摘要：文章结合在建廊涿城际铁路北京新机场站矩形隧道结构，对深基坑明挖隧道墙身单侧模板应用进行了分析，从结构受力原理、施工步骤、操作要点等方面提出如何较好地进行推广应用，避免了传统方法超挖土资源、穿墙拉杆等缺点，有施工速度快、环保、经济等特点。
关键词：深基坑；矩形隧道；单侧模板；施工技术
0 引言
城市土资源珍贵，地下深基坑工程紧邻既有建筑物，放坡开挖或双侧支模无法实现，单侧支模技术具有减少基坑开挖、施工速度快、安装成本低等优点，工程适用效果较好。
1 工程概况
廊涿城际铁路北京新机场车站矩形隧道结构位于北京大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间，永定河的北岸。机场站是城际联络线与新机场的换乘站，新机场引入新机场线通道、R4/S6通道3条轨道交通及京霸、城际铁路联络线的两条国铁线路形成机场综合交通枢纽。
城际铁路联络线机场站位于地下，车站为南北走向，从新机场航站楼下方穿过。设计为矩形明挖隧道结构，桩筏基础。矩形隧道侧墙设计高度13.05m，侧墙厚1.3m，设计采用C40级P8防水混凝土。
矩形隧道区的地层主要为第四系全新的统冲积层（Q4al）黏土、粉质黏土、粉质黏土与粉土互层。
隧道深基坑开挖深度高达19m，设计采用桩锚和桩基钢支撑围檩围护体系。个别段落围护桩与侧墙距离仅20cm，在桩体侧喷锚C20混凝土10cm厚，施做防水卷材，因无法满足施工操作空间采用单侧模板施工侧墙。
2 单侧模板的设计及受力原理
2.1 模板设计
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图1 第1节段H=7200mm单侧模
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图2 第2节段H=2400mm单侧模
本矩形隧道侧墙较高，为防止浇筑过高，模板的侧压力和挠度过大，第一次用三角架（见图1）浇筑7300mm，第二次浇筑利用爬锥模板浇筑2400mm（见图2）。
第1节段模板高7500mm，下面搭接已浇筑混凝土100mm，上面预留200mm，架体高度（2000+2000 +2000 +1200）mm。
单侧支架每2米一节，底部配置φ250mm脚轮，并在架体靠后方设配重，拆模后，架体与模板一起移动至下一流水段。
架体高度有以下规格：H=1805mm节、H=7200mm根据不同的浇筑高度选用不同规格的架体。
2.2 受力原理
单侧模板支架主要有预埋件系统和架体两部分组成。预埋件系统部分包括：地脚螺栓、外连杆、连接螺母和压梁。架体是槽钢和连接件制作的三角形支架，通过三角形直角平面承受模板荷载。当混凝土与模板面板接触时，侧压力作用于模板，模板受到向后施加的推力。而三角形架体平面下端直角部位的埋件系统固定，使架体固定不能向后位移，主要受力点为埋入底板混凝土的角度为45°的预埋件系统。混凝土产生的侧压力主要由预埋件系统承担。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
钢筋加工及安装→钢筋检查验收→放样外墙边线→安装外墙模板单侧支架吊装到位→安装单侧支架→安装钢管（单侧模板支架斜撑部位附加钢管）→安装压梁槽型钢→安装预埋件系统→校正支架垂直度→安装上部操作施工平台→再次紧固并检查预埋件系统→模板支架验收合格→浇筑混凝土（预埋爬锥），施工流程见图3。
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图3 单侧支模施工流程
3.2 预埋件安装
Φ25精轧螺纹钢在第一次底板倒角施工时预埋，锚固深度不少于80cm，外露70cm或用螺纹套筒连接接长（见图4）。预埋要求如下：
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图4 地脚螺栓
（1）精轧螺纹钢不得与结构筋点焊，为保证预埋不偏位可在外露侧增加固定支撑措施。
（2）预埋地脚螺栓到砼墙面的距离，一般距砼面为250mm左右；利用三脚架浇筑高度7300mm以下部分，各预埋件相互之间的距离不大于230mm，利用爬锥浇筑高度7300mm以上部分，各埋件相互之间的距离不大于300mm；在各浇筑段的起止点各设置一个预埋件。预埋件的顶部高程要一致，高出砼面的长度和间距要一致，并用拉线找平。
（3）预埋件与地面设置埋设成45°，现场安装时要求拉找平贯通，使预埋件螺栓在同一直线上，同时，埋件角度必须按45°埋设。
（4）预埋的地脚螺栓必须对外露的螺纹采取保护措施，用专用保护套或硬塑料布包裹绑牢，避免浇筑砼时黏附在丝扣上，影响后续螺母的连接。
3.3 支架模板安装
