ｍ。　如果遇到柱子等可适当改变造型。　站台板在后浇带处预留１８０　ｍｍ长的搭接主　筋，为后续两块站台板连接为一个整体做准备。　

４构件吊装　本］二程项目在主要结构施工完毕后，进行预　制站台板和预制楼梯板的施工。在施工过程中吊　装分为露天吊装和封闭空间中吊装两种。　本文仅介绍本工程地下封闭空间吊装施＿Ｔ技　术，这对今后轨道交通地下丁程预制装配式施工　据有重要意义。　４．１吊装机械的选择　本Ｔ程预制构件吊装受限于地下空间的不　足，不能采用常规吊装设备吊装。地下车站分两　层，负一层净高４．９５　ｍ，负二层净高６．０５　ｍ。负一　层和负二层均为三跨框架结构，中间有上下翻梁　和立柱等障碍。　在吊装研究中准备了两种方案。方案一为制　２０１　８　１月第１期　城市道桥与防洪　造・俞专门吊装设箭水吊装本ｒ　的预制构件　吊装没备具有水下和垂直运输的功能，可以在底　板Ｉ二起吊各类构件，操作方便。　足地下＿『　程的重　复性少，该设备并不适合｝仨广，机械制造成本不能　摊销，ｌ目此方案没有经济可行性、　案二是采川ｆ“场上已经存　的ｓ　ＴＣ５　履　带起　机吊装该起　没备最大起｝曩　为５　ｆ，自身　重鞋为１０　ｔ，Ｉｔ』以携带酉物在平坦地叫上自如运　动　、卞ｌｉ比方案一，采Ｊ｝Ｊ陔种吊装方案ｒＩ『以避免昂贵　的没箭制造赞川，　仪仪花赀一些｝殳备ｌ卡【ｌ赁赞，住　经济Ｉ　具有推广性干¨ｆ１『操作性　是，｝　站公共Ｉ　：　偻悌悌板最重・种　‘为３．７８　ｆ，履带吊最大起重　能力仪仪为５　ｔ，因此　＊要非常严格的汁算米确定　吊装设备的起吊他越、起吊同转半径等才能实现　吊装．．其巾公共ｆ　：楼梯最难吊装，本方案选择双机　抬吊的方式存负一层对公共区楼梯梯板进行起　吊．　且成功实现｝弟板的吊装　最终选Ｊｆｊ　ＳＷＴＣ５　履　“ｐ　－起重机来吊装预制构件　４．２楼梯段吊装　本　翻翌项日楼梯仪仅对梯板进行预制，其余　梁住结构均采朋现浇　颅制楼梯上下符订２００　ｉｌｌｌｎ　宽搁　在楼梯梁　楼悌梁上预埋　ｌ６高强螺杆，　其　每块梯板Ｌ下两端预留的灌浆孔卡ｆｌ对应，灌浆　孔５０　ｌｌｌｒｌｌ，预埋螺朴最大可允许误差为３４　Ｆｌｌｇｌｑ　、　以公共区地下夺问楼梯吊装安装为例，其流　程ｆｎ１下　：　（１）放卡私板安装控制点，依据控制点存预制偻　梯吊装前应复洲梯梁　标高．　ｌｎ１发现悌梁面不平　或者标高不正确，　刻采用打磨或１彳抹灰等措施　保证梯粱面到标高　复测梯梁Ｉ　预埋螺杆的　标，　果蝶杆坐标超ｆｆＩ允许范ｆ｛；１应立刻纠偏褴改。　（２）在梯梁　刷　份氯基粘结剂，然后在其　上铺设６・ｎ儿１厚丁腈小脂橡胶垫（Ｊ　寸依据楼梯宽　度而定，一般其宽度　２００　ｉｎｌｎ）。丁腈小脂橡胶垫　根据预埋的螺杆钻　５０　ｌ＇ｎｌＩｌ的孔，其孔正好套　住预　的高强螺杆　之后在丁情术脂橡胶垫上　刷组份氯基粘结剂　做这一步主要足为满足偻梯　的抗震＝　（３）将预制偻悌ｆ』豆　车站底板Ｉ　水甲运输到位，　并｝Ｉ＿将ＳＷＴＣ５　履带起重机吊运刮１　站中板指　定ｆ　，楼梯吊装情况　图４所爪　存３　ｆ以　Ｉ　悌板采用双机抬吊的方式起吊安装．起吊过程　巾严禁履带吊超过施ｌ　方案设汁『ｆｌ１转　径施Ｔ　吊装过程中一切依据施Ｔ方案巾的步骤来实施：　（４）调骼梯板化　，将梯板上下端预留网孑Ｌ套　到梯　上的预　螺朴之上，并儿　爿　化　将螺杆　

相关专业１７９　图４公共区楼梯吊装图　ｌＩ　Ｆ落到预留　１４Ｌ的正中。　（５）依据控制　・＿纠正梯板纵横…位置，确　符　块悌板放　划指定化置Ｊ二，　时减少悌板之　的　不均匀高差　（６）楼梯悌板吊　完毕之后，　搬与梯板之问、　梯板与楼梯休息　二、之间、预埋螺卡ｆ与梯板灌浆　孔均存　空隙．．梯扳与梯板之Ｉ＇Ｈ　：小需要处理，将　来采用楼梯铺装ｆｆ接覆盖，许排拼放的悌板川　【１）ｌ２高强螺杆托结成为一体．　１悌板在横向上　不移动＝梯板端部　楼梯休息　俞之问缝隙采川　聚笨材料琐充，然＾　在聚笨之Ｌ琐堪ＰＥ俸，在Ｐ　棒Ｌ填充结构密埘胶起防水　封作川。梯扳灌浆　孔ＩＥ好会在梯梁的颅埋螺杆■　抛没计，楼梯＿Ｉ　端是固定支麻，下端为滑动支座　端灌浆孔巾采　川Ｃ４０ＧＣＭ灌浆料填满，使得偻悌　ｊ梯梁成勾一　个栏体；下端灌浆孔中先放直　卡¨“｛的钢垫片，再　川螺母将钢　片…定住，然后　俐　片之Ｊ　灌注　（：４０ＧＣＭ灌浆料．将孔口填平，　此　钢　片下形　成一个１９０　ＩＩ１１１１商巾空空间，　叮确　悌饭下端…｛ｌｊ　滑动　（７）做完所／ｆ　ｆ　作后将预制结构进行成　保护　４．３站台板吊装　到日前为止陔ｌ　程的站台饭还术施１　，似是　初步施Ｔ方案采川ＳＷＴＣ５，　履带：起电机来吊装　站台板构件规整，　目．吊装条件　比偻梯有利，　此吊装过程ｌ卡ｆｉ刈‘简ｒ『Ｉ＿＝这　暂ＩＩｌｆ小做讨论，、