吳恒生

摘要：地鐵工程地下車站設(shè)計年限達(dá)到100年，使用期間除維持自身結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定外，還承受了水壓力、土壓力、地面?zhèn)鬟f荷載、列車運行沖擊力、地震波等。施工過程中必須嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，確?；炷翉姸?、耐久性、抗?jié)B性、抗裂性等指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范及設(shè)計要求，保證地下車站在設(shè)計年限內(nèi)正常使用，安全狀況良好。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；地下車站；混凝土施工技術(shù)；軌道交通；車站設(shè)計 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2016）06-0106-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.053

1 工程概況

廣州市軌道交通二、八號線延長線施工九標(biāo)（石壁車站）土建工程位于廣州市番禺區(qū)。站址大部分位于苗圃和水塘中，周邊為連片魚塘及苗圃。車站外包總長176.4m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度17.1m，車站西南擴大端寬43.9m，車站基坑深15.92m。車站為地下雙層島式車站，車站主體為現(xiàn)澆鋼筋砼箱型及箱形框架結(jié)構(gòu)，車站負(fù)一層高4.8m，負(fù)二層高7.22m，車站頂板埋深2.9m。頂板厚0.8m，中板厚0.4m，底板厚0.9m，側(cè)墻厚0.7m。

2 混凝土原材料控制

2.1 原材料質(zhì)量及配制要求

2.1.1 水泥。采用海螺牌普通硅酸鹽水泥（英德生產(chǎn)）。經(jīng)過嚴(yán)格檢測，此品種水泥的細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、強度等指標(biāo)均滿足混凝土配置要求；水化熱較低，配制混凝土?xí)r必須適當(dāng)降低坍落度、摻入適量粉煤灰和適當(dāng)提高砂率來改善砼和易性。

2.1.2 粗骨料。選用新會石場產(chǎn)的機械破碎碎石。經(jīng)檢測，此種碎石為連續(xù)級配碎石，粗骨料直徑不大于37.5mm，針狀顆粒含量不大于10%。碎石中的含泥量≤1%，泥塊含量≤0.5%，碎石的堅固性指標(biāo)≤12%，碎石中的有害物質(zhì)含量，硫化物及硫鹽含量折算成SO3，按重量計≤1%。滿足混凝土配置要求。

2.1.3 細(xì)骨料。選用西江優(yōu)質(zhì)河砂，該種砂具有良好的級配，細(xì)度模數(shù)為2.5～3.2，通過0.135mm的篩孔的砂不少于15%。質(zhì)量合格，滿足混凝土配置要求。

2.1.4 摻合物。摻入一定數(shù)量的粉煤灰降低水泥的水化熱，粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、控制溫度裂縫的產(chǎn)生。粉煤灰選用優(yōu)質(zhì)Ⅱ級以上粉煤灰。

2.1.5 外加劑。摻入適宜的高效緩凝減水劑以提高混凝土的工作性和和易性，防止混凝土出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象。外加劑的摻量由試驗確定，摻用引氣外加劑時，其混凝土的含氣量≤4%。

2.1.6 配合比的設(shè)計。泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比不宜大于0.6，砂率為35%～45%，水泥用量不宜小于300kg/m3。根據(jù)施工要求，砼設(shè)計坍落度為140±20mm，緩凝時間為4～6小時。商品混凝土廠所做的混凝土配合比設(shè)計經(jīng)第三方驗證合格報監(jiān)理、業(yè)主審批后方允許使用。

2.1.7 砼外觀質(zhì)量檢測。混凝土澆筑前應(yīng)先檢查坍落度，坍落度過小時允許現(xiàn)場加入減水劑調(diào)整一次。檢查混凝土的和易性，出現(xiàn)離析、泌水、流漿的混凝土堅決不允許使用。在高溫季節(jié)施工時必須檢查混凝土的溫度。溫度高于要求值時，必須采取加冰等降溫措施。

2.2 砼的運輸、試驗

石壁車站施工選用商品混凝土，用混凝土車運輸，在進(jìn)行裝料前，應(yīng)排清運輸車輛內(nèi)的積水及雜質(zhì)。運送途中，為了防止離析，拌筒攪拌以1～3r/min速度進(jìn)行。

