預(yù)制隔墻板在地鐵車站中的應(yīng)用淺析

李 明，王國良，路貴林，齊大洪

（徐州地鐵集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

我國建筑隔墻發(fā)展經(jīng)歷了三代墻材。第一代是以黏土磚為代表的磚砌隔墻［見圖 1（a）］；第二代是以加氣混凝土砌塊為代表的砌塊類隔墻［見圖 1（b）］；第三代是以預(yù)制條板為代表的墻板類隔墻［見圖 1（c）］。圖 1 為三代隔墻墻材的實(shí)物照片。

第一代和第二代隔墻在施工時(shí)需要耗費(fèi)大量人力資源，砌筑效率低、質(zhì)量難以保證，不符合建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢，也難以滿足綠色建筑對節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保的要求，正逐漸被預(yù)制條板隔墻所取代［1］。在地鐵建設(shè)中，已有北京地鐵 19 號線車站內(nèi)隔墻采用蒸壓加氣混凝土條板 ALC、深圳廣深港福田車站部分內(nèi)隔墻采用聚苯乙烯泡沫顆粒復(fù)合條板，都在研究應(yīng)用階段［2］。目前還沒有法規(guī)和文件強(qiáng)制要求使用預(yù)制條板隔墻，地鐵車站內(nèi)隔墻仍主要采用第二代墻材加氣混凝土砌塊砌筑。加氣混凝土砌塊隔墻在地鐵施工中已顯現(xiàn)出很多弊端，如：①砌筑效率低，施工周期長，影響地鐵建設(shè)進(jìn)度；②砌墻需要耗費(fèi)大量人工，目前建筑市場人力資源匱乏，人力成本較高，導(dǎo)致砌墻成本較高；③砌墻現(xiàn)場濕作業(yè)量大，給文明施工管理帶來困難；④加氣混凝土砌塊防水抗?jié)B性差，在地下環(huán)境使用時(shí)墻體底部要制作現(xiàn)澆混凝土條形防潮墻墊，增加工序和成本；⑤加氣混凝土砌塊隔墻強(qiáng)度低、整體性差，后期裝修和設(shè)備吊掛困難，且不安全。

圖1 磚、砌塊、條板，三代隔墻墻材

因此，為了適應(yīng)國家建筑工業(yè)化和綠色建筑的政策要求，提高地鐵內(nèi)隔墻的工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，地鐵工程中應(yīng)積極開展探索研究，在保證安全的前提下逐步采用預(yù)制條板代替磚和加氣混凝土砌塊作為地鐵工程內(nèi)隔墻使用。

1 地鐵工程內(nèi)隔墻預(yù)制條板類型的選擇

目前，應(yīng)用較廣泛的輕質(zhì)隔墻板主要有空心墻板、實(shí)心墻板、復(fù)合墻板。其中空心墻板根據(jù)材料的不同分為：混凝土空心墻板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）空心墻板、陶?；炷量招膲Π?。實(shí)心墻板分為：蒸壓加氣混凝土墻板（ALC）、發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)墻板。復(fù)合墻板分為：聚苯顆粒水泥夾芯復(fù)合墻板、輕鋼龍骨硅酸鈣墻板、鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯墻板［3］。

1.1 空心墻板

1.1.1 混凝土空心條板

混凝土空心條板是一種以水泥為膠凝材料，以砂、石，以及適量建筑廢棄物為集料，適量配筋，經(jīng)擠壓成型或立模澆筑成型，沿板長方向有若干貫通長孔的混凝土輕質(zhì)條板。該產(chǎn)品取材方便，吊掛力強(qiáng)，生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格低廉。但自重較大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，運(yùn)輸和吊裝過程中易破損。

1.1.2 玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）空心條板

GRC 空心墻板是一種將玻璃纖維、水泥砂漿、膨脹珍珠巖骨料和聚合物外加劑等原料攪拌均勻后通過澆筑，經(jīng)養(yǎng)護(hù)得到沿板長方向有若干貫通長孔的空心條板。GRC 空心條板具有韌性，抗裂性、耐火性較好，質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)。但具有干縮值較大，對接縫材料要求較高，且耐久性較差，如嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的 GRC 空心條板價(jià)格較貴，目前使用逐漸減少。

1.1.3 鋼筋陶?；炷量招臈l板

鋼筋陶?；炷量招膲Π迨且环N以水泥、硅砂粉、陶粒、砂、外加劑和水等原料配制成的輕集料混凝土為基料，內(nèi)置冷拔鋼筋網(wǎng)架，經(jīng)成組立模澆筑成型、養(yǎng)護(hù)制成沿板長方向有若干貫通長孔的空心條板。相對混凝土空心條板，鋼筋陶?；炷量招臈l板密度較小、抗?jié)B性能好、抗震性能強(qiáng)、防火及吸聲、隔音性能良好。但是由于環(huán)保原因，陶粒燒結(jié)生產(chǎn)受制約，產(chǎn)量和價(jià)格波動影響大，且由于內(nèi)加鋼筋，導(dǎo)熱系數(shù)大于混凝土空心條板。

