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地铁车站深基坑碗口式模板及支架安全专项施工方案

XX轨道交通4号线一期工程土建第Y标段

模板及支架安全专项施工方案

XX轨道交通4号线一期工程土建第Y标段含两个车站（铁机村站、罗家港站），两个盾构区间（岳家嘴站～铁机村站、铁机村站～罗家港站），其中岳家嘴站～铁机村站区间含一明挖区间。

铁岳区间沿中北路延长线道路中央敷设，岳铁明挖段全长302.492m，标准段宽度为14.3m，岳铁明挖段为单层闭合箱形框架结构，主体结构主要尺寸为：顶板800mm~1000mm，底板800mm~1000mm，标准段侧墙为700mm，局部850mm，轨排井侧墙800mm，底板梁局部下翻梁高度为2200mm。

铁机村站位于XX市中北路延长线与铁机路交汇处，按六辆编组车站总长度为194.8m，标准段宽19.7m，端头井宽24.9m。车站设四个客流出入口，两组风亭，车站两侧均为盾构区间。铁机村站现地面标高在25m左右，顶板覆土厚度在3.5m左右DB3304／T 053－2020标准下载，车站采用明挖法施工。

铁机村站结构型式为一柱两跨，现浇钢筋混凝土框架结构。主体结构主要尺寸为：顶板厚800mm，中板厚为400mm，端头井底板厚度为1000mm，标准段底板厚度为900mm；顶纵梁尺寸为1200（1000）×1800；中纵梁尺寸为1000（800）×1000；底纵梁尺寸为1200（1000）×2200；侧墙端头井厚度为800mm，标准段为700mm；下一层净空为4.75m，下二层标准段净空为6.01，端头井净空为7.06m。采用碗扣式满堂支架体系。

罗家港站位于XX市武昌区和平村，按六辆编组车站总长度为209.3m，标准段宽19.7m，端头井宽24.9m。车站设四个客流出入口，二环路东侧设置两个出入口，车站两侧均为盾构区间。罗家港站现地面标高在18.6～21.4m之间，平均为19.8m左右，场平高程为19.5m。车站顶部规划道路路面高程为21.0m，覆土厚度为3m,车站采用明挖法施工。

罗家港站结构型式为一柱两跨，现浇钢筋混凝土框架结构。主体结构主要尺寸为：顶板厚900mm，中板厚为500mm，端头井底板厚度为1000mm，标准段底板厚度为900mm；顶纵梁尺寸为1200（1000）×1800；中纵梁尺寸为1000（800）×1000；底纵梁尺寸为1200（1000）×2200；侧墙端头井厚度为800mm，标准段为700mm；下一层净空为4.75m，下二层标准段净空为6.01，端头井净空为6.96m。采用碗扣式满堂支架体系。

综合考虑车站的整体长度及现场实际情况，主体结构施工采取流水作业施工，中板、顶板及支架跟随底板施工的进程依次逐段推进。

1、XX市轨道交通四号线一期工程铁岳明挖段、铁机村站、罗家港站结构施工图设计；

7、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号。

岳铁明挖段、铁机村站、罗家港站站主体结构。

1、中柱及中、顶板下翻梁、侧墙模板均采用2440×1220×18木胶合板。

2、主楞为10cm×10cm木枋，次楞为5×10cm木枋；

3、模板板材表面应平整光滑，具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜，并应有保温性能好、易脱模和可两面使用等特点，并应符合国家现行标准《混凝土模板用胶合板》ZBB70006的规定。

4、各层板的原材含水率不应大于15%，且同一胶合模板各层原材间的含水率差别不应大于5%。

5、立杆连接处外套管与立杆间隙应小于或等于2mm，外套管长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。6、立杆上的上碗扣应能上下串动和灵活转动，不得有卡滞现象；杆件最上端应有防止上碗扣脱落的措施。7、立杆与立杆连接的连接孔处应能插入Φ12mm连接销。8、构配件外观质量要求：　　（1）钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用接长钢管；　　（2）铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净。　　（3）冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；　　（4）各焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；　　（5）构配件防锈漆涂层均匀、牢固。　　（6）主要构、配件上的生产厂标识应清晰。