現(xiàn)場取樣時，以攪拌車卸料1/4后至3/4前的砼作為取樣、試件制作用砼。對每一車商品砼均要進(jìn)行坍落度檢驗，不合格的砼嚴(yán)禁使用，以保證砼質(zhì)量。

3 混凝土施工工藝

3.1 混凝土澆筑區(qū)段劃分

將車站按縱向共分為9段，每段長度為14.7～25.5m。橫向分層澆筑厚度為30～50cm。

3.2 主要施工機械配備表

主要施工機械配備表見下表1：

表1 主要施工機械配備表

機械名稱 單位 數(shù)量 備注

SY5382THB 48砼泵 臺 2 臂泵

混凝土攪拌輸送車 輛 15

振動棒 根 12

平板振動器 臺 12

地泵輸送裝置 套 2 由料斗、溜管、串桶等組成。

3.3 施工順序

主體結(jié)構(gòu)豎直方向上劃分為三段進(jìn)行砼澆筑：（1）底板及負(fù)二層側(cè)墻（加腋部分以上300mm），簡稱底板；（2）負(fù)二層側(cè)墻其他部分+中板+負(fù)一層側(cè)墻（中板以上300mm），簡稱中板；（3）負(fù)一層側(cè)墻其他部分+頂板，簡稱頂板。主體結(jié)構(gòu)砼每個縱向分段全寬范圍在豎向分段范圍內(nèi)一次連續(xù)澆筑成型。車站混凝土單次澆筑最大方量為780m3。

3.4 施工工藝

圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面處理→綜合接地施工→基底清理→C15墊層澆筑→作底板、側(cè)墻防水層→綁扎底板鋼筋→澆底板砼→綁扎柱鋼筋、架柱?！鷿仓拧壴九_層側(cè)墻鋼筋、架側(cè)墻模及中板?！壷邪邃摻睢鷿矀?cè)墻及中板砼→綁扎柱鋼筋、架柱模→澆柱砼→綁站廳層側(cè)墻鋼筋、架側(cè)墻模及頂板?！夗敯邃摻睢鷿矀?cè)墻及頂板砼。

3.5 澆筑方法

3.5.1 底板施工。底板施工工作范圍為底板+底板腋腳以上30cm側(cè)墻+底梁。底板施工模板工作量少，工作量集中在鋼筋綁扎上。

第一，測量放樣，將左右軌道中心線精確定位，量測圍護(hù)結(jié)構(gòu)基面是否侵限，將侵限部位鑿除，確保側(cè)墻厚度。按鋼筋間距、平面設(shè)計位置用墨線將縱橫向鋼筋位置標(biāo)出，確保鋼筋的間距和鋼筋網(wǎng)的平面位置符合設(shè)計要求。

第二，將側(cè)墻內(nèi)側(cè)模板位置用墨線在底板鋼筋上標(biāo)明，經(jīng)校核無誤后，按照已審批的《高支模施工方案》的支模方法將側(cè)墻模板支護(hù)牢固。保證側(cè)墻位置準(zhǔn)確，車站限界合格。

第三，澆筑底板混凝土。每段底板施工時混凝土一次澆筑完成不留施工縫，每段混凝土施工采用2臺SY5382THB 48砼泵車來輸送砼，橫向?qū)ΨQ澆筑。每次澆筑混凝土寬度不大于2m。砼澆筑時采取順長向按“平面分層、循序漸進(jìn)、薄層澆筑、自然流淌、連續(xù)澆筑”的原則施工。分層澆筑厚度為30～50cm。底板厚度900mm，澆筑時采取斜面分層推進(jìn)，分兩層澆筑到頂。根據(jù)澆筑時間，在底板混凝土初凝前澆筑側(cè)墻混凝土，澆筑前清除模板內(nèi)雜物，將模板潤濕，側(cè)墻澆筑高度在底板上60cm，可以一次澆筑成型，但必須振搗密實。澆筑時根據(jù)實際情況可以設(shè)置擋板防止混凝土由腋腳擋板流淌。澆筑前，在兩側(cè)側(cè)墻及中間梁柱模板位置精確劃線作為混凝土表面控制線，振搗完成后掛線檢查，高低不平處立即趕平。確保混凝土表面平整，標(biāo)高接近底板設(shè)計標(biāo)高。

