预制装配式楼梯在地铁暗挖车站安全出口中的应用研究_赵彦迪.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 1 5预制装配式楼梯在地铁暗挖车站安全出口中的应用研究赵彦迪(中铁工程设计咨询集团有限公司,济南2 5 0 0 0 0)摘 要:暗挖车站因受周边环境、吊装作业条件等因素的制约,难以实现对车站主体及附属结构大规模预制拼装。但安全出口楼梯因具有相似的设计模数及较为开放的作业环境,使得此类部件进行预制式装配成为可能。同时,现浇楼梯构件自身模板及脚手架工程复杂,需反复拆装,与其他构件施工干扰影响严重。而装配式楼梯则可实现工厂化预制,待现场其他工序完成后进行拼装,从而提高施工效率。论文以青岛地铁1号线瑞金路站安全出口楼梯为例,讨论预制装配式楼梯在暗挖安全出口中的设计及应用情况。结果表明:相较于传统现浇式楼梯,预制装配式楼梯可提前制作完成,施工效率及外观质量相较于传统现浇楼梯都得到了显著提升。且预制装配式楼梯建造技术是绿色建筑、绿色施工的体现,符合当下所倡导的节能环保理念,具备推广应用至地铁同类型相关工程中的价值。关键词:暗挖车站;安全出口;施工干扰;预制装配;楼梯R e s e a r c ha n dA p p l i c a t i o no fP r e f a b r i c a t e dS t a i r s i nT h eE m e r g e n c yE x i t o fU n d e r g r o u n dE x c a v a t i o nS t a t i o nZHA OY a n-d i(C h i n aR a i l w a yE n g i n e e r i n gD e s i g na n dC o n s u l t i n gG r o u pC o,L t d,J i n a n2 5 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:R e s t r i c t e db y t h e s u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t,h o i s t i n go p e r a t i o nc o n d i t i o n s a n do t h e r f a c t o r s,i t i sd i f f i c u l t t or e a l i z e l a r g e-s c a l ep r e f a b r i c a t i o na n da s s e m b l yo f t h em a i nb o d ya n da u x i l i a r ys t r u c t u r e so f t h eu n d e r g r o u n de x c a v a t i o ns t a t i o n.D u e t ot h es i m i l a rd e s i g nm o d u l u sa n dr e l a t i v e l yo p e nw o r k i n ge n v i r o n m e n t,t h ep r e f a b r i c a t e da s s e m b l yo f s u c hc o m p o n e n t s i sp o s s i b l e.T h e f o r mw o r ka n ds c a f f o l do f c a s t-i n-p l a c es t a i r c o m p o n e n t sa r ec o m p l e xa n dn e e dt ob ed i s a s-s e m b l e dr e p e a t e d l y,w h i c hh a sas e r i o u s i m p a c t o nt h e c o n s t r u c t i o n i n t e r f e r e n c ew i t ho t h e r c o m p o n e n t s.T h ep r e f a b r i c a-t e ds t a i r s c a nb ep r e f a b r i c a t e d i n f a c t o r ya n da s s e m b l e da f t e r t h e c o m p l e t i o no f o t h e r o n-s i t ep r o c e s s e s,s oa s t o i m p r o v et h ec o n s t r u c t i o ne f f i c i e n c y.T a k i n gt h ee m e r g e n c ye x i t s t a i r so fR u i j i nR o a dS t a t i o no fQ i n g d a oM e t r oL i n e1a sa ne x-a m p l e,t h i sp a p e rd i s c u s s e s t h ed e s i g na n da p p l i c a t i o no fp r e f a b r i c a t e ds t a i r s i nu n d e r g r o u n de x c a v a t i o ne m e r g e n c ye x-i t s.T h er e s u l t s s h o wt h a t c o m p a r e dw i t ht h e t r a d i t i o n a l c a s t-i n-p l a c e s t a i r s,t h ep r e f a b r i c a t e ds t a i r sc a nb e c o m p l e t e d i na d v a