9、可调底座底板的钢板厚度不小于6mm，可调托撑钢板厚度不得小于5mm；

10、可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。

4模板及支架系统设置说明

4.1车站顶板、中板模板及支架配置说明

方案选定根据以往施工经验，结合车站结构的实际尺寸，支架施工方案选定如下：车站主体结构的中板和顶板采用碗扣式满堂支架体系，模板采用1.8cm厚覆膜胶合板。支架基础为施工完的车站结构底板和中板，承载力满足要求，无需另行处理。中板立杆纵向（沿车站）间距90cm、横向间距60cm，横杆步距120cm；顶板立杆纵向间距90cm、横向间距60cm，横杆步距120cm。碗扣支架立杆底部垫钢板底托，顶部加顶托。考虑到支架的整体稳定性，支撑架体四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；中间纵向每4.5m设通长剪刀撑1道，横向每隔4跨布置剪刀撑l道；下二层架体顶端和底部设置水平剪刀撑，剪刀撑为扣件式钢管系统。当支架高度大于4.8m时，支架中部应增设一道水平剪刀撑。为便于高度调节，每根立杆顶部配可调顶托，可调范围45cm。顶托标高调整完毕后，在其上安放10×10cm的木枋纵梁，其间距同立杆间距（60cm），纵梁上设置5×10cm的方木横梁，间距为30cm。安放纵横方木时，应注意纵向方木接头应在立杆顶托中心，横向方木接头应在纵向方木中心位置。横向方木接头位置要和纵向方木接头位置错开，且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上，站台层与站厅层支架基本保证在同一铅垂线上。

现以标准段为例，进行模板和支架统设计及计算，剖面示意图如下：

主体结构模板支撑系统示意图

4.2侧墙模板及支架配置说明

侧墙模板采用1.8cm厚胶合板，木模板后竖向安放断面为5×10cm的方木，间距为30cm。横向分配梁采用断面为10cm×10cm的方木。侧墙支撑采用与碗扣支架联成一体的通长钢管对口撑（加顶托），间距为60cm，步距60cm，用十字扣件与横向所有立杆可靠相连。端头墙模板支撑采用6m钢管和支架连为一体，支架两横杆中间增设一道通长钢管对口撑端头设置可调支托，间距为60cm×60cm，考虑到墙体水平受力对架体稳定性的影响，侧墙与板分开施工时于需设置钢管抛撑，抛撑顶端安置可调支托，抛撑钢管和架体立杆、水平杆可靠连接，间距为120cm×120cm。

侧墙模板支撑系统示意图

4.3立柱模板及支架配置说明

矩形柱的模板由四面侧板、柱箍、支撑组成。柱子四边侧模都采用竖向侧板，则模板横缝较少。

为承受混凝土侧压力，侧板外应设置5*10cm木楞作为竖梁，柱箍采用Φ48*3.0双钢管，间距为0.6m。并沿纵向在每层柱箍处设置三道Φ12对拉螺栓,对拉螺栓两侧架设燕尾钩，以加强对拉螺栓的调节能。如下图所示：

立柱模板支撑系统示意图

4.4下翻梁模板及支架配置说明

铁机村站、罗家港站顶纵梁尺寸为1200×1800；中纵梁尺寸为1000×1000，按照最大受力工况设计支架体系，即取顶纵梁为例进行模板和支架的验算。顶板翻梁底模板采用1.8cm胶合板，模板下铺5*10cm的方木作为纵梁，间距为300mm；在支架顶托上设置10*10cm的方木作为横梁，间距为600mm。梁下设置3立杆，立杆间距为600mm。梁侧模板设置双钢管为纵梁，加固体系为对拉螺栓，间距为300。中板翻梁底模板采用1.8cm胶合板，模板下铺5*10cm的方木作为纵梁，间距为350mm；在支架顶托上设置10*10cm的方木作为横梁，间距为700mm。梁下设置2立杆，立杆间距为600mm。顶板梁及中板梁底面支架立杆间距加密，原纵向900mm间距内固定扣件式钢管支架，与碗扣式支架体系连为一体。梁侧模板设置双钢管为纵梁，加固体系为对拉螺栓。模板及支撑体系示意图如下：

