装配式地铁车站施工技术研究与应用

装配式地铁车站施工技术研究与应用

杨海峰

中交隧道工程局有限公司  北京市  100000

摘要：本文以青岛地铁8号线支线泸州路站为例，介绍了装配式地铁车站施工技术的应用，并围绕技术重难点问题展开专项研究，利用龙门吊+坑内分离台车进行拼装作业，通过提前预埋反力架定位装置，增加了环节定位的精度,提高了工程建设进度和质量。本文进一步阐述了预制衬砌结构自防水、接缝防水、接缝榫槽注浆防水、现浇段与预制段连接部位防水等措施的应用，为装配式地铁车站施工技术的推广提供了有益参考。

关键词：装配式地铁车站;预制构件;反力架定位装置；结构接缝防水

一、引言

分块装配法技术在前苏联得到了进一步应用[1-4]，被用于明挖地铁车站工程中。早期地铁车站结构多采用矩形装配式结构，底板构件接头为现浇钢筋混凝土整体连接，并预留杯口供上部构件连接。边墙、顶板、中板、梁、中柱等构件则采用分块装配工艺，并对顶板构件进行了密肋板式轻量化处理[8-11]。这种方法不仅提升了施工速度，还确保了工程质量，也为地铁建设开辟了新路径。

在我国，装配技术在地下工程建设中得到了前所未有的快速发展，尤其在地铁车站的建设中，取得了显著的进步，但在地铁车站的装配过程中，仍存在一些问题亟待解决。具体来说，劳动力消耗高、装配效率低、装配质量差等问题依然存在，拼装精度和效率的提升是现阶段装配技术革新的关键，而我们也正在积极研究和探索新的技术和方法，以期解决这些问题，进一步推动我国地铁建设事业的发展[12-15]。

二、依托工程概况

1.工程概况

泸州路站为地下两层岛式车站，站台宽度为11米，车站总长为287.00米，公共区结构采用装配式拱形结构，站厅无柱设计。采用双柱三跨箱型结构，部分为单柱双跨设计。轨排井处采用两层双柱三跨箱型结构。车站主体采用明挖法进行施工。

图1.1泸州路站主体结构平面示意图

泸州路站装配段主体结构断面采用了站厅层无柱和站台层单柱或双柱直墙拱顶的装配式结构设计。装配段设计长度为114米，横断面的宽度为20.9米，高度为16.35米，环宽为1.994米。

标准村砌环由6个构件组成，其中预制构件B1（G1）和B2（G2）分别为车站左右侧墙块，内部设置了牛腿；预制构件C块为坦拱顶块；预制构件E块为车站中板块；预制构件ZL块为车站中纵梁；预制构件ZZ块为车站中立柱。出入口构件环中，预制构件F1和F2分别为车站左右出入口环梁，预制构件H1和H2分别为车站左右安全出入口环梁，而G1和G2则为环框梁，位于预制构件F1/H1和F2/H2下方的侧墙块。

泸州路站的预制构件设计形式如图1.2所示。

图1.2 预制构件设计图

2.重难点分析

（1）大吨位构件拼装精度控制

装配式结构预制构件重量大，尤其顶板尺寸达20.9m，重量达103t，吊装拼装精度控制难度大。装配式结构拼装精度要求高：相邻环向接缝容许宽度±2mm，相邻块的纵向接缝容许宽度0-2mm，前后环向相邻块竖向高差错台±5mm，相邻衬砌水平向偏差±2mm，预制衬砌环相对车站纵向中心线偏差±2mm，施工中控制难度大。

（2）装配构件接缝防水质量控制

装配段车站主体结构迎水面采用每环3块（侧墙2块、顶板1块）、环宽1994m的构件拼装而成，接缝数量多，是车站防水的薄弱环节，如防水措施施工不到位或吊装过程中保护不到位，容易造成接缝出现渗漏水现象。

三、装配式地铁车站施工技术研究

3.1施工步骤

施工主要采用龙门吊+坑内分离台车进行拼装作业。侧墙通过门吊吊装、安放，采用台车的支顶装置进行微调到位；顶板和中板主要通过门吊吊至台车上，利用台车调整预制构件的位置、顶板微调、中板移位等，进行拼装作业。

1、施作灌注桩及冠梁，分层开挖基坑，随挖随支；开挖基坑至坑底，铺设混凝土垫层。施作现浇段构件结构并预留装配段张拉锁紧装置。具备条件后开始装配段施工。

2、施作现浇混凝土底板，回填仰拱，并在仰拱回填层内预埋螺栓套。

3、拼装中立柱及中纵梁，中立柱底部利用四向螺栓临时固定，现浇中纵梁位置架设临时门架支撑。铺设钢轨、架设下层拼装台车，将中立柱与台车连接固定后通过台车调整中立柱的姿态，保证精确就位。

