随着城市化进程的加速和地下空间开发利用的深化,地下综合管廊作为城市的“生命线”工程,其建设质量与效率日益受到重视。在管廊廊体混凝土结构的施工中,支模(模板支撑)是关键环节之一,直接影响着结构的尺寸精度、表面质量、施工安全与成本。新材料、新设备、新技术和新标准的不断涌现,正推动着地下管廊支模施工向着更高效、更安全、更环保的方向发展。
一、 新材料:轻质高强与功能化
在工地施工材料方面,支模系统材料的革新尤为显著:
- 模板材料升级:
- 铝合金模板:凭借重量轻(约为钢模板的1/3)、强度高、周转次数多(可达300次以上)、成型混凝土表面光滑平整、回收价值高等优点,在地下管廊标准断面施工中应用日益广泛。其拼装精度高,能有效保证廊体结构尺寸,减少后期抹灰作业。
- 复合塑料模板:具有重量轻、耐水腐蚀、易脱模、表面光洁度好等特点,特别适用于潮湿的地下环境,且可回收利用,符合绿色施工理念。
- 高强度覆膜竹胶合板/木胶合板:表面覆有酚醛树脂膜,防水耐磨,周转次数较传统木板大幅提升,成本相对金属模板较低,在中小型项目或异形部位仍有应用优势。
- 支撑体系材料:
- 盘扣式脚手架:作为新型承插型钢管支撑架体,其立杆采用Q345高强度钢材,承载力大。模块化、标准化设计使搭设效率极高,稳定性与安全性远超传统扣件式钢管脚手架,已成为大型管廊项目支撑体系的主流选择。
- 新型钢背楞(龙骨):采用高强度矩形钢管或特制合金钢材替代传统木方,刚度大、不易变形,能确保模板面平整度,减少混凝土涨模、错台等质量通病。
二、 新设备:机械化与智能化
施工设备的进步极大地提升了支模作业的效率和精度:
- 自动化模板安装与拆除设备:针对大型管廊项目,开始引入带有机械臂的移动式平台或小型智能化吊装设备,辅助进行大块模板的精准定位、安装与拆除,降低人工劳动强度和安全隐患。
- 智能监测设备:在支撑架体上安装传感器,实时监测立杆轴力、水平位移、沉降等数据,通过物联网平台传输至管理中心,实现模板支撑体系受力状态的实时监控与预警,防范坍塌风险。
- 三维激光扫描仪:用于支模完成后的质量验收,快速获取模板体系的整体三维点云数据,与BIM设计模型进行对比,精准检测模板的安装位置、垂直度、平整度偏差,实现数字化、精细化验收。
三、 新技术:集成化与数字化
- BIM技术集成应用:在施工前,利用建筑信息模型(BIM)进行支模体系的深化设计。对模板进行模块化分割、编号,优化排布方案,模拟安装流程,并导出材料清单和加工图。施工中,结合二维码或RFID技术进行物料管理,指导现场精准拼装。
- 液压爬模/滑模技术:对于埋深大、长度长的标准断面管廊,有条件时可采用液压自动爬升模板系统或滑升模板技术。模板系统依靠液压动力整体爬升或滑移,无需反复拆装,连续作业性强,施工速度极快,且作业平台封闭性好,安全性高。
- 装配式一体化模板技术:将管廊部分墙体或顶板模板与部分永久性结构(如装饰面板、保温层)在工厂预制结合,形成一体化构件,现场整体吊装就位后浇筑混凝土。这大幅减少了现场支模工作量,提高了施工工业化水平。
四、 新标准:规范化与安全化
新设备、新技术的应用催生和依托于新标准的完善:
- 设计计算标准:如《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》(JGJ/T 231)等,为新型支撑体系的设计、计算与验算提供了权威依据,确保其安全可靠。
- 施工与验收标准:相关国家及行业标准持续更新,对铝合金模板等新材料的施工工艺、验收指标(如平整度、垂直度允许偏差)做出了更明确、更严格的规定。
- 安全管理标准:强调对高大模板支撑体系的专项方案论证、施工监测和智能化安全管理要求,推动安全管理从“人防”到“技防”的转变。
- 绿色施工标准:鼓励选用可循环利用的模板和支撑体系材料,减少建筑垃圾,相关标准对材料的环保性能和回收利用率提出了更高要求。
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地下管廊廊体支模施工的革新,是新材料、新设备、新技术、新标准协同作用的结果。从轻质高强的铝合金模板,到高效稳定的盘扣式支架;从BIM的数字化预拼装,到智能传感器的实时监测,这一系列进步不仅提升了工程实体质量与施工效率,更在保障作业安全、推动建筑工业化和绿色施工方面发挥了关键作用。随着智能化、机器人技术的进一步融合,地下管廊的建造将更加精益、智慧和可持续。