自行式钢模台车浇筑地铁车站高边墙研究与应用

唐 诚

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 都江堰，611830)

1 工程概况

1.1 车站概况

成都轨道交通19号线二期工程红莲村南站(以下简称“车站”)，为地下二层15.6m岛式站台明挖车站。车站总长为429.900m，标准段宽度27.6m，有效站台长度186m。车站采用明挖顺筑法施工，基坑北侧支护结构为钻孔灌注桩结合锚索体系，东西端头和南侧采用放坡+土钉墙的支护结构形式。

1.2 主体结构设计

车站为地下二层结构，底板坐落在中风化泥岩或中风化砂岩上，基坑底宽度27.4m～33.1m，深度22.1m～26.0m。底板结构为1000mm厚C35、P10防水混凝土。标准段负二层侧墙高8.45m，厚度800mm的C35、P10防水混凝土，中板为400mm～500mm厚C35混凝土；标准段负一层侧墙高7.9m，厚度800mm；顶板厚900mm，均为C35、P8防水混凝土。车站侧墙均较常规的房建结构高且厚。

2 车站高边墙模板选型

随着社会的发展，地铁建设的需求越来越大，质量要求也越来越高，为保证车站的运营和使用功能，尤其是侧墙质量直接关系车站的渗漏水问题，而模板的施工工艺直接决定了侧墙的施工质量，因此，模板工艺的选择就显得尤为重要。目前地铁车站建设中，常用于侧墙混凝土浇筑的模板有以下几种形式：①散拼对顶木模；②装配式三角钢模；③自行式钢模台车。

2.1 模板类型简介

(1)散拼对顶木模：地下车站与常见的房屋建筑不同，由于侧墙高度较高，厚度较厚，混凝土侧压力大。当采用普通黑胶模板进行侧墙混凝土浇筑时，鉴于侧墙防水要求，不能采用对拉螺栓或拉片进行模板固定。模板安装时，侧墙两侧模板及主、次楞背后均须通过钢管对顶的方式将模板固定，浇筑成型混凝土外观拼缝较多，木模刚度低容易出现“胀肚子”现象，混凝土线型质量差。同时混凝土浇筑后无法拆除侧墙内模板，需与中板支撑架体同时拆除，一次性模板投入量大[1]。

(2)装配式三角钢模：装配式三角钢模为2.5m宽的拼装钢模，节段间通过高强螺栓连接，高度根据侧墙高度调整(7m～9m)，面板为6mm厚Q235钢板，侧墙内外侧钢模通过三角桁架固定，三角桁架底部通过预埋地脚圆钢固定，顶部通过精轧螺纹钢对拉，外侧桁架设斜撑加固。模板长度可根据浇筑段侧墙长度调整，应用较为灵活，不受施工段落的影响，但模板体系安拆较为复杂，辅助设备较多，工时较长[2]。

(3)自行式钢模台车：自行式钢模台车是利用已拼装完成的整段钢模台车，长度24m，高度根据侧墙高度调整(8m～9m)，面板为6mm厚Q235钢板，模板体系背后竖向设置槽钢桁架体系，桁架由槽钢加工而成，桁架内外侧主弦杆采用双拼[14b槽钢，中间次弦杆采用单[10b槽钢，槽钢之间采用满焊连接。侧墙外侧每榀桁架之间采用φ48.3×3.5mm钢管连接成整体；内侧每榀桁架通过大型钢模板及φ48.3×3.5mm钢管连接成整体，通过底部钢轨，可整体向前滑移。支架加固方式：底部通过结构底板浇筑时预埋的φ32圆钢进行锚固，顶部通过内外侧模板顶端φ32圆钢对拉[3]。

2.2 分析对比

(1)散拼对顶木模：优点是工艺比较成熟，市场上很常见容易购买，随用随到；缺点是一次性投入材料用量大，浇筑成型的混凝土外观质量较差，结构防水效果不能保证，且施工成本高。

(2)装配式三角钢模：优点是施工灵活，可用于异形墙体施工，特别是一些转角、端墙部位，混凝土外观质量好，防水效果佳；缺点是钢模板需要人工配合大型吊装辅助设备安拆，重复安拆工序多，工时较长，成本也比较高。

(3)自行式钢模台车：优点是混凝土外观质量好，防水效果佳，通过钢模台车底部轨道滑动，大大地减少了重复安拆的工序，工时短，且施工成本较低；缺点是钢模台车需要根据车站尺寸提前定制，同时施工段落比较固定，常用于标准段结构施工，一次性费用投入较大，适用于长车站施工，以摊销模板周转使用费。

经对比分析，本车站总长约430m，标准段长度占总里程的70%，标准段侧墙高度统一，同时结合本工程建设工期紧和防水要求高的特点，拟选用自行式钢模台车进行车站侧墙施工。