第四，混凝土振搗。在每個泵送砼澆灌帶布置5～6臺插入式振搗器，要做到“快插慢拔”，均勻振搗，上下抽動，均勻排列插點，交錯式和并列式均可；間距為300～400mm，插入到下層尚未初凝的混凝土中約50～100mm，振搗時不要跳躍式振搗，應(yīng)依次進(jìn)行，以防發(fā)生漏振。在邊角處和斜面底部要加強振搗，模板邊緣與振搗器距離不大于20cm，并盡量避免碰撞鋼筋和預(yù)埋管件。

底板混凝土振搗時，由于采用泵送商品混凝土，將會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，可利用底板上的集水井收集，用水泵及時抽出坑外。

3.5.2 中板施工。中板施工范圍為負(fù)二層6.62m側(cè)墻+中板腋腳+中板+中板以上30cm側(cè)墻。中板澆筑施工中采用滿堂紅腳手架，工作量較大。按照《高支模施工方案》的支模方案將側(cè)墻中板模板支護(hù)牢固，驗收合格后才能進(jìn)行混凝土澆筑施工。

中板施工時測量放樣、鋼筋定位、中板澆筑方法和底板混凝土施工相類似。下面重點說明側(cè)墻混凝土澆筑、振搗施工方法。

第一，與中板一起澆筑的側(cè)墻高6.62m，澆筑側(cè)墻高度范圍內(nèi)采用軟塑管串桶，管口距澆筑底面小于2m。墻內(nèi)暗柱與墻同時澆筑。澆筑墻體混凝土應(yīng)分層連續(xù)進(jìn)行，間隔時間不應(yīng)超過2h，每層澆筑厚度控制在50cm左右。澆筑前預(yù)先安排好混凝土下料點位置和振搗器操作人員數(shù)量。澆筑時采用兩套SY5382THB 48砼泵橫向?qū)ΨQ澆筑，盡量保持兩側(cè)側(cè)墻澆筑位置及砼高度平齊，保持兩側(cè)壓力均衡，避免腳手架受力不均產(chǎn)生傾斜滑移。

第二，振搗棒移動間距應(yīng)小于50cm，每一振點的延續(xù)時間以呈現(xiàn)浮漿為止，為使上下層混凝土結(jié)合成整體，振搗器應(yīng)插入下層混凝土5cm。振搗時注意鋼筋密集區(qū)加強振搗。記錄好每層澆筑時間。側(cè)墻澆筑至中板腋角位置時，將已澆筑的混凝土未初凝部分重新振搗一次，快插快拔，適當(dāng)放大振點間距。

第三，將側(cè)墻頂面泌水、浮漿適量清除后立即灌注混凝土，兩者時間間隔不能大于2小時，超過2小時按照施工縫處理。

3.5.3 頂板施工。頂板施工方法、施工程序和中板施工基本相同，就不再贅述了。

3.5.4 結(jié)構(gòu)柱施工。本車站在雙跨及多跨區(qū)段設(shè)置了24根結(jié)構(gòu)柱，由于柱的砼標(biāo)號大于梁砼的標(biāo)號，結(jié)構(gòu)柱先于梁澆筑。柱澆筑前底部要先填與砼配合比相同的石子砂漿，柱混凝土要分層振搗，采用插入式振搗器時每層厚度不能大于50cm，振搗棒不能觸動預(yù)埋件和鋼筋。

3.5.5 施工縫處理。橫向施工縫斷面垂直，橫向順直，埋置鍍鋅鋼板止水帶，并用快易收口網(wǎng)收口（或采用端模，后段施工時端部表面鑿毛）。

側(cè)墻豎向施工縫位置事先用墨線（或紅油漆）標(biāo)示清楚，確保施工縫水平。采用鍍鋅鋼板止水帶，側(cè)墻外包防水采用PVC防水板、外貼式止水帶等防水。施工縫處混凝土用木瓦刀盡量趕水平。達(dá)到一定強度后鑿毛，確保后澆部分密貼。

3.6 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)主要是達(dá)到保濕和保溫的目的。保濕時還在混凝土強度發(fā)展階段，濕度條件可以防止混凝土表面因脫水產(chǎn)生干縮裂縫。保溫是保持混凝土表面的溫度，減小其表面溫度梯度，防止表面裂縫的產(chǎn)生。本工程采用保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。澆筑完成后，板采用蓄水養(yǎng)護(hù)，墻柱拆模后采用麻袋覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期不少于14天。

