地道箱涵U槽侧墙单侧支模体系施工关键技术研究

地道箱涵U槽侧墙单侧支模体系施工关键技术研究

熊宇

（上海东华地方铁路开发有限公司  上海  200070）

摘  要：针对地道工程U槽、暗埋箱涵外侧墙距离支护结构空间小，无法采用传统的模板对拉加固体系的特点，设计出一种单侧模板加固支架，通过支架单面支撑加固体系解决模板加固问题，有效解决了单侧墙体模板加固的难题，减少了钢材的浪费，加快了施工工期;并通过纵向模板调缝，提高了墙体混凝土的观感质量,具有明显的经济效益和社会效益。

关键词： U槽   暗埋箱涵   单侧模板

1  引言

随着城镇化的不断发展，城市空间得到不断的开发利用，在有限空间施工将成为未来工程施工的常态[1]。由于施工场地条件的限制，在进行地下结构施工过程中，面临用地越来越小、基坑深度越来越深的技术难题[2]。而地下结构施工中侧墙浇筑由于高度、厚度及混凝土浇筑速度等影响，侧向压力较大，而侧墙浇筑施工又不允许采用对拉结构，防止对整体防水造成破坏，因此必须采用单侧支撑进行浇筑施工，单侧支撑支架的强度、刚度、稳定性必须满足现场浇筑及混凝土振捣的要求[3]。张旺波[3]、郝建兵[7]、梁亚华[8]对单侧模支架设计进行了系统阐述；陈立锦[4]、赵兴辉[5]、张亚军[6]、高风同[9]、张伟[10]、张福宁[11]分别通过实际应用对单侧模支架施工技术进行了总结。

本文以昆山市祖冲之路南延工程为研究背景，对城市地道箱涵U槽侧墙单侧支模体系施工关键技术及创新应用进行系统阐述，为今后类似工程提供参考。

2  工程概况

本研究依托昆山市祖冲之路南延工程（朝阳路-娄奥路）地道工程项目。下穿地道全长347.1m，其中敞开段长257.1m，暗埋段长90m。西侧纵坡3.89%，东侧纵坡4.497%。采用现浇钢筋混凝土结构型式，明挖法施工。下穿通道基坑横向宽约20.8m，基坑纵向长约347.1m，开挖深度为1.0~7.9m，基坑面积约7230.08m2。U8-U11为暗埋段箱涵，U1-U7、U12-U17为U型槽。

地道基坑采用明挖顺作法施工，考虑基坑周边环境、地质条件、围护结构型式、开挖深度、地方规范等因素，高架桥下基坑等级为一级，放坡段基坑等级为三级，其余基坑等级为二级。基坑支护结构为临时结构，基坑支护的设计使用期限为2年。

图 1 地道总体平面图

侧墙厚度0.5m~0.9m、高度3.377m~7.412m，其中U1-U2槽外侧墙紧贴支护结构；U3-U7槽外侧距离支护结构水平距离10cm；U8-U11暗埋箱涵外侧墙紧贴支护结构；U12-U15槽外侧墙距离支护水平距离10cm。侧墙施工时，因外侧空间不足，无法采用传统的模板对拉加固工艺。

图 2 基坑总体平面图

桥址处基底位于粉土层、淤泥质粉土层，基本承载力σ=80kpa。基底主要为潜水、微承压水。

3  技术难点

3.1 单侧模支架加固强度

地道侧墙最大厚度0.9m、最大高度7.412m，侧墙混凝土整体浇筑过程容易发生因模板加固强度不足而导致的胀模、跑模。

3.2 单侧模拼缝线型

地道最大纵坡4.497%，侧墙单侧模板在节段拼接过程需保证整体拼缝线型平顺，外观美观。

4  关键技术

4.1 工艺原理

单侧支模主要是利用型钢三角架和预埋件，作为模板的支撑系统，将模板固定牢固。本工程中的单侧支模架架体模板单元配置长度约2.44m，26 米流水段需要32个支架，其中10个标准单元，1个非标准单元。单元模板接缝处为企口连接，用芯带及插销连接单位模板的横背楞，在所有的支架安装好后需用钢管进行连接加固，每个架体间距为800mm 左右，并在底板模板上进行打孔，预埋地脚螺栓。单侧支架通过一个 45°角的高强受力螺栓，一端与预埋在基础中的地脚螺栓连接，一端斜拉住单侧模架。

图 3 支架总体平面布置图

4.2 节段间拼接设计

单侧模板配置宽2.44m，流水段模板施工缝保持水平，需以该流水段最高点倒角上口为参照，所有单侧模板底口应保持水平，随坡度变化，单侧模板下包300mm不等，无下包的应现场散支底口模板并加固到位。

图 4 支架节段间拼缝保持水平示意图

4.3 工艺流程

图 5 施工工艺流程图

4.4 地脚螺栓预埋

（1）预埋件材料选用螺纹钢，平面间距按照 250mm布置，浇筑高度在3m以下时按照300mm布置，在预埋时，应保证螺纹100mm全都裸露在外面，在侧墙根部进行预埋。

