地铁轨顶风道施工工法
1前言
1.1工艺工法概况
轨顶风道是地铁隧道通风系统中必不可少的组成部分。目前国内地铁车站站台层均设置了屏蔽门，使轨行区和站台分为两个的区域，地铁车辆又均设置了空调系统，为了排除由地铁车辆空调系统排出的热量，在车站站台层顶部，地铁车辆停靠位置正上方设置轨顶排风道。由设置于车站两端的隧道通风机通过轨顶风道将车辆散发的热量排出地面，因此为达到隧道内夏季最高温度不超过40度的标准，为乘客在地铁车站内创造一个良好的环境，轨顶风道的设置是必不可少的。 1.2工艺原理
车站轨顶风道分为预制和现浇两种方式，目前预制轨顶风道使用范围较小，本文仅针对现浇轨顶风道做论述，现浇轨顶风道也分为后浇和先浇两种情况。
1.2.1后浇轨顶风道
轨顶风道作为地铁车站的内部构件,悬挂于车站中板和结构侧墙的交接位置。由于其所处位置的特殊性,当车站两端盾构区间施工盾构机需要过站时，全站轨顶风道必须后浇，以保证盾构机通过的限界。当车站需要进行盾构井始发或接收时，始发范围和接收范围内车站轨顶风道必须后浇。
轨顶风道后期浇注,这就意味车站土建施工需要二次进场,往往需要占用后期铺轨、机电安装和装修时间,且后浇轨顶风道施工空间狭小,混凝土振捣和表面抹平困难,施工质量不易保证。经济性很差。
1.2.2先浇轨顶风道
“先浇轨顶风道”是先于车站中板浇筑的轨顶风道浇筑方式，当地铁车站两边为明挖地铁区间，盾构机不用过站的车站一般考虑使用先浇法施工，或是地铁车站盾构机始发和接收以外的范围采用先浇法施工，由于轨道风道先于中板浇筑，无需二次进场，作业面空间宽裕，有利于施工质量控制，占用时间相对较少，较为经济合理。
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图1 轨顶风道示意图
2工法特点
本工法涵盖轨顶风道后浇和先浇工艺，视车站具体情况，提倡优先采用先浇工法，采用先浇工法可减小浪费、提高工效、节约成本和保证施工质量。 3适用范围
适用于各种设计采用现浇轨顶风道的地铁车站工程。 4主要引用标准
4.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001) 2002 年版 4.2《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008) 4.3《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008) 4.4《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006) 4.5《木结构设计规范》(GB50005-2003)
4.6《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 4.7《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)
4.8《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-2003 4.9《混凝土结构工程施工质量验收规程》(GB50204-2002 5施工方法
5.1轨顶风道设计概况
轨顶风道结构一般设计参数：风道底板厚度为150mm；吊墙墙厚为 250mm, 风
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道净空高 900mm。 5.2 施工段划分
为保证轨顶风道一次性浇筑过长容易出现裂纹，车站轨顶排热风道按照设计要求（每段长度不宜大于 16m）划分施工缝，各施工缝的设置与主体施工缝对齐。主体结构设后浇带的，轨顶风道也应在相应位置设置后浇带。 5.3施工方法 5.3.1后浇工法
地铁车站主体结构施工完毕，在盾构机过站、始发和接收后，及时安排施工，如采用后浇工法，风道板和吊墙的预留钢筋需预留准确，个别预留不准的位置应提前进行植筋处理，注意在浇筑主体中板混凝土时，应预留孔洞作为混凝土浇筑和捣固孔洞，一般埋设直径约80mm的PVC管，埋设密度见图5，施工时搭设混凝土模板支架、安装风道底板模板（如图2）、绑扎钢筋（如图3）、安装吊墙外侧模板（如图4）、浇筑风道及吊墙下半部混凝土（如图5）、等强、安装吊墙内侧模板并加固（如图6）、浇筑吊墙剩余部分混凝土（如图7）、养生等。
图2 安装轨顶风道底模 图3 安装钢筋
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图4安装吊墙侧模 图5浇筑轨顶风道底板和吊墙下部混凝土
图6 安装吊墙上部内侧模 图7浇筑轨顶风道吊墙上部混凝土
5.3.2先浇工法