顶板梁横剖面模板支撑系统示意图

中板梁横剖面模板支撑系统示意图

梁底模板支架平面示意图

5.1板的荷载分析及验算

5.1.1板的荷载分析：

按最不利荷载效应考虑，以罗家港站0.9m厚顶板为例进行荷载分析组合。

1、模板：Q1=0.5kN/m2；

2、新浇混凝土自重：Q2=25kN/m3；

3、施工人员及设备荷载标准值：Q3=2.5kN/m2；

4、浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值：Q4=2kN/m2

5、纵横木楞自重：7.5KN/m3，每平方米立杆所承受的方木重量为：

Q5=0.050×0.10×7.5×3+0.1×0.1×7.5×2=0.26KN。（按照3根50*10次楞和2根10*10主楞考虑）

竖向荷载效应组合如下：

式中
—模板及新浇钢筋混凝土自重产生的轴向力总和（忽略支架自重）；

—施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准值产生的轴向力总和。

5.1.2底模强度验算

顶板底模采用高强度胶合板，板厚1.8cm。底模背肋为5*10cm方木，间距300mm，故取300宽为模板强度计算单元。模板受力模型见下图：

弹性模量：E=1×104MPa

抗弯强度：ƒm=20MPa

截面抵抗矩：W=
bh2=
×30×1.82=16.2cm3

惯性矩：I=
bh3=
×30×1.83=14.58cm4

截面积：A=30*1.8=54cm2

底模板均布荷载：Q=0.9Q2+Q3+Q4=27KN/m2

转换为均布线荷载：q=Q×b=27×0.3=8.1KN/m

跨内最大弯矩：Mmax=ql2/8=0.1KN.m

根据模板的受力特点，可将其简化为三等跨均布荷载作用的连续梁进行计算,如下：

通过计算1.8cm厚胶合板满足受力要求。

5.1.3横向方木验算（次楞）

本方案采用的木材为东北落叶松，根据《建筑施工计算手册》查得东北落叶松抗弯强度为ƒm=17Mpa,顺纹抗剪强度为：ƒv=1.6Mpa，弹性模量为E=10×103Mpa。

根据顶板底模设计方案，横向方木的受力模型如下图：

横梁方木受力模型图（单位mm）

则每根方木承受荷载转化为均布线荷载为：

q=(Q1+0.9Q2+Q3+Q4)×0.3=8.25KN/m

截面抵抗矩：W=
bh2=
×5×102=83.3cm3

惯性矩：I=
bh3=
×5×103=417cm4

弯矩：Mmax=
ql2=0.371KN.m

剪力为：Vmax=
ql=0.5*9*0.6=2.475KN

=0.375*103/83.3＝4.45MPa<0.9[f]=15.3MPa

τmax=
.Vmax/A=
×
=0.74Mpa<[fv]=1.6Mpa

通过以上验算得知，横向采用50×100mm东北落叶松方木可以满足要求。

5.1.4纵向方木验算（主楞）

纵向采用10*10cm方木，间距为0.6m，每根立杆上布置一根方木。抗弯强度为ƒm=17Mpa,顺纹抗剪强度为：ƒv=1.6Mpa，弹性模量为E=10×103Mpa。