1.2 實(shí)心墻板

1.2.1 蒸壓加氣混凝土條板

蒸壓加氣混凝土是由磨細(xì)的硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料（水泥、石灰等）、冷拔鋼筋網(wǎng)架、發(fā)氣劑（鋁粉）和水等攪拌、澆筑、發(fā)泡、靜停、切割和蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的多孔輕質(zhì)實(shí)心混凝土制品。該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、保溫隔熱，耐火性、耐久性、抗震性、可加工性、隔音性能好等優(yōu)點(diǎn)。但抗沖擊能力差，易損壞，易出現(xiàn)干縮裂縫，且表面淺層易于吸水、吸濕。

1.2.2 發(fā)泡陶瓷輕質(zhì)條板

發(fā)泡陶瓷墻板是由瓷磚拋光渣、礦渣、鋼渣等材料按比例配料，加發(fā)泡劑攪拌均勻，干鋪入模，經(jīng) 1 200 ℃ 高溫?zé)Y(jié)，切割成需要厚度的多孔實(shí)心板材。該產(chǎn)品具有輕質(zhì)、強(qiáng)度較高、防火性能好、尺寸和顏色長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。但脆性大易碎、隔音性能差、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不健全。

1.3 復(fù)合墻板

1.3.1 聚苯顆粒水泥夾芯復(fù)合條板

聚苯顆粒夾芯板是以硅酸鈣板作為面板，中間填充聚苯乙烯顆粒和發(fā)泡水泥一次復(fù)合成形。該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、體薄、隔熱保溫，可任意開槽，重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。但易吸潮，干濕交替下耐久性較低，墻板干燥收縮值較大。

1.3.2 輕鋼龍骨硅酸鈣條板

輕鋼龍骨平板墻體是以輕鋼龍骨為骨架，以 4～25 mm 厚的建筑平板為罩面板，內(nèi)部可鋪設(shè)巖棉、玻璃棉等隔聲、隔熱材料所形成的非承重輕質(zhì)墻體。該產(chǎn)品具有重量輕、保溫性能好、墻體薄、安裝方便，施工快捷、完全干作業(yè)的特點(diǎn)。但內(nèi)置巖棉等材料易吸潮，致使含水率增高，隔聲、隔熱性能降低，長期使用效果變差，墻體造價(jià)較高，使用壽命較低。

1.3.3 鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯條板

鋼絲網(wǎng)架混凝土復(fù)合墻板是以鍍鋅鋼絲焊接成符合各種使用功能和結(jié)構(gòu)要求的三維空間網(wǎng)架，中間填充模塑聚苯乙烯泡沫塑料板或巖棉板形成，簡稱“CS 板”。在施工現(xiàn)場兩面噴涂 25～35 mm 的抗裂砂漿或細(xì)石混凝土。具有輕便、靈活、保溫、抗震性好、隔聲性好、墻體施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。但施工現(xiàn)場抹灰作業(yè)量較大，不利于文明施工。墻體內(nèi)夾芯材料若是聚苯乙烯夾芯板，消防檢查困難。墻體內(nèi)夾芯材料若是巖棉，巖棉材料易吸潮影響墻體質(zhì)量，長期使用會導(dǎo)致發(fā)霉。

地鐵施工環(huán)境相對于民用建筑相比有潮濕、車站凈空較高（地鐵車站站廳層凈高一般為 4.9 m，站臺層凈高 4.65 m）、同時(shí)還有行車震動等特點(diǎn)。通過對以上各種墻板性能的分析，比較經(jīng)濟(jì)性、使用舒適性、減少墻體裂縫、建筑節(jié)能、建筑消防和一般產(chǎn)品質(zhì)量水平等，地鐵工程中建議優(yōu)先推薦采用鋼筋陶?；炷量招臈l板作為內(nèi)隔墻墻材使用。鋼筋陶?；炷量招臈l板（見圖 2）以水泥為膠凝材料，采用干硬性輕混凝土材料經(jīng)抽芯擠壓成型，采用抽心工藝減輕條板自重，材料致密，強(qiáng)度較高，空隙率低，吸水率小，軟化系數(shù)大，防水抗?jié)B性能好，比較適合地下潮濕環(huán)境使用，是地鐵工程中較為適用的預(yù)制條板隔墻類型。

