地铁车站钢管混凝土柱施工方案

韦礼群

摘要：钢管混凝土柱在地铁施工中起着永久承重的作用，因此钢管混凝土柱的施工工艺和主要质量保证措施尤为重要。本文针对地铁车站的刚度和抗震问题，以皇姑屯站为例进行分析，阐述钢管混凝土柱的施工方案，并对存在的安全隐患做出相应得防范措施，这对施工过程中的安全保障和质量保障是非常有意义的。

关键词：钢管混凝土柱：施工工艺;质量;安全

随着城市的快速发展，交通问题日渐突出，地铁作为交通工具之一，能够很有效的解决这一问题，并且越来越受人们青睐。而地铁车站施工中最重要的是结构体系的稳定和安全，本文以沈阳皇姑屯地铁车站为例，阐述钢筋混凝土柱在施工中的工艺和施工方案，这对于结构的稳定和施工质量的提高有着很重要的意义。

1工程概况

皇姑屯地铁车站主体设置28根A1000钢管混凝土柱，车站两端各设1400*1400mm壁柱一根。钢管混凝土柱上下中导洞间土体采用人工挖孔，人工挖孔孔径为2300mm，护壁厚度为150mm，采用C25喷射混凝土。钢管混凝土柱主要设计参数见下表1。

2钢管混凝土柱的制作工艺及运输吊装

2.1钢管柱的制作工艺

钢管柱制造的质量非常重要，所以全部要在合格的工厂进行。加工时严格按照有关标准要求进行。根据导孔中的提升高度，将钢管柱分成四个部分，并用16mm厚的钢板轧制，制作工艺见图1。钢管混凝土柱具体加工方法如下：

（1）所有构件划线下料，直线或圈采用自动切割机切割板材，全部打坡口后打磨和磨平切口。

（2）钢管制作用三辊卷管机卷制直径为1000mm。

（3）钢管纵缝内侧先安设衬板，再采用自动埋弧焊焊接，确保焊透焊缝饱满后对焊缝表面进行清理，确保焊接要求。

（4）管与管环向焊缝连接将两管安放在工装台（经经纬仪反复监测中心对称水平垂直固定）进行组对管内采用手工焊连接焊缝深度达5mm厚并清根处理，再采用自动埋弧焊焊接。

（5）法兰盘与管连接主要采用测量水平垂直，找出中心点，确保同心度，筋板焊接全部采用气体保护焊焊接。

（6）顶法兰底板加工按图纸尺寸要进行加工，管与管之间法兰盘按每组一对加工确保孔距和角度要求。

（7）卷体钢管按组对预装校尺，在水平仪、经纬仪操作下，柱两端法兰盘垂直水平中心线对称，挂线，采用多点测量调整，多点对称手工焊接，固定后采用气体保护焊焊接达到焊缝饱满，根据图纸进行编号，进行除锈，刷防锈漆。

2.2钢管柱的运输、吊装

钢管柱通过龙门起重机从竖井门下降，钢管通过分段输送送到主体上层的导向孔。上中导洞开挖时在钢管柱位置预埋好C28吊环，钢管柱采用导洞拱顶预埋吊环分节吊装。用手动葫芦和绞车提升第一根钢管柱，沿挖孔徐徐下放，待接近定位螺杆时调整位置，对齐底部法兰螺栓孔后，慢慢降低它并接触螺母。在提升第二根钢管柱之前，确保其正确并固定，然后慢慢放下与第一根钢管柱对接并拧紧螺栓以重复该过程，直到钢管柱用螺栓固定。吊装时应防止钢管柱的变形。

钢管柱安装前对钢管柱底面标高进行复核，钢管柱底法兰靠近底纵梁时必须注意保证位置准确及钢管柱垂直度，12根定位杆对准底法兰螺栓孔位置后方可将钢管柱徐徐落下直至与定位杆上螺母接触密帖，检查钢管柱的外轮廓与测量位置的偏差和垂直度，并在确定之后拧紧上螺母。

3钢管柱的施工方案及技术措施

钢管混凝土柱的施工流程见图2。

3.1挖孔桩施工

（1）施工方法

在主体的上导孔和下导孔之间构造手动挖掘桩，并且在上下穿过之后安装钢管柱，并且钢管柱基础是下导向孔的底部引导梁。

导洞贯通后，进行桩位放线定位，切除上导洞底部格栅，施工孔桩锁口，第一节护壁竖向钢筋与格栅焊接，保证混凝土护壁不下沉位移。每个开挖深度为0.5-1.0米。挡土墙每个墙的高度为1.0米。孔内弃碴采用电动卷扬机提升，三轮车运出洞外。人工挖孔桩护壁构造图见图3。