3 自行式钢模台车设计

自行式钢模台车，钢模板宽2.0m，高度根据侧墙高度调节(8m～9m)，材质为Q235B钢板，面板采用6mm钢板制作而成，面板背后竖向设置[10b槽钢背肋，背肋中心间距为0.33m，横向设置双拼[12槽钢主肋，主肋间距1.0m。钢模之间采用20#螺栓连接，单块钢模重1.2t[4]。

钢模板体系背后竖向设置槽钢桁架体系，桁架由槽钢加工而成，桁架内外侧主弦杆采用双拼[14b槽钢，中间次弦杆采用单[10b槽钢，槽钢之间采用满焊连接。每榀桁架之间采用φ48.3×3.5mm钢管连接成整体，钢模板与背后桁架体系采用L型钩头螺栓连接形成整体钢模台车，通过底部钢轨和行走系统，可整体向前滑移。行走系统通过电机提供动力，车轮在钢轨上行走。

钢模台车固定方式：①施工负二层侧墙：侧墙内外自行式钢模台车底部通过结构底板浇筑时预埋的φ32圆钢进行锚固，顶部通过内外侧模板顶端φ32圆钢对拉固定；②施工负一层侧墙：侧墙内侧自行式钢模台车底部通过预埋圆钢进行锚固，外侧通过预埋负二层侧墙圆钢锚固+钢管架体支撑+抛撑的形式进行固定。

4 自行式钢模台车应用

4.1 自行式钢模台车安装

安装移动式钢模台车：侧墙模板、支架安装优先安装内侧。桁架及模板通过汽车吊或塔吊将散件吊放至车站底板，然后采用钢管斜撑进行临时固定，依次拼装钢模板和桁架体系，形成整体后坐落于钢轨上。

先吊装第一块模板，模板下口与预先弹好的墙边线对齐，然后临时用钢管支撑。安装内侧桁架，内侧桁架第一次安装需先安装行走系统及调节系统，单榀吊装桁架并与下部系统相连，同时与预埋地脚钢筋临时固定，一次安装3～4榀，安装完成后，采用底部压梁将桁架整体固定，随后采用勾头螺栓与大型钢模板连接，形成稳定的模板、支架体系。随后依次安装钢模、桁架，最终连接成整体。二次施工内侧模板支架体系，可直接沿滑轨移动。

安装侧墙外侧钢模板：外侧钢模板背后采用桁架支撑，为确保外侧桁架安装时架体的安全，需在侧墙外侧用钢管支架搭设施工平台，支架立杆横距0.9m，纵距0.9m，步距1.2m。作业层铺设钢脚手板。架体外侧设挡脚板、防护栏杆，并在支架外侧立面满挂密目安全网。侧墙模板下端设置可调顶托，顶托上放置[10槽钢，用于临时吊放外侧桁架，外侧桁架采用钢管斜撑两边临时固定，待几榀安装后用钢管连成整体。

为防止混凝土浇筑时外侧支架及钢模板桁架向外倾倒，需在桁架和底部支架外侧架设抛撑，抛撑采用单排钢管支架，纵横间距0.9m，抛撑与桁架同间距1.0m布置，与水平成60°角，抛撑撑于侧墙外侧边坡上，斜杆与边坡间设置[14槽钢支垫，槽钢下间距2m设置φ18定位钢筋，钢筋锚入边坡表面喷混凝土300mm。抛撑与桁架上钢管通过扣件连接。沿架体外侧纵向通常每5跨间设置扣件钢管剪刀撑。

上下人行通道设置在钢模台车的端头，坡道角度不大于1∶3，在通道脚手板下增设水平杆。

本车站侧墙根据不同的高度采取不同的桁架。侧墙高度(7m～9m)，内外侧桁架每米一道。南北侧围护结构形式不同，南侧放坡开挖侧墙内侧安装移动式钢模台车，外侧上层侧墙钢模台车无法滑动，需重复安拆；北侧围护结构采用桩锚体系，仅需支设侧墙内侧移动式钢模台车即可[5]，施工工艺同放坡开挖段。支架垂直度可通过支架底部的调节螺栓调节。支架与钢模板之间采用L型钩头螺栓相连。

预埋地脚钢筋采用φ32圆钢，间距300mm，预埋时应根据桁架搭设要求，拉通线预埋，保证预埋钢筋在一条线上。

4.2 自行式钢模台车应用

4.2.1 模板就位

侧墙钢筋绑扎完成，验收确认后，方可移动钢模台车就位，台车移动就位前应清理钢模板表面，并均匀涂刷脱模剂。钢模台车通过桁架后方液压系统顶伸进行横移，使钢模板贴近混凝土浇筑平面，钢模板到达混凝土保护层表面预定位置后，停止顶伸，然后通过手动葫芦和台车底部可调底托进行钢模板竖直度和横向位置微调。调整到位后，通过φ32圆钢将钢模台车与预埋地脚钢筋连接器连接，螺栓拧紧后将钢模台车固定锁死，顶部通过内外侧模板顶端φ32圆钢对拉固定，防止台车偏位。