3.7 混凝土拆模條件

拆模時砼的強度必須超過設(shè)計強度的70%，且砼表面溫度與環(huán)境溫度之差不得超過15℃。拆模時應(yīng)注意勿使混凝土結(jié)構(gòu)受損。

砼的拆模嚴(yán)格執(zhí)行拆模申請制度，由施工方提出申請，相關(guān)責(zé)任人根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊的強度，下達(dá)拆模指令，方可拆模。

3.8 混凝土澆筑注意事項

3.8.1 澆筑前先做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水，清鑿，并沖洗干凈，排干積水，再進(jìn)行澆筑。

3.8.2 混凝土配料單要寫明澆筑位置的砼標(biāo)號、坍落度要求、澆筑的數(shù)量、水泥種類、減水劑摻量與粉

煤灰。

3.8.3 主體結(jié)構(gòu)采用泵車澆筑，應(yīng)分段分層澆筑，加強振搗。分層厚度一般不大于振動棒作用部分的1.25倍，振動棒移動距離為作用半徑的1.5倍。

3.8.4 澆搗混凝土?xí)r要連續(xù)進(jìn)行，不能出現(xiàn)蜂窩、夾碴、露筋、泛砂、裂縫、孔洞、相鄰段連接不好等缺陷。各類柱、墻都要打緊內(nèi)外撐。

3.8.5 混凝土澆筑過程中，要固定好環(huán)向施工縫止水帶，對其保護(hù)好，防止止水條先期受潮。澆筑中注意對施工縫止水條位置的振搗，保證施工縫的防水質(zhì)量。邊墻兩側(cè)縱向施工縫處，在防水板內(nèi)側(cè)間隔設(shè)泄水孔，以引排該處滲水。

3.8.6 按規(guī)定制作砼試件，每車砼料都要測試坍落度。

3.8.7 混凝土澆筑完12小時內(nèi)（即終凝后）覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，對砼養(yǎng)護(hù)不少于14天。強度達(dá)到1.2N/mm2之前，不得在其上安裝支架模型或踩踏。

3.8.8 采用分層慢速澆筑。分層厚度不超過0.5m，呈薄層澆鋪，以增加散熱面和散熱時間，但下層砼尚未達(dá)到初凝時間即要覆蓋上層砼，掌握好時間節(jié)奏，并據(jù)此要求砼站的砼供應(yīng)速度。

3.8.9 控制砼的入模溫度，采取措施把入模溫度控制在30℃以下，減少砼運輸途中吸收外界熱量，盡量多在夜間澆筑。

3.8.10 防水砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的綁扎鐵絲及各種鋼筋不得觸及模板；使用螺栓拉桿固定模型，應(yīng)設(shè)套管，套管加焊金屬止水環(huán)，并繞緊水膨脹膩子止水條圈，螺栓應(yīng)加堵頭；水平向止水帶以鋼筋夾固定時，做成盆頭；加強施工縫處的模板固定，不得位移。

3.8.11 頂板砼基面保證平整度，要采取多次收水壓光并鋪麻袋保溫養(yǎng)護(hù)。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 控制溫度裂縫和收縮裂縫的技術(shù)措施

4.1.1 采用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰等摻和料。

第一，水泥。水泥水化熱的大小對混凝土的溫度起決定性的影響，水泥礦物成分對水泥水化熱影響較大，水泥中含鋁酸三鈣（C3A）及硅酸三鈣（C3S）含量越高，水化速度也越快，發(fā)熱量越大，出現(xiàn)溫峰值也較早，根據(jù)砼攪拌廠商及市場情況，本工程擬采用425#普通硅酸鹽水泥。

第二，粉煤灰。粉煤灰摻入水泥中與水泥混合，可作為膠結(jié)材料的一部分。粉煤灰使水泥更分散，水化反應(yīng)更充分，可以顯著地推遲和減少發(fā)熱量，延緩水泥水化熱的釋放時間，降低溫升值20%～25%。摻加粉煤灰可大大減少產(chǎn)生溫度裂縫的趨向，改善混凝土的和易性和可泵性，延長凝結(jié)時間，便于大體積砼的施工澆筑。粉煤灰采用二級以上的粉煤灰，摻量控制在10%左右。