纵向方木分配梁所受的力为其上横向间距为30cm的5*10cm方木传下的力。根据主楞的受力特点，其受力模型见下图：

纵梁方木受力模型图（单位mm）

截面抵抗矩：W=
bh2=
×10×102=166.7cm3

惯性矩：I=
bh3=
×10×103=833.3cm4

纵向方木上平均承受2根横木重量为：0.05*0.1*0.6*7.5*2=0.045KN。

横向方木施加在纵向方木的均布荷载为0.1÷0.6=0.075KN/m

作用在纵向方木上的均布载为：q=(Q1+0.9Q2+Q3+Q4)×0.6+0.075=16.575KN/m

将结构受力模型简化为受均布载的三跨连续梁，受力简图如下：

跨内最大弯矩：Mmax=0.08ql2=0.477KN.m

跨内最大剪力为：Vmax=0.4ql=0.4*16.575*0.6=3.978KN

=0.52*103/167.7＝3.1MPa<0.9[f]=15.3MPa

τmax=
.Vmax/A=
×
=0.597Mpa<[fv]=1.6Mpa

通过以上验算得知，纵向梁采用100×100mm东北落叶松方木可以满足要求。

5.1.5支架稳定性验算

支撑系统整体结构分析所得的支撑立杆最大的内力设计值，可按照一般轴心受压构件进行验算。支架采用Φ48×3.0焊接钢管，鉴于市场上Φ48×3.0钢管的壁厚基本都在2.7mm，为确保计算的准确性钢管的相关力学特性按照壁厚2.7mm的钢管取值。由于本工程模板支撑系统主要应用基坑内部，故在计算时可不考虑风荷载对系统的影响，及按下式验算：

i=
/4=1.6cm。

模板支架立杆的计算长度

式中
—支架立杆的步距，取1.2m；

本工程钢管为Q235钢，按轴心受压构件查表得稳定系数
=0.75

单肢立杆承载力满足要求。

侧墙采用18mm厚胶合模板，背楞纵向分配梁为5*10cm木枋，竖向背楞为10*10cm木枋间距为600，竖向木枋设置在可调顶托上，顶托竖向间距为600。

考虑最不利荷载情况，按照下二层考虑。

5.2.1、水平荷载：

采用内部振捣器时，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下列二式计算，并取二式中的较小值：

式中F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/㎡）；

c—混凝土的重力密度（kN/m3）,取25kN/m3；

t。—新浇筑混凝土的初凝时间（h），取5h；

V—混凝土的浇灌速度（m/h），取1.5m/h；

H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，以端头井下二层衬墙为例，为7m；

1—外加剂影响修正系数，不掺时取1.0；

2—混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。

F=
cH=25*7=175kN/㎡

按较小值取，最大侧压力为38.73kN/㎡。

5.2.2纵向木枋验算

本方案采用的木材为东北落叶松，根据《建筑施工计算手册》查得东北落叶松抗弯强度为ƒm=17Mpa,顺纹抗剪强度为：ƒv=1.6Mpa，弹性模量为E=10×103Mpa。

根据顶板底模设计方案，横向方木的受力模型如下图：

横梁方木受力模型图（单位mm）

则每根方木承受荷载转化为均布线荷载为：

q=38.73×0.3=11.62KN/m

截面抵抗矩：W=
bh2=
×5×102=83.3cm3

惯性矩：I=
bh3=
×5×103=417cm4

弯矩：Mmax=
ql2=0.52KN.m

剪力为：Vmax=
ql=0.5*11.62*0.6=3.48KN

=0.52*103/83.3＝6.24MPa<0.9[f]=15.3MPa

τmax=
.Vmax/A=
×
=1.04Mpa<[fv]=1.6Mpa

通过以上验算得知，横向采用50×100mm东北落叶松方木可以满足要求。

5.2.3竖向方木验算（主楞）

纵向采用10*10cm方木，间距为0.6m，每根立杆上布置一根方木，可调支托竖向间距为0.6m。抗弯强度为ƒm=17Mpa,顺纹抗剪强度为：ƒv=1.6Mpa，弹性模量为E=10×103Mpa。