不受地铁盾构机占用或通过的地铁车站，在施工主体结构中板前，提前施工轨顶风道，可减少预留钢筋、植筋、留浇筑孔等工序，且施工空间大，混凝土易浇筑，施工质量能得到充分保证，且不需二次进场和二次搭设模板支架。施工时在搭设中板模板支架时普通段按照中板标高搭设，风道范围的立杆高度注意需适合于轨顶风道底板标高，普通段和轨顶风道段进行一体化连接，支架模板搭设好后，风道底模和吊墙外侧侧模与中板底模同时安装（如图8），然后绑扎风道和吊墙钢筋（主体侧墙及中板梁钢筋可同时进行如图9）、浇筑风道底板和吊墙下部混凝土（如图10）、等强、安装吊墙内侧模板并加固、搭设轨顶风道内侧至中板标高短支架、搭设风道范围内中板底模（如图11）、绑扎中板钢筋（如图12）浇筑混凝土（中板和剩余吊墙混凝土同时浇筑如图13）、养生等。
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图8搭设支架和安装轨顶风道底模\\侧模和中板底模
图9 绑扎侧墙及轨顶风道钢筋
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图10 浇筑轨顶风道底板和吊墙下部混凝土
图11恢复轨顶风道上方中板支架模板
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图12 绑扎中板钢筋
图13 浇筑轨顶风道吊墙上部混凝土和中板混凝土
6工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程
6.1.1 轨顶风道后浇法工艺流程
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修补、收缩缝注浆 养生 浇筑剩余吊墙混凝土 安装吊墙内侧模板并加固 等强（养护） 制备吊墙外侧模板 浇筑风道底板和吊墙下部混凝土 安装吊墙外模 绑扎钢筋 安装风道底模 植筋（若需要） 搭设模板支撑架 测量放线 施工准备 拆模 图14 后浇法轨顶风道施工工艺流程图
6.1.2 轨顶风道先浇法工艺流程
施工准备 8
图15 先浇法轨顶风道施工工艺流程图
养生、拆模 中板钢筋完善 安装吊墙内侧模板和风道范围内中板底模 搭设风道底板至中板底标高支架 等强（养护） 制备吊墙外侧模板 浇筑风道底板和吊墙下部混凝土 绑扎风道及吊墙钢筋（主体侧墙钢筋可同时安装） 搭设中板模板支撑架 测量放线 安装风道底模和吊墙外模（中板底模可同时安装） 浇筑混凝土（剩余吊墙部分和中板同时浇筑） 6.2后浇法操作要点
6.2.1施工准备
⑴支模架搭设前，工程技术负责人应按照施工方案要求向搭设人员进行技术安全交底。
⑵基础上应先弹出支撑架的纵横方向位置线并确定扫地杆的水平高度。 ⑶对钢管、扣件等进行检查验收，严禁使用不合格产品。 6.2.2 搭设模板支架
⑴模板支架搭设应按立杆、横杆、斜杆的顺序逐层搭设。轨顶风道底面距底板高度一般为5.11m，立杆采用底托、顶托、3.6m钢管配1.2m长碗扣式钢管比
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较适宜，钢管规格为Φ48mm×（3.5mm~3.2mm）通用型杆件，横杆长度为0.9m，支架纵横间距0.9m×0.9m，步距1.2m，下设扫地杆以策安全，剪刀撑采用扣件式钢管，规格除长度外与碗扣式支架相同，模板支架底层水平框架的纵向直线度 应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。每步的纵、横向水平杆应双向拉通。支架 全高的垂 直度应小于 L/500；最大允许偏差应小于 100mm。
⑵采用钢管扣件作加固件、斜撑应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2002 的有关规定。
⑶支架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和 验收，及时解决存在的结构缺陷。
⑷立杆和扫地杆架设: 根据支模架立杆的设计位置放线后，即可架设立杆。支模架底层的立杆接头错开。在架设立杆时，应及时设置扫地杆，并与立杆连成一整体，以保证架子整体的稳定。
⑸支架上下楼梯架设: 在每段轨顶风道施工时，架设一道楼梯，供施工人员上下使用。楼梯底部、顶部均要与满堂支架牢固连接。
⑹搭设注意事项
①确保立杆底座与底板紧密接触，不悬空。 ②立杆的接头应错开。
③立杆的垂直度应严格加以控制，控制标准为 2 米高度偏差 1cm。 ④支模架搭设过程中，严格控制支架的水平度和垂直度，并在无荷载情况下逐个地检 查立杆底座有否松动或空浮情况。
⑤斜撑杆对于加强支模架的整体刚度和承载力的关系很大，不应随意拆去。 ⑥支撑架的横撑因使支撑架侧向受力，必须对称设置。 ⑺搭设要点：
①模板支撑架应根据施工荷载组配横杆及选择步距，根据支撑高度选择组配立杆、 可调托撑及可调底座。
②在模板支撑架四周拐角处设置专用斜杆或四面设置八字斜杆。剪刀撑采用扣件脚手架钢管，纵向每隔四排设置一道竖向剪刀撑，横向每隔四跨设置一道竖向剪刀撑.