第三，砂石。砂采用中粗砂，含泥量<2%，細(xì)度模量2.8～3.0，平均粒徑≥0.38mm；石子粒徑5～30mm，用自來水沖洗，含泥量<1%，拌合用水采用自來水。

4.1.2 降低砼入模溫度。當(dāng)砼入模溫度大于28℃時，可通過以下措施降低砼的入模溫度：

第一，主要降溫措施可采用冰水?dāng)嚢桧偶皩橇线M(jìn)行設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬，砼運輸車輛也應(yīng)搭設(shè)遮陽設(shè)施，以降低砼拌和物的入模溫度。

第二，摻入緩凝型減水劑。

4.1.3 加強養(yǎng)護(hù)期的溫度控制。

第一，砼澆筑之后，加強溫度監(jiān)測及測溫，實行信息化控制管理，隨時測量砼內(nèi)部的溫度變化，內(nèi)外存在溫差時，要及時調(diào)整溫度和養(yǎng)護(hù)措施，以有效控制裂縫的出現(xiàn)。

第二，做好砼的保濕保溫養(yǎng)護(hù)，緩慢降溫，減低溫度應(yīng)力，充分發(fā)揮砼徐變特性。

4.1.4 提高砼的極限拉伸強度。

第一，加強砼早期養(yǎng)護(hù)，提高砼早期或相應(yīng)齡期的彈性模量和抗拉強度。

第二，選擇良好級配的粗骨料，嚴(yán)格控制含泥量，加強砼的振搗，減小收縮變形，提高砼密實度和抗拉強度，保證砼施工質(zhì)量。

4.1.5 預(yù)防混凝土開裂的施工措施。

第一，商品混凝土在使用前必須定期檢測混凝上的坍落度，坍落度過大的混凝土不得使用。

第二，控制砼在澆筑過程中均勻上升，避免砼堆積過大高差。

第三，混凝土振搗要密實，不能過度振搗。

第四，混凝土要及時由專人養(yǎng)護(hù)，并做好養(yǎng)護(hù)記錄。在養(yǎng)護(hù)期間混凝上表面必須保持濕潤。

4.2 砼質(zhì)量檢驗和控制

4.2.1 商品混凝土運送到施工現(xiàn)場后，在澆筑前，對每一車商品砼均要進(jìn)行塌落度檢驗，不合格的砼嚴(yán)禁使用，以保證砼質(zhì)量。

4.2.2 混凝土強度的檢驗與評定。砼試塊按規(guī)范留置：每工作班不少于1組；每100m3不少于1組。砼采用普通評定方法，其每批試件組數(shù)應(yīng)不少于10組。

4.2.3 施工現(xiàn)場取樣的混凝土，制作試件后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28天，其強度用為合格評定的依據(jù)，另外要制作同條件養(yǎng)護(hù)的試件。

5 砼施工安全措施

（1）檢查泵機壓力是否正常，避免經(jīng)常處于高壓下工作；（2）泵機要隨時檢查乳化劑，冷卻潤滑水箱中的水量是否足夠和干凈；（3）混凝土泵輸出的砼在澆搗面處不要過量堆積，以免引起過載；（4）清管時，管端應(yīng)設(shè)置安全罩或擋板，并嚴(yán)禁管端站立，防止砼噴出傷人；（5）使用振動器的作業(yè)人員，要使用帶有漏電保護(hù)的開關(guān)，戴絕緣手套，穿膠鞋；（6）夜間澆筑砼，為了防止眩光，要有足夠的照明設(shè)備；（7）施工時嚴(yán)禁泵管前站人，防止泵管噴出石子傷人；（8）大體積混凝土澆筑時必須安排專職安全人員現(xiàn)場值班。

6 結(jié)語

按照上述施工工藝進(jìn)行混凝土施工，混凝土原材料合格，澆筑方法科學(xué)合理，混凝土結(jié)構(gòu)外表美觀、內(nèi)部密實，符合規(guī)范及設(shè)計要求，混凝土的強度、耐久性等指標(biāo)得到了有效的保證。實踐證明，上述混凝土施工工藝及質(zhì)量安全保證措施科學(xué)合理、全面、適用性強，具有很好的借鑒意義。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）