纵向方木分配梁所受的力为其上横向间距为30cm的5*10cm方木传下的力。根据主楞的受力特点，其受力模型见下图：

竖梁方木受力模型图（单位mm）

截面抵抗矩：W=
bh2=
×10×102=166.7cm3

惯性矩：I=
bh3=
×10×103=833.3cm4

作用在纵向方木上的均布载为：q=38.73×0.6=23.24KN/m

将结构受力模型简化为受均布载的三跨连续梁，受力简图如下：

跨内最大弯矩：Mmax=0.08ql2=0.67KN.m

跨内最大剪力为：Vmax=0.4ql=0.4*23.24*0.6=5.58KN

=0.67*103/167.7＝3.9MPa<0.9[f]=15.3MPa

τmax=
.Vmax/A=
×
=0.84Mpa<[fv]=1.6Mpa

通过以上验算得知，纵向梁采用100×100mm东北落叶松方木可以满足要求。

5.2.4模板受力计算

侧墙水平荷载为：38.37KN/m2

所受水平均布荷载为：q=38.37*0.3=11.5KN/m

根据受力特点，可将侧模受力简化为三等跨连续梁，受力模型如下：

跨内最大弯矩：Mmax=0.08ql2=0.083KN.m

弯应力为：ƒ=M/W=0.083*106/16.2*103=5.12Mpa<ƒm=20Mpa，满足要求

（2）木模板刚度验算：

根据模板的受力特点，可将其简化为三等跨均布荷载作用的连续梁进行计算,如下：

通过计算1.8cm厚胶合板满足受力要求。

以最不利荷载效应考虑，选取铁机村站顶板纵梁WZL1（1200×1800）为计算对象。

施工人员及小型机具活载：

浇筑砼和振捣时产生的荷载：

纵梁底模采用高强度木胶合板，板厚t=18mm,木胶合板背楞间距为300mm。故模板的强度验算取b=300mm为计算单元体。受力图如下：

弹性模量：E=1×104MPa

抗弯强度：ƒm=20MPa

截面抵抗矩：W=
bh2=
×30×1.82=16.2cm3

惯性矩：I=
bh3=
×30×1.83=14.58cm4

截面积：A=30*1.8=54cm2

底模板均布荷载：Q=q1+q2+q3=47.5KN/m2

转换为均布线荷载：q=Q×b=47.5×0.3=14.25KN/m

跨内最大弯矩：Mmax=ql2/8=0.16KN.m

根据模板的受力特点，可将其简化为三等跨均布荷载作用的连续梁进行计算,如下：

通过计算1.8cm厚胶合板满足受力要求。

每根立杆承受的荷载为：

纵梁下立杆单肢承载力满足要求。

(4)对拉螺栓强度验算

对拉螺栓竖向间距为0.3m，螺栓采用M12型。按最大侧压力计算，浇筑混凝土时产生的水平荷载标准值为1.5kN/m2。

螺栓承受的最大拉力为：

5.4.1模板挠度验算

柱模受到混凝土的侧压力为：

=0.22*25*5*1*1.15*
=38.73kN/㎡(浇筑速度以1.5m/h计)

=38.73×0.3=11.62KN/m

按三跨连续梁计算，跨度为300mm。

柱模板挠度满足规范要求。

5.4.2对拉螺栓验算

对拉螺栓以及柱箍竖向间距为0.6m，横向布设三道对拉螺栓，螺栓采用M12型。按最大侧压力计算，浇筑混凝土时产生的水平荷载标准值为1.5kN/m2(供料方式为导管）。

螺栓承受的最大拉力为：

⑴钢管立柱底部设置垫木和底座，顶部设置可调支托，U型支托与楞梁两侧间的间隙采用木楔楔紧，可调支托的螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时确保上下同心。

⑵立柱距地面200mm高处，沿纵横水平方向按照纵下横上的程序设扫地杆。可调支托底部的立杆顶端沿纵横向设置一道水平拉杆，扫地杆与顶部水平拉杆之间每一步距处纵横向设置一道水平拉杆。

⑶剪刀撑采用Φ48×3.5钢管，用旋转扣件与钢管立柱扣牢。钢管扫地杆、水平拉杆采用对接，剪刀撑采用搭接，且搭接长度不得小于500mm，并采用两个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。