n c e,a n dt h ec o n s t r u c t i o ne f f i c i e n c ya n da p p e a r a n c eq u a l i t yh a v eb e e ns i g n i f i c a n t l y i m p r o v e dc o m p a r e dw i t h t h e t r a-d i t i o n a l c a s t-i n-p l a c es t a i r s.T h ep r e f a b r i c a t e ds t a i rc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yi st h ee m b o d i m e n to fg r e e nb u i l d i n ga n dg r e e nc o n s t r u c t i o n,w h i c hi s i nl i n ew i t ht h ec o n c e p to fe n e r g yc o n s e r v a t i o na n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na d v o c a t e da tp r e s e n t,a n dh a s t h ev a l u eo fp r o m o t i o na n da p p l i c a t i o nt ot h es a m e t y p eo f s u b w a yr e l a t e dp r o j e c t s.K e yw o r d s:u n d e r g r o u n de x c a v a t i o ns t a t i o n;e m e r g e n c ye x i t;c o n s t r u c t i o nd i s t u r b;P r e f a b r i c a t i o na n da s s e m-b l y;s t a i r s收稿日期:2 0 2 3-0 1-2 1.作者简介:赵彦迪(1 9 8 6-),硕士生,工程师.E-m a i l:4 6 9 0 2 4 6 3 1q q.c o m预制装配式构件以其具有外观质量好、缩短工期、提高施工效率、节约模板、减少建筑垃圾等优点在地铁工程中的应用逐渐增多1。目前,装配式技术多用于明挖地铁车站主体结构施工2,3,暗挖车站因受其地质、周边环境及吊装作业条件等因素的制约,难以对车站主体及内部结构进行预制拼装。但其安全出口楼梯因具有相似的设计模数、较为开放的作业环境,使得此类部件进行预制式装配成为可能。暗挖车站附属结构施工阶段一般面临较大的工期压力,且现浇楼梯自身模板及脚手架工程复杂,需反复45建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期拆装且与其他构件施工干扰影响严重。而装配式楼梯则可实现工厂化预制,待现场其他工序完成后进行拼装,从而实现附属结构快速完工4,具有较高的推广价值及利用空间。该文以青岛地铁1号线瑞金路站安全出口楼梯为例,讨论预制装配式楼梯在暗挖安全出口中的设计及应用情况。1 常规暗挖车站安全出口楼梯设计概况常规暗挖车站安全出口楼梯一般为现浇混凝土折跑楼梯,楼梯踏步一般为1 8 0mm2 6 0mm。为减小地面占地,控制梯井净深,楼梯踏步数量不宜太多,且每段提升高度不宜太高。安全出口在浇筑时每层休息平台需提前预留穿墙套管。当地下车站埋深超1 0m或车站层数超3层(含3层)时安全出口需要单独设置加压送风系统(对应安全出口内需增设加压送风井道)。暗挖站埋深一般超过1 0m,故安全出口旁一般需设置加压送风井。安全出口楼梯结构一般设计为现浇平台板+梯段结构,转折处设置梯梁搭设于井壁上。此种楼梯构件施工,与井壁二衬施工易产生工序干扰,且上层楼梯模板支架需待下层楼梯达到一定强度后方可支模,反复支模、拆模工序繁琐,工效大大降低。2 装配式楼梯设计思路楼梯通过采用装配式构件,工厂化预制后,可于井壁二衬施做完成后,现场安装楼梯构件,从而提高施工效率,节约土建工期。上述设计理念的实现需从建筑及结构两方面对传统的折跑楼梯进行优化调整。2.1 建筑方案楼梯构件进行预制后,尽量避免在预制件中穿孔。无加压送风要求的安全出口可将各专业管线沿楼梯板下折返设置。有加压送风要求的安全出口,将安全出口进深适当增大,将加压送风井一分为二,将其作为穿管空间。将原平台板埋管位置调整加压送风井道内,在满足加压送风要求的基础上占用部分加压送风井作为各专业穿管线空间。2.2 结构方案从构件标准化着手,将上、下跑楼梯做成统一模数,即通过同一套模具即可生产,上、下跑楼梯现场通过1 8 0 旋转即可进行交替拼装,无需单独对预制件进行编号,极大提高现场拼装装效率。由于每段提升高度及踏步尺寸一致,预制楼梯在厂家加工前需提前确定地面高程,合理分配楼梯折跑数量,确定踏步尺寸,满足预制楼梯出户部分室外台阶高度与室外地面高度合理衔接。同时为便于井壁二衬施工,取消梯梁,将上下平台板与梯板结合成折板楼梯。3 装配式楼梯细部设计借鉴民用建筑中预制楼梯连接方式5,6,梯段板支座处采用销键连接,上端支承处为固定铰支座,下端支承处为滑动铰支座7,8。为满足楼梯1 0 0年设计使用年限要求,螺栓采用A级不锈钢螺栓。楼梯梯段与靠墙一侧墙体及梯梁空隙处采用注浆封堵。4 预制梯段板质量检验要求预制梯段板质量验收应符合国家标准 混凝土结构工程施工质量验收规范(G B 5 0 2 0 42 0 1 5)、装配式混凝土结构技术规程(J G J12 0 1 4)、预制混凝土楼梯(J G/T5 6 22 0 1 8)和 混凝土结构工程施工规范(G B5 0 6 6 62 0 1 1)等现行国家标准的有关规定。并按照相关国标图集及规范要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验。