上海迪士尼矮人矿山飞车道螺栓预埋施工技术，让你飞的更稳

1工程背景

七个小矮人矿山飞车位于上海迪士尼梦幻世界片区东北侧，使用性质为大型游乐设施，总建筑面积3366m2，地下1层，地上3层。为了营造矿山飞车奔驰在山中的情景，整个单体全部隐藏在塑石假山中（图1）。所以，其游乐设备主要由立柱98组、轨道111组等部件组成。所有立柱总共需配套安装343套螺栓埋件，其中维修区域的螺栓是后置化学螺栓（104组螺栓群），其余区域均为预埋螺栓。

图1背景工程及飞车轨道模型

由于整个矿山飞车曲线变化和高度变化非常大，故螺栓组件型号众多，总共有34种类型。其中，最大的型号是0927，组件总质量550kg，最小的型号是0922，组件总质量100kg（图2）。预埋螺栓组件分布在结构大底板和混凝土轨道柱上，安装标高变化较大（最低的为建筑标高0.33m，最高的为11.18m）。

图2型号0927及0922螺栓组件

2重、难点分析

矿山飞车轨道基础的施工在梦幻世界项目各单体中最为复杂，而其轨道基础结构施工和轨道螺栓安放精度要求最高，主要的施工重、难点如下：

1）矿山飞车埋件的埋设精度要求是多方位的。其角度偏转误差±0.5°，z方向误差±5mm，相对来说比较好调节；而x、y方向误差为±5mm，观察者个人的视角误差、温度影响、混凝土浇筑等不可控制的误差因素就达到5mm左右。因此，即使现场采用全站仪，仍较难控制。

2）无论是平面位置还是高度，预埋螺栓定位基本无规律，需要对每组螺栓进行多次定位，但矿山飞车现场周边无条件便利的观测点。

3）预埋螺栓固定困难。为了保证预埋螺栓组件在浇筑混凝土时不发生偏移，需要保证其完全固定，而根据业主方要求，螺栓是不能被焊接的，所以需要通过其他构件来予以固定。

3测量方案

测量定位将直接引用城市坐标系统，并且选择4个稳固的制高点进行观测。测量站设置在制高点上，确保对所有的螺栓组件直接通视。原计划将测站设置在挡土墙交点的顶上，但是因为园林设计标高尚未确定，挡土墙暂缓施工，因此作为紧急备选方案，浇筑4根混凝土柱作为强制归心控制点，外包聚苯乙烯保温层防止温差变形，并设置稳定的钢平台，使得测量时不接触混凝土柱（图3）。

图3混凝土柱测量定位点

在测量螺栓位置前，先对4个测量站的相对位置进行闭合导线测量（图4）。测量站经过复测闭合后就可以用于螺栓的定位。每个螺栓的定位信息可以换算成俯仰角和方位角、极轴半径等直观信息。全站仪也可以直接输入坐标信息进行测量。1#点4#点3#点2#点

图4测量定位点分布

测量将分为4个步骤：

1）在浇筑矩形柱子的时候就把柱子的方位角（通常是轨道曲线在该点的切线方向）确定下来，圆形柱需要在地面上设置方位角标识。

2）测量柱顶施工缝平面上的位置，每个螺栓群测量中心点和任意一个角点这2个数据，从而确定中心点坐标和方位角信息。方位角可以用2个方法复核：矩形混凝土柱的方向和测量出来的角点是否吻合；圆形柱则测量任何一个方位角标识和中心两点连线的方位角度是否和理论值吻合。

3）安装螺栓组件后同样从测站出发，测量套板中心的坐标。这次测量确认后，固定螺栓群并浇灌混凝土。

4）浇灌完毕后再进行一次完工测量，并在48h内提交完工测量报告。设备商将评估完工测量成果是否满足设备安装精度要求。测量数据根据测站进行转换，通过BIM三维建模，将所有埋件的坐标通过计算机算出来。

4预埋螺栓组施工方案

4.1 混凝土底板上的螺栓施工

对预埋螺栓组进行初步定位，确定螺栓位置和型号。在地上标出编号，以免定位数据读取错误。定位放线，定出螺栓组件的定位控制点和固定支架的位置。在垫层上定位出固定支架的位置，并安装固定支架的竖杆，在固定支架上弹出水平线，并在混凝土垫层上钻好螺栓组件下部支撑和调标高用的丝杆的定位孔（图5）。