4.2.2 混凝土浇筑

混凝土浇筑前应检查上部拉杆以及下部螺栓锚固是否有松动，并及时加固。钢模台车较常见的木模板有较大的刚度，但浇筑过程中同样应避免振捣棒长时间接触模板，以免损坏模板，缩短使用寿命。

4.2.3 拆除模板

浇筑完成后，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板受损坏的情况下，方可拆除模板。拆除时，先放松上部对拉钢筋，再放松下部锚固钢筋，通过手动葫芦人工即可横移拆除模板。拆除后及时养护混凝土，应尽量避免养护水喷洒在钢模台车上，防止台车锈蚀。

4.2.4 钢模台车移动

拆模后收起可调底托，启动电机，钢模台车通过下部行走车轮在铺设好的钢轨上移动至下一施工段，并及时清理模板，保持干燥、整洁，同时应检查模板使用情况，是否存在变形，对不合格的钢模板及时更换。在下一段仓面等待混凝土浇筑。

4.2.5 外侧钢模板拆除

拆模时先拆除支撑，再拆掉墙顶对拉螺栓及外棱，最后拆除相邻模板连接螺栓。拆除时应注意分块拆除，严禁将大模板螺栓整体释放。穿好拧紧环，汽车吊吊钩保持适当受力，查看穿墙螺栓是否拆净无遗漏，大模板与墙体结构剥离，慢慢试吊。信号工复查无误后再发出起吊指令。拆下的模板要及时清理掉混凝土等杂物，然后按场地分类依次掉下，清理并涂刷油性脱模剂。

4.3 自行式钢模台车注意事项

(1)预埋地脚钢筋采用φ32圆钢，间距300mm，地脚钢筋预埋长度700mm，其中平直段200mm，斜向段500mm，侧墙内、外侧预埋地脚钢筋车丝不同，内侧斜向段车丝，外侧平直段车丝。预埋地脚钢筋端头连接φ32接驳器，并采用长150mmφ90PVC套管保护，涂红色油漆以方便拆模时容易找到。

(2)底板内侧预埋地脚钢筋与腋角斜面交点距侧墙内壁为130mm(沿腋角面)，与底板水平面成45°；外侧预埋地脚钢筋出侧墙面高出底板顶面350mm，水平向布置。预埋地脚钢筋与板上钢筋点焊连接。

(3)中板内侧预埋地脚钢筋从中板顶面伸出距侧墙164mm，与底板水平面成45°；外侧预埋地脚钢筋出侧墙面高出中板顶面50mm，水平向布置。

(4)地脚钢筋现场预埋时拉通线，保证埋件在同一条直线上。地脚钢筋在预埋前对接驳器采用PVC套管保护，防止混凝土灌入，粘附在丝扣上，影响连接。

(5)侧墙外模需重复安拆，每块重量约1.2t，吊装采用塔机(塔机覆盖范围60m，最远覆盖距离时吊重1.5t，满足吊装要求)，塔机不能覆盖的局部范围，采用50t汽车吊吊装(据计算，塔机不能覆盖范围，最远吊点距离20m，50t汽车吊可以起吊重量超过3t)。

(6)吊运模板司索工对吊索吊具进行查验，确保无安全隐患后开始挂钩并检查挂钩是否牢固、各种附件是否紧固，确信无误后开始指挥塔司(或汽车吊)起吊。起吊时所有人员离开模板2m以外，吊装时要稳起稳落。吊装现场安排专人进行监督指挥，要按模板安装顺序进行吊装，先里后外，先角模后墙模。吊装过程中模板下方禁止人员通过或停留。信号工及操作人员均站在安全可靠的地方，模板吊起高度超过障碍物1m后方可转臂，吊装过程不准碰撞已安装好的模板和其他设施。禁止模板大幅摆动，要缓慢落绳，就位准确，操作平台上禁止放任何物体。摘钩后及钢丝超过平台架和其他障碍物后再转臂。严禁同时吊运2块或2块以上大模板，模板支撑稳固前不得松开卡具。禁止人力搬运大模板，吊装螺栓、连接件、连接丝杆等小件物品要用专用铁斗。大模板吊装就位后，在未装墙顶对拉螺栓前，板面要向后倾斜一定角度并撑牢，以防倾倒。安装过程中要随时拆换支撑或增加支撑，以保持墙模处于稳定状态。

5 总结

本文结合工程特点，经分析比较，通过自行式钢模台车在地铁高边墙浇筑中的成功应用，熟练地掌握了此类钢模台车的使用技巧，尤其在长车站的流水作业中使用，更能发挥其自身的优越性。与常规的木模板和散拼钢模比较，不仅能大大地提高车站侧墙的施工强度，更能保证侧墙混凝土施工质量，对车站渗漏水有较好的预防效果，同时显著提升了混凝土外观质量，混凝土表面平滑、线型顺直。

根据工程实际，本工程仅投入4套24m钢模台车即可完成430m两层车站的侧墙浇筑，极大地节约了混凝土模板成本，在取得经济效益的同时，又满足了质量、安全、进度的高要求，在地铁车站建设工程中具有推广和借鉴意义。