③剪刀撑构造要求：
A剪刀撑斜杆与地面倾角宜在 45~60°之间。
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B剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，旋转扣件中心线与主节点的距离不宜大于 150mm。
6.2.3模板安装
⑴后浇法风道浇筑时面积较小,施工空间狭小,异形模板较多,不适于使用大型钢模板,宜使用质量较好的覆膜竹胶板。
⑵由于轨顶风道拆模后底板和吊墙外模外露,直接影响车站实体观感,因此应使用质量较好的新模板,模板缝在拆模后要做到板缝平整顺直,因此,模板安装前也应该弹出模板位置线，控制模板安装误差,模板安装应拼缝严密、平整、不漏浆、不错台、不胀模、不变形。堵缝所用胶条、泡沫塑料不得突出模板表面，严防浇入砼。
⑶组装吊墙模板时，用三角木靠尺和线坠调整模板垂直度。在模板阴角、阳角位置使用止浆条或用水泥砂浆封堵，避免拆模后吊墙棱角掉角和阴角烂根现象。
6.2.4 钢筋绑扎
⑴清理好底模，按照设计间距垫层弹线，按画好的间距，底板下层网片采用砼同标号的砂浆垫块，先铺设和焊受力主筋，后放分布筋，预埋件、预留洞等及时配合安装。
⑵下层钢筋绑扎后，用钢筋马凳支撑上层网片，确保上层筋位置，钢筋焊接接头错开，焊接质量应满足规范要求。
⑶钢筋网的绑扎，四周两行钢筋交叉点应每点扎牢，中间部分每隔一根相互成梅花式扎牢，注意相邻绑所点的铁线扣要成八字形绑扎（左右扣绑扎）。
⑷绑扎完毕后，各种操作人员不准任意蹬踏钢筋。
⑸吊墙钢筋绑扎后要校好垂直度，使其保证位置的正确、顺直。防止侧模安装困难和保护层出现偏差。 6.2.5混凝土入模
⑴轨顶风道由于是后浇，此时中板和顶板一般都已浇筑完毕，依靠混凝土泵车已不现实，所以，在中板施工时必须注意预留好φ80mm 的浇筑振捣孔，如果中板漏埋，可采用取芯机钻孔方式在浇筑前钻设浇筑振捣孔。混凝土通过小孔入模有两种方法。
①地泵将混凝土输入中板上表面，通过中板预留孔浇筑入轨顶风道底板和吊
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墙，由于轨顶风道用砼量较小，地泵机施费费用较大，输送管中的混凝土必然要浪费等，此方法较为浪费。
②混凝土输送罐车运至车站顶板，利用盾构井、出土孔等已有顶板未封孔洞或顶板后浇带用溜槽或溜管的方式将混凝土溜送至中板表面停放的小型拖拉机或斗车内，然后逐个输送至轨顶风道上方预留入模孔，一边入模，一边振捣。此方法比较经济适用。
⑵ 浇筑的砼在保证强度的前提下，尽量采用小粒径粗骨料、大坍落度的混凝土。为保证混凝土的密实度，在风道侧墙模板预留振捣孔，待振捣到位后迅速封堵。混凝土拆模后，加紧对浇筑不满、混凝土收缩产生的月牙形缝修补、注浆处理。
6.2.6模板体系的拆除
⑴当混凝土达到要求的强度后，必须经单位工程负责人检查验证，确认支模架不再需要后，方可拆除。支模架拆除必须由施工现场技术负责人下达正式通知。
⑵支模架的拆除顺序与搭设顺序相反，后搭的先拆，先搭的后拆。 拆除顺序应“由外向内、自上而下”逐层进行，严禁上、下同时作业。严禁将拆卸下来的杆配件及材料从高空向地面抛掷，已吊运至地面的材料应及时运出拆除现场堆码，以保持作业区整洁。
⑶拆除注意事项
①如部分支模架需要保留而采取分段、分立面拆除时，对不拆除部分支模架必须设置 斜撑，横向斜撑应自底至顶层呈“之”字形连续布置。
②支模架分段、分片拆除高度不应大于两步。 ③拆除支撑架前，清除支撑架上的材料、工具和杂物。
④模板支模架拆除时，应在周边设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。
⑤拆除人员须站在临时设置的脚手板上进行拆除作业，并按规定使用安全防护用品。
⑥ 拆除工作中，严禁使用榔头等硬物击打、撬挖。
⑦拆下的配件、钢管、扣件、脚手片应逐一递接至地面，并人工搬运至指定场所分类 堆放整齐，严禁抛掷。 6.3先浇法操作要点
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6.3.1施工准备