图5定位支架的安装

为了保持防水层的连续性，采用在防水层上打膨胀螺栓的节点处理方法。之后，安装底板底排钢筋，避开丝杆定位孔位置；根据编号找到相应的螺栓组件型号，放入组装好的螺栓组件，并进行初步定位和标高调节。在支架上安装水平角钢，在水平向角钢上安装支撑并调节螺栓组件至设计标高。在水平角钢上安装定位方钢，对螺栓组件的水平定位和角度定位进行最终确认，然后复核标高，使其在控制公差范围内。再用自攻钉将上部盘固定在定位方钢上，从而完成螺栓组件的安装，验收通过后及时进行混凝土的浇筑（图6）。

图6完成底板螺栓组件安装

4.2柱顶的螺栓施工

完成初步定位，确定螺栓位置和型号后，利用混凝土柱内预留筋作为定位支架，在支架筋间用25mm×2.5mm的镀锌扁铁焊接剪刀撑，使其形成稳定体系。支架筋上接一段角钢，在角钢上弹出水平线，完成支架施工。

根据编号找到相应的螺栓组件型号，在混凝土面上钻好螺栓组件下部支撑和调标高用的丝杆的定位孔，放入组装好的螺栓组件，并进行初步定位和标高调节。完成梁纵筋的安装和柱子箍筋的安装。在水平角钢上安装木方，调节好标高，固定在水平角钢上。然后对螺栓组件进行最终定位，使其处于控制公差范围内，最后利用螺栓组件上部钢板上的固定孔，用螺丝将组件固定在水平木方上，完成螺栓组件的安装（图7）。

图7完成柱顶螺栓组件安装

最后进行混凝土的浇筑。为便于混凝土的浇筑和振捣，在柱顶支模时，在柱子的两侧设置1个200mm×200mm的混凝土浇筑口，浇筑口多余的混凝土采用切割的方法切除（图8）。

图8柱顶混凝土浇筑示意

5质量控制与数据分析

5.1 质量控制

1）测量控制。所有的测量仪器必须处于检验合格的有效期内。4个测站的刚度必须符合测量规范的要求，满足测量的需求。

2）安装质量控制。安装前先仔细核对图纸，以免埋件装错位置。角钢支架的安装必须根据螺栓组件的定位进行详细的定位，并在混凝土垫层（或柱子）上做好标识。定位支架杆件之间先进行点焊，待支架成形后再满焊。水平杆安装前先在立杆上画上标线，并复核其标高。安装时先进行点焊初步固定，再次复核水平杆的标高，确认满足要求后再满焊，满焊后再次复核其标高，标高误差控制在2mm以内。

螺栓组件的安装必须由机械吊装到位。采用吊装带将螺栓组件绑紧。在上部盘上画出中心定位孔的中心线，中心定位的误差控制在2mm以内，角度误差控制在0.5°。定位螺丝先进行初拧，待定位和标高调节完成后再进行终拧。所有螺栓组件中心定位误差x/y/z值均为±5mm，螺栓组件之间的距离误差为±5mm，螺栓组件角度误差为±0.5°。根据钢筋和螺栓组件之间的位置关系及招标文件中通用技术规格书中的要求，柱子轴线偏差控制在8mm以内，柱的垂直度控制在8mm以内。

5.2浇筑后数据分析

从最终浇筑后的竣工测量数据来看，仅2组数据超过了5mm，最大偏差为8mm。虽然从概率上来看，达标率是相当高的，但是因为所有的螺栓组件均为进口甲供，没有备品备件，如果选择凿除混凝土进行修正误差，挖出埋件的过程中损坏了埋件，就需要重新购置新的埋件，而且这种可能性是相当大的。但所有的埋件都是进口的，如果国外厂家也没有备货需要重新加工生产的话，影响的工期将达到6个月之久。所以根据分析结果，对于这些不超过10mm的偏差通过扩孔的方式予以解决。经过分析，螺栓埋件误差出现的原因为：混凝土浇筑时未对埋件予以足够的保护，振捣混凝土时引起了埋件的二次偏位，导致了超出标准误差的产生。所幸，这2组螺栓的偏差值未影响矿山飞车轨道的安装。

6结语

由于客户提供的方位角只精确到度，缺少分秒精度，故只有换算到对角线的坐标才能在多次测量复核中保持精确，343组螺栓的理论坐标值多达3430个，测量次数更是不计其数。又因为其本身的精度要求高，因此施工难度比较大。通过前期的小样策划，发现具体施工过程中存在的问题，然后不断地完善方案。在具体的实施过程中，加强管理，进行多方控制，从而保质保量地实现螺栓预埋施工。