圖2 輕混凝土空心條板

2 預(yù)制條板內(nèi)隔墻在地鐵工程中應(yīng)用需解決的問題

2.1 地鐵工程中條板隔墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造措施尚不明確

條板在民用建筑中應(yīng)用較多，已有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造圖集。目前民用建筑條板隔墻的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是 JGJT 157－2014《建筑輕質(zhì)條板隔墻技術(shù)規(guī)程》［4］，主要設(shè)計(jì)圖集是國家圖集 10 J113－1《內(nèi)隔墻-輕質(zhì)條板（一）》和江蘇省圖集蘇 G 29－2019《輕質(zhì)內(nèi)隔墻構(gòu)造圖集》［5］。

但是地鐵工程中的隔墻和民用建筑相比，在很多方面有所不同。比如：①地鐵工程中地震作用計(jì)算依據(jù) GB 50909－2014《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》［6］；而民用建筑中地震作用計(jì)算依據(jù) GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）［7］，兩者地震作用的計(jì)算方法有所不同。②地鐵工程中鄰軌區(qū)隔墻會受到行車氣動風(fēng)壓的水平荷載作用；而民用建筑內(nèi)隔墻設(shè)計(jì)時(shí)不考慮水平風(fēng)荷載。③地鐵工程屬于人員密集的公共建筑，且存在行車噪音，因此，對隔墻的防火和隔音相比普通民用建筑有更高的要求。④地鐵工程中設(shè)備管線眾多，許多管線需要穿越隔墻，因此地鐵隔墻中存在大量開洞的情況，這點(diǎn)也不同于普通的民用建筑。⑤在普通民用建筑中，隔墻的凈高一般在 3 m 左右，隔墻豎向采用單塊預(yù)制條板即可，而且預(yù)制條板生產(chǎn)時(shí)一般只進(jìn)行少量的單層配筋或不配筋。如 蘇 G 29－2019《輕質(zhì)內(nèi)隔墻構(gòu)造圖集》規(guī)定：單塊預(yù)制條板的長度不超過 3.2 m，且預(yù)制條板內(nèi)配筋不做要求，即可以采用素混凝土條板。對凈高超過 3.2 m 的隔墻，需要沿高度方向用兩塊條板進(jìn)行拼接，圖集規(guī)定相鄰條板的拼縫豎向錯開距離不小于 300 mm，可取 300～500 mm。而典型的地鐵車站站廳層凈高為 4.9 m，站臺層凈高 4.65 m。參考上述民建條板隔墻構(gòu)造圖集，地鐵車站內(nèi)采用預(yù)制條板做內(nèi)隔墻均需要進(jìn)行豎向拼板。未配筋的素混凝土條板難以形成可靠的平面外抗彎承載力，條板豎向拼接后整體性進(jìn)一步削弱，隔墻在平面外水平地震作用下很容易折斷或從主體結(jié)構(gòu)中甩出而倒塌破壞。因此，在地鐵工程中直接采用 蘇 G 29－2019《輕質(zhì)內(nèi)隔墻構(gòu)造圖集》的構(gòu)造措施存在一定的安全隱患。

因此，地鐵工程中條板隔墻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造措施需要考慮地鐵的特殊性，不能照搬民用建筑已有的標(biāo)準(zhǔn)和圖集。但目前尚無地鐵工程條板隔墻相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖集，這就給條板隔墻在地鐵中的應(yīng)用帶來困難。因此，應(yīng)該根據(jù)地鐵工程中條板隔墻的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)研究，確定地鐵工程條板隔墻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造措施，以保證條板隔墻在地鐵工程中應(yīng)用的安全性和合理性。

2.2 地鐵工程中存在行車氣動風(fēng)壓特殊荷載

相比普通的民用建筑，地鐵工程中存在行車氣動風(fēng)壓這類特殊荷載。地鐵行車氣動風(fēng)壓是一種脈動沖擊荷載，在長期脈動風(fēng)壓反復(fù)沖擊作用下，條板隔墻與主體結(jié)構(gòu)的連接，以及條板之間的拼接有可能發(fā)生松脫進(jìn)而使隔墻產(chǎn)生破壞。針對地鐵車站中這種特殊的脈動風(fēng)壓荷載，需要進(jìn)行科學(xué)研究，通過優(yōu)化比選找到可靠的條板隔墻與主體結(jié)構(gòu)的連接以及條板之間的連接構(gòu)造措施，保證條板隔墻的長期使用安全。

普通的預(yù)制條板作為非承重隔墻使用，一般不考慮這種水平風(fēng)壓荷載。因此，在地鐵工程中鄰軌區(qū)域使用預(yù)制條板做隔墻時(shí)必須考慮水平風(fēng)壓的作用，做特殊設(shè)計(jì)。如何設(shè)計(jì)制作條板隔墻來保證行車風(fēng)壓作用下隔墻的安全必須通過專門的研究才能確定。

2.3 預(yù)制條板隔墻的防火和隔音性能不明確

地鐵車站是人員密集場所