4、吊装首环侧墙块B，逐步接近预定位置，榫头距离首环型钢固定端2～3cm时落定于底板块A上，安装纵向预紧装置进行位置精调，完全就位后进行锁定；环缝宽度控制为6mm，纵缝宽度控制为0~2mm。

5、采用龙门吊主吊钩起吊首环中板，移动中板块至预定高度及中间位置，控制中板块下落至B块牛腿上，精确调节中板位置后将中板与侧墙牛腿、中纵梁通过螺栓锁紧。

6、吊装拱部C块，逐步接近预定位置，榫头距离首环型钢固定端2～3cm时落定于侧墙B上，安装纵向预紧装置进行位置精调，完全就位后进行锁定，同时施作拱部限位装置。

7、调节台车位置，继续拼装第二环侧墙块B，吊装侧墙块至构件端面距离前一环构件端面12cm、距离下方底板顶面22cm，按照平移5cm、下落10cm、平移5cm、下落至底板上的顺序逐步向前一环及底板靠拢，安装纵向预紧装置进行位置精调，完全就位后进行锁定。

8、采用龙门吊主吊钩起吊中板，移动中板块至预定高度及中间位置，控制中板块下落至B块牛腿上，精确调节中板位置后将中板与侧墙牛腿、中纵梁通过螺栓锁紧。

9、重复步骤7、8两次后，拼装上部台车。继续拼装C块，移动C块至构件端面距前一环构件端面12cm时，下降上部台车液压系统，控制C块下落至距B块8mm处，移动上部台车向前，与前一环顶板块即将靠紧前下降上部台车，将C块落在B块上，同时施作拱部限位装置。

10、参考上述7步～8步及9步拼装C块的过程，拼装下一环的侧墙、顶部及中板构件。每拼装4环后依次进行柱底杯口回填，环、纵向接头注浆及防水施工，中板与侧墙拼缝灌浆，侧墙背后肥槽分层回填、顶板分层回填。台车继续前移进行下一循环的构件拼装。装配段拼装完成25环后可拆除首环型钢反力装置，施作拼装起始端接口环梁及后浇带。

3.2拼装施工工艺

（1）反力架定位安装

在起始端现浇段完成后，需要施作首环构件锁定装置。确保首环的精确定位和牢固安装是整个拼装方案的关键。首环与大里程现浇结构之间设置了反力架，用于支撑和固定。型钢组合固定端采用工20a、工40b和Q235B钢板焊接而成，按照设计要求进行焊接。

现浇结构采用了侧墙预埋方式安装型钢组合固定端，每个固定端使用4根工20a工字钢进行固定，预埋深度达到1000mm，并在端部增设支座钢垫板以增强支撑。侧墙和顶板通过反力支座进行张拉固定，确保整体结构的稳固和安全。

反力架设计示意图            反力架安装示意图

（2）防水施工

主体防水设计方案包括以下几项措施：

预制混凝土构件自身具备防水功能，保证抗渗等级达到或超过P10标准，提高整体结构的防水性能。预制衬砌接缝采取密封垫、嵌缝注浆、底板回填注浆、预制衬砌接缝榫槽注浆等措施，有效防止水渗透，保证结构密封性。外部防水采用顶板外包防水方式，确保结构在外部环境中也能有效防水。这些措施共同保证了装配式结构的防水质量。如图4.1所示。

图4.1 装配式结构标准环防水示意图

（3）拼装设备-分离式拼装台车

拼装台车采用底部分离式车架和顶部拼装台车，各自位于下部和上部。底部台车由底轨、行走桁架、施工平台、调平装置和爬梯扶手等组成，配备调节辅助油缸，用于全预制装配式建造技术中的桩锚和桩撑体系。

上层拼装台车置于中板上部，用于顶板的拼装和张拉，包括底轨、行走桁架、施工平台和液压装置等。底部台车同样由底轨、行走桁架、施工平台和液压装置等组成，用于支撑和移动装配工作。各部分采用片装式法兰连接，方便组装和拆卸。中部平台可在工厂进行组装和运输，而其余部分则需要在现场进行组装。

图3.3 上部拼装台车示意图

图3.4 下部拼装台车示意图

四、结论

在传统装配式地铁车站的建造中，大吨位构件的拼装精度和装配构件接缝的防水质量控制是两个主要的技术难点。为了解决这些问题，进行了专门的施工技术研究。这些研究包括开发了一种分离式拼装台车和预先安装的反力架定位装置，这些创新显著提升了施工效率并增强了构件定位的精确度。

针对防水问题，采取了多项措施以增强防水性能。这些措施包括设计具有自防水功能的预制衬砌结构、改进预制衬砌结构接缝的防水处理、通过榫槽注浆技术强化预制衬砌接缝的防水效果，以及优化现浇段与预制段连接部位的防水设计。这些技术的应用有效提高了装配式地铁车站构件接缝的防水能力，从而确保了整体结构的耐久性和安全性。

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