（2）施工工艺

①施工机具

挖掘主要基于簡单和轻便的工具，如铁铲，铁铲，锤子和风铲。挖掘工具包括旋转机架，电动葫芦，钢丝绳和铲斗。机架采用型钢焊成的3600旋转角式机架，其上安置电动卷扬机，通过钢丝绳将吊桶垂直提升出土。人工挖孔垂直运输见下图所示。

②挖孔

车站主体上导内孔桩按照底纵梁施工顺序分段进行施工。挖掘过程不间断地进行。

在钻孔过程中，应根据设计要求及时保护孔壁，即每隔1.0米喷洒一次，其厚度为15cm的护壁砼，在护壁圈内按照设计要求配置钢筋，如土质不良，则减小开挖循环进尺。开挖到下导洞拱部的初期支护时，采用人工凿出支护砼，切断钢筋，并及时施作护壁喷射砼。

3.2钢管柱的定位与固定

钢管柱由12-22定位杆定位。底纵梁混凝土浇柱时钢管柱法兰范围内预留5cm暂不浇至设计标高，钢管柱安装时采用螺母调整底面标高，待浇筑柱内砼时将法兰底5cm间隙采用高强砂浆填充密实。

在浇筑混凝土和顶部纵梁施工期间，为了防止钢管柱顶部发生偏移，在孔的上下50厘米和孔的下部移动中间部分的孔的挡墙与钢管的柱之间的间隙填充沙子，并且添加水以使其致密。砂子填充过程必须均匀下料以保证钢管柱受力平衡，对钢管柱测量跟踪以保证中心位置及垂直度。填砂前为保证钢管柱垂直度用脚手架横杆加顶托固定钢管柱

3.3钢管柱柱内砼灌注

钢管混凝土采用商品混凝土，混凝土等级为C50，混凝土坍落度为18-22厘米。用连续灌注的方法通过泵送对钢管柱进行灌注，中途不得停止，若必须停止时，坚决不允许超过混凝土的最终凝结的时间，每次浇筑前先用厚度为10-20cm的同等级的水泥砂浆浇筑一遍，为避免混凝土粗集料自由下落而发生反弹现象。灌注中为充分排出管内混凝土中的气泡及混凝土的密实，使用特殊的长振动器用于振动管道的外壁，然后小型振动器用于对称振动管道的外壁。

混凝土灌注至低于管顶1m位置时暂停，吊装并固定柱顶钢筋笼后继续浇注（必须保证混凝土初凝前吊装完毕）。浇灌完成后，检查浇灌混凝土的质量时，应使用敲击钢管的方法。如果某些部件不致密，则采用钻孔和灌浆方法进行补偿，并通过修补焊接密封钻孔。

4主要质量保证措施

4.1垂直度保证措施

（1）孔桩开挖时必须及时对垂直度及孔径进行检查。

（2）上下层导洞控制点在钢管柱安装前进行闭合导线测量，钢管柱柱脚定位与上层导洞柱顶的导线定位统一采用上层导洞的中心点。

（3）上层导洞钢管柱中心测绘出来后，及时在柱脚板上划出钢管柱在柱脚板上的就位轮廓，并弹出十字线。

（4）钢管柱定位后，孔口浇注锁口，钢管柱与护壁间填砂固定。

4.2混凝土浇注质量保证措施

（1）采用微膨胀C50商品混凝土，严格过程检验，保证混凝土性能符合设计要求。

（2）灌注中为充分排出管内混凝土中的气泡及混凝土的密实，定制长振捣器振捣，确保混凝土捣固质量。

5结论

（1）对于施工中的特殊部位和主要困难，工程技术人员应事先制定专项施工方案和技术要求。合理安排施工顺序和过程的切换，避免不合理的过程重叠和质量问题。

（2）钢管混凝土柱具有良好的耐久性，在地铁工程中，能够很大程度提高地铁车站的使用年限。

（3）钢管混凝土柱施工作为工程最重要的内容之一，一定要坚持质量层层把关，对工程施工过程中容易发生重大安全问题的部位、环节进行实时监督，提前做好应急救援预案，不但可以提高施工的质量，并且对施工的效率和安全有很大的保障。