⑷钢管间距、规格、扣件符合设计要求。每根立柱底部设置底座及垫板，垫板厚度不得小于50mm。

⑸端头井和标准段高差处，高处的纵向扫地杆应向低处延长不少于2跨，高低差不得大于1m，立柱距边坡上方边缘不得小于0.5m。

⑹支架外侧四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向每隔10m左右设置由下至上的竖向连续式剪刀撑，宽度为5m，并在剪刀撑部位的顶部，扫地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角为45～60度。

6.2支架搭设应满足以下使用要求：

⑴、有适当的宽度（或面积）、步架高度、离墙距离，能满足工人操作、材料堆置和运输的需要；

⑵、具有稳定的结构和足够的承载能力，能保证施工期间在可能出现的使用荷载（规定限值）的作用下不变形、不倾斜、不摇晃；

⑶、与垂直运输设备及其作业面高度相适应，以确保材料垂直运输转入水平运输的需要；

⑷、搭设、拆除和搬运方便，能长期周转使用。搭拆进度能满足施工安排的需要。

7劳动力使用计划、机械设备供应计划

本工程拟投入的人数为289人，人员的工种组合、技术工人与普工的比例适合工程要求，在高峰时期可在当地招聘劳务工人。

7.2机械设备配备及材料供应组织

材料、设备管理以履行合同为条件，对项目施工实行高效率的计划、组织、控制、协调，按照合同文件的要求，包括物资品种、质量要求，依据施工进度计划编制项目主要物资设备需用量总计划和主要物资月度供应计划，主要材料由项目供应，实行招标统一采购。大型机械设备为公司自有，其它短期使用的设备可就地租赁。主要施工机械设备数量见表2。

钢筋（剥肋）直螺纹滚丝机

7.3混凝土施工安排及浇注顺序

7.3.1主体及附属结构施工顺序

主体结构：素混凝土垫层结构底板下二层柱中板及下二层衬墙

下一层柱顶板及下一层衬墙

附属结构：素混凝土垫层结构底板顶板及衬墙楼梯

混凝土表面采用2m刮尺平整，铁滚筒碾压两遍深基坑开挖钢板桩支护专项方案专项施工方案(专家论证)，刮除表面泌水，水蟹打磨平整，收水后再次用水蟹打磨，消除收水裂缝。

a浇捣混凝土应连续进行，间歇时间尽量短，上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇注完毕。

b顶板（中板）混凝土连续水平、分台阶沿边墙、中墙分别向中线方向进行浇注。底板、墙体混凝土采用“斜面分层、薄层浇注、一次到顶”的方法进行浇注，分层厚度不得大于400mm。立柱混凝土水平、分层进行浇筑，一次浇注成型，分层厚度≤500mm。

c混凝土振捣要快插慢拔，插点梅花型布置，按顺序进行，不得遗漏，移动间距不大于振捣半径的1.5倍，振捣上一层应深入下一层5cm，以消除两者之间的接缝。

d梁板混凝土浇注按框架格顺序浇注，每框架格先将高度分层浇注成阶梯形，当达到板底位置时即与板混凝土一起浇注，随着混凝土不断延展，则可连续向前推进，倾倒混凝土方向与浇注方向相反。

e楼梯混凝土浇注自下而上浇注，先振实底板混凝土，达到踏步位置后与踏步混凝土一起振实，不断连续向上推进，并用抹泥板抹平。

f浇筑完毕混凝土表面处理：Ⅰ、底板、中板混凝土面用2m水平尺刮平，刮除表面泌水，木蟹打磨平整，收水后再次用木蟹打磨，消除收水裂缝；Ⅱ、顶板混凝土面在底板混凝土面的处理基础上，最后用抹泥板找平。

DLT1517-2016 二次压降及二次负荷现场测试技术规范8安全技术施工保证措施

1、所有构件，必须经检验合格后方能投入使用。