先浇法不需单独搭设模板支架，与主体结构中板支架公用，但在在搭设中板支架前应通过测量放线确定轨顶风道范围，点位可提前放在底板表面，从而指导轨顶风道短立杆的范围。
6.3.2 搭设模板支架
支架搭设要求同后浇法，且应和主体结构中板模板支架同时搭设。在轨顶风道底板浇筑完毕后再搭设风道上部短钢管时，间距仍应和下部相同。
6.3.3模板安装
同后浇法，搭设轨顶风道底模和吊墙外模的同时，主体结构中板底模也可同时施工。
6.3.4钢筋绑扎 同后浇法。 6.3.5混凝土入模
轨顶风道底板和下部吊墙位置混凝土提前浇筑，吊墙上部和中板同时浇筑，均可直接使用混凝土泵车直接施工，简单快捷。不需再预留入模孔洞。
6.2.6模板体系的拆除
同后浇法，轨顶风道底模和吊墙外模与主体结构中板模板支架同时拆除。 7劳动力组织
7.1后浇法施工劳动力组织如表1。
表1 劳动力配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 工种 木工 架子工 钢筋工 砼工 测量工 试验工 电工 人数 8 6 8 6 2 1 1 7.2先浇法施工劳动力无需专门组织，连同主体结构中板附带施工。 8主要机具设备
8.1后浇法施工机械设备配置如表2。
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表2 机械设备配置表 序号 机械或设备名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 汽车吊 钢筋弯曲机 钢筋调直机 钢筋切断机 电焊机 插入式振捣器 木工圆盘锯 地泵 拖拉机（斗车） 型号规格 25T GQW40 GT4-10 GQ40A BX1-400A ZN35 3 MJ-116 SANY 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 辆 数量 1 2 2 2 2 6 1 1 3 备注 材料吊装 钢筋加工 钢筋加工 钢筋加工 钢筋焊接 振捣混凝土 模板加工 混凝土输送 混凝土运输 8.2先浇法和主体结构中板同时浇筑，无需专门配置。 9质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1新老混凝土结合部裂纹。 9.1.2轨顶风道环向开裂和施工冷缝。 9.2质量保证措施
9.2.1把好材料质量关
全部材料，进场时应签收验货，详细核对其品种、数量、规格、质量要求，杜绝不合格产品进入施工场地。
9.2.2把好施工质量关
(1)认真仔细地学习和阅读施工图纸，吃透和领会施工图的要求，及时提出不明之处。
(2)如果轨顶风道底板和吊墙预留钢筋需要植筋，植筋深度和植筋胶应达到设计和规范要求，并进行抗拔试验，合格后方可进入下道工序。
⑶认真做好各道工序的检查、验收关，对各工种的交接工作严格把关，做到环环扣紧， 并实行奖罚措施。出了质量问题，无论是管理上的或是施工上的，均必须严肃处理，分析质量情况，加强检查验收，找出影响质量的薄弱环节，提出改进措施，把质量问题控制在萌芽状态。
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9.2.3防止混凝土出现裂缝的措施
(1) 合理制定轨顶风道施工长度，避免一次性施工过长，减少收缩裂纹。新老混凝土接缝涂刷水泥基等界面剂。
(2) 制定砼运输计划，避开现有道路上的高峰期运输。加强施工组织管理与协调，统一指挥，预先计划砼需要工程量，提前通知砼供应商，确保连续施工，在混凝土输送至中板时要组织足够力量进行快速施工，避免出现冷缝。
(3)同砼供应商一道合理选择原材料，搞好配合比设计与热工计算，采用水化热较低的水泥，增加掺合料用量，降低水化热，尽可能地推迟水化热峰值出现的时间，以避免由于温度过高引起的应力过高砼初始结构强度过低而产生的裂缝。
(4) 采取合理的砼养护工艺，控制各部分温差必须在 25℃以内。制定出合理的养护制度，专人负责，尽可能地延长养护时间。 10安全措施