图 6 预埋件位置示意图

（2）地脚螺栓预埋时，应拉通线，保证预埋件在同一直线上，在预埋前应对螺栓采取保护措施，用塑料布包裹并绑牢，并且将螺栓焊接在钢筋上，防止地脚螺栓跑位。

图 7 地脚螺栓预埋安装图

4.5 模板安装

（1）本工程中模板拼装分三个节段：第一、二节模板拼装、第三节模板拼装、第四接模板拼装。在各节段模板拼装的时候，在单侧支架模板顶口设置4个吊钩，吊装时使用钢管穿过吊钩进行吊装。另外，为了增加强度，在模板上附加背楞，横向每隔 90cm

设置一道，竖向每隔29cm设置一道，每道背楞均为型钢制作，模板之间的缝隙用橡胶条填充，以防止施工过程漏浆。

图 8 第一、二节模板拼装图

4.6 支架安装

（1）支架在安装时需要配置4个万向轮，4个吊钩，采用木工字梁模板，0.5m加高节与双槽钢背楞之间通过4个M20×50的螺栓连接，D20连接螺母可以周转使用。

图 9 单侧支架结构立面示意图

（2）拼装单侧支架及模板，在单侧支架底部加上配重，准备合模。

图 10 连接单元架体

（3）所有单元模板到位后用芯带及插销连接好各单元模板，用钢管连接好相邻单元架体利用架体尾部的调节螺栓使模板上口向墙体侧倾斜 5mm，安装好埋件系统后准备浇筑混凝土。

图 11 单侧模拼装现场图

4.7 混凝土浇筑

（1）浇筑前，将模板内杂物及钢筋表面清理干净，再向模内洒少许水湿润底模。

（2）泵送入模，采用50型插入式振捣器振捣。浇筑侧墙混凝土时使用泵送车软管伸入到侧墙模板内，保证下料高度不超过两米，防止混凝土离析，控制每层砼厚度不超过 30cm，侧墙振捣采用 插入式振动器振捣，移动间距不超过振捣棒作用半径的1.5倍，振捣器与侧模保持5~10cm 的间距，防止侧模受振动影响而变形，振捣棒应快插慢拔，使周围得到充分振捣，直至砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，砼已振捣密实为止。

（3）混凝土浇筑完成后，应在其收浆后尽快予以覆盖并洒保湿养生，混凝土洒水养护时间不少于7天，并应使混凝土表面始终保持湿润状态。

5  结束语

本文以昆山市祖冲之路南延工程（朝阳路-娄奥路）地道工程为背景，通过对单侧模板加固体系、节段间调缝拼接体系设计，在确保单侧模板体系加固强度的同时实现了大纵坡节段间拼缝线型平顺，外观美观，给类似的城市地道箱涵U槽侧墙施工提供了借鉴思路：

（1）通过单侧模板加固体系，有效解决了因侧墙与支护结构间距离不足，无法使用传统对拉加固的难题；

（2）通过预埋地脚螺栓、增加背楞与支架加固体系，有效提高了单侧模板加固强度；

（3）根据地道纵坡设置不同高度组合节段，拼接时按照统一标高参照，有效保证了节段间拼缝水平，线型美观。

参考文献

[1]杨志青,王文玮,李文祥,等. 深基坑地下连续墙叠合地下室外墙单侧模板支撑体系设计与施工[J]. 价值工程,2016,35(23):192-195,196.

[2]黄永坚. 深基坑地下室衬墙单侧模板施工技术[J]. 建筑工程技术与设计,2017(1):126,135. DOI:10.3969/j.issn.2095-6630.2017.01.120.

[3]张旺波. 地铁车站移动式单侧模板支撑设计与施工[J]. 价值工程,2020,39(16):114-116.

[4]陈立锦,李志勇,丛欣江. 单侧模板支撑体系在地铁明挖车站施工中的应用[J]. 建筑技术,2009,40(11):1004-1006. DOI:10.3969/j.issn.1000-4726.2009.11.015.

[5]赵兴辉,翁邦正,刘小娜,等. 地下室外墙定型化单侧模板支设体系施工技术[J]. 建筑机械化,2020,41(7):38-40. DOI:10.3969/j.issn.1001-1366.2020.07.012.

[6]张亚军,傅玮. 地下室外墙单侧模板支设的应用实例[J]. 建筑技术,2013,44(8):713-715. DOI:10.3969/j.issn.1000-4726.2013.08.011.

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[10]张伟. 谈自稳型组合三角架单侧支模体系施工工艺[J]. 山西建筑,2018,44(20):95-97. DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2018.20.051.

[11]张福宁. 超高曲面单侧支模施工工艺研究[J]. 经营管理者,2015(24):341.

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