每榀型钢支架间距1.35m，三角架内部及外侧采用φ48钢管纵向锁定。用纵向连接件将模板单侧支架连接成统一整体。三角架尾部用配套可调底座支撑在已浇筑的底板，粗调支架垂直度。
（1）侧墙模板下口与先前放样好的墙边线对齐，然后安设钢管背楞，并用钢管将墙体的模板牢固支撑。
（2）支架吊装必须两个吊点，支架叠放不得超过5榀。并预先在平整地面上组装整齐。
（3）每块墙体的大模板配置3榀钢架，每块模板安装完毕后穿入预埋系统压梁槽钢。
（4）使用钩头螺栓将模板背楞与型钢支架连接成整体。
（5）调整支架可调底托（见图5），使面板顶口向墙内倾约1cm的挠度预留。
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图5 可调底座
（6）检查紧固预埋件螺栓和各连接钢管，在顶部预埋爬锥供下一模使用。拼装完成的模板（见图6）。
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图6 拼装完成后的单侧模板
3.4 爬锥单侧模板安装
爬锥单侧模板安装与第一次施工预埋地脚螺栓的单侧型钢支架模板安装类似，故不再赘述。
3.5 模板及支架拆除
（1）侧墙混凝土浇筑完成24小时后，砼强度达到2.5MPa以上时，方可松动支架可调托座，然后松动预埋部分。
（2）拆除压梁及钢管，分类码放。
（3）模板支架拆除时，侧墙大块模板用钢管和千斤顶临时斜撑，然后依次拆除模板。
（4）模板拆除后，要加强对砼养护，养护时间不少于7天。
4 施工要点
安装内侧模板之前，必须对防水层、钢筋安装及预埋件设置位置等进行全面检查，并进行隐蔽工程验收合格后，方可进行下一道工序施工。
（1）安全性
架体高度较高，待加固牢靠后方可安装操作平台。跳板满铺，护栏挡脚板按安全技术交底要求设置。单侧支架体重量较大，工人在立架时应多人同时进行，加强协调合作，遵守“十不吊”的规定。
（2）防止渗漏水
围护桩外侧喷锚挂网务必平整，保证防水卷材铺贴密实。卷材上口预留25cm搭接，用热熔垫片固定牢靠防止侧墙混凝土浇筑过程中滑落。
对围护结构接缝和墙面渗漏的，要严格按照设计和规范要求进行处理。堵头模板应根据变形缝、沉降缝、施工缝的设计要求设置止水材料，并安装牢固，保证防水材料不变形、不漏浆。
（3）防止墙体反弯
侧墙内模及支架应具有足够的强度、刚度和稳定性，按设计及规范要求控制好砼的浇筑质量，分段、分层、对称、均衡浇筑，浇筑过程中由专人观测模板和支架的变形和位移，以防止模板局部发生“跑模”或变形。
在浇筑侧墙中上部砼时，下部混凝土已接近初凝，容易造成模板顶部外胀挠度过大致使底部混凝土提前脱模出现墙体略微反弯状。此单侧支模使用条件最大浇筑墙体高度7.3m。
5 经济效益
以本项目为例，DK43+161-KD43+278双侧，DK43+278-DK43+371左侧，均采用单侧支模施工。
（1）可减少基坑土方开挖及回填量，减少土方开挖方7500m3，直接经济效益19万元。
（2）采用此法墙体未出现错台等质量缺陷，单侧墙体面积3270m2，节省混凝土缺陷修补费用1万元。
（3）与传统双侧对拉杆木模相比，可节省一面模板、一侧脚手架和穿墙螺栓，较少一道水平施工缝，共约35万元。
（4）本单侧支模施工方法在提高施工质量的同时，缩短了侧墙施工工期近1/3，加快了施工进度，经济效益显著。
6 结语
北京大兴新机场站廊涿城际矩形隧道采用单侧支架模板，使工程安全、质量、进度、经济均达到了预期效果。主要体现在以下几点：
（1）混凝土外观质量
混凝土浇筑过程中没有发生跑模涨模、表面错台、蜂窝麻面等质量问题，面板为大块的标准大钢模，施工的混凝土的外观质量达到了清水砼的效果。
（2）标准化程度高
组成单侧支架模板的主要构件及工具均采用专业加工厂标准化制作，安装拆卸灵活，操作简单，减少劳动力用工，与传统竹胶板木模相比，省去后台拼模等工序。
（3）结构自防水
传统对拉杆木模，拆模后切割拉杆外观差，且对拉杆位置易生锈，影响侧墙结构自防水性能。单侧支模提高了防水性能，减少措施加固材料的浪费。
（4）大块钢模及型钢支架均为租赁，周转快，可循环使用几乎无损耗，与传统双侧木模相比减少竹胶板等材料浪费。
参考文献：
[1] 陈颢，肖庆，赵超.单侧支模体系施工技术应用［J］.江苏建筑，2015（3）：65-67
[2] TB 10423-2014，铁路站场工程施工质量验收标准2014.08
[3] TB 10424-2010，铁路混凝土工程施工质量验收标准2010.12
论文作者:张立强
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/14
标签：模板论文; 支架论文; 预埋件论文; 单侧论文; 混凝土论文; 螺栓论文; 矩形论文; 《基层建设》2020年第1期论文;