10.1主要安全风险分析
10.1.1支架失稳； 10.1.2临电管理风险； 10.1.3高空坠落风险。 10.2安全保证措施
10.2.1成立安全管理组织机构
轨顶风道施工时以施工组织设计为主导，成立以项目经理为组长，常务副经理、生产副经理，项目总工和安全总监为副组长，各部门负责人为成员的安全管理领导小组，进行现场组织管理。
10.2.2严格模板支架搭设制度
为了保证支模架搭设的质量、除加强现场施工组织管理并做好工序衔接，落实施工过程中管理人员岗位职责， 施工过程中，技术负责人负责现场工序的技术指导、质量工程师根据质量总目标，进行施工质量检查， 安全负责人负责施工安全检查、安全培训教育、文明施工、环境保护等工作。物资设备部门负责人根据工程需要采购租赁各种合格管件，搭设完毕，对模板支架进行联合验收并填写集团公司下发的模板支架联合验收检查表并签字确认。
10.2.3支架走道板及防护栏搭设
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为防止高空掉落，在轨顶风道不靠结构侧墙一侧通长设置 60cm 宽的走道板。在走道板一侧通长设置 高 60cm 的防护栏，防护栏上敷设密目网。走道板及防护栏搭设详见图16。
图16 走道板防护栏搭设立面图
10.2.3临时用电管理
⑴严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46―2005，按照施工用电组织设计架设三相五线制的电气线路，所有电线均应架空，并和架管保持一定距离。
⑵配电箱、开关箱内电气设备完好无缺。箱体下方进出线，开关箱应符合“一机、一闸、一漏、一箱”的要求，门、锁完善，有防水、防尘措施，箱内无杂物。保护零线（PE、绿/黄线）中间和末端必须重复接地,严禁与工作零线混接 。 四、使用设备必须按规定穿戴和配备好相应的劳动保护用品，并应检查电气装置和保护设施是否完好，严禁设备带病运转和进行在运转中维修。
⑶开关箱内必须装设漏电保护器，漏电保护器的选择、安装和额定漏电动作应符合规范要求。
⑷支架上和轨顶风道内移动式照明，必须采用36V以下安全电压。 11环保措施
严格按照地铁车站主体结构实施性施工组织设计有关环保措施的要求进行。 12应用实例
12.1后浇法轨顶风道施工工程实例
我单位施工的长沙市轨道交通2号线一期工程16标杜花路站 在车站 7 轴至 22 轴处设置轨顶风道，双侧设置，风道均长 117.3m。轨顶排热风道底距底板面 5.11m。
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12.2先浇法轨顶风道施工工程实例
我单位施工的长沙市轨道交通2号线一期工程16标光达站两端均为明挖地铁区间，因此在吸取杜花路站后浇轨顶风道的经验，在本站轨顶风道施工过程中采用先浇法。 12.3施工情况
12.3.1采用后浇法施工时在吊墙位置和轨顶风道底板位置在中板浇筑时应预留间距不大于2000mm的PVC管，管径80mm较为适宜。吊墙位置预留孔应精确放样，便于吊墙混凝土入模和捣固。
12.3.2 采用后浇法施工时吊墙预留钢筋应精确，预留钢筋应点焊在定位筋上，防止中板和侧墙捣固时发生偏位，避免后浇轨顶风道时发生过多植筋数量。
12.3.3 采用后浇法施工时，应在盾构机占用空间结束后及时安排施做，以减少材料和施工人员二次进场的成本。
12.3.4 先浇法优化了施工步骤，节约了成本，但需在主体结构施工时增加了组织难度，需合理安排时间搞好工序衔接，做到少影响主体结构的施工进度。 12.4工程结果评价
采用以上两种方法，我标段两个车站在2012年6月和2012年11月陆续完成了轨顶风道施工，效果良好，满足设计要求。 12.5建设效果及施工图片
图16 后浇法现场施工支架图 图17 轨顶风道成型图
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图18 先浇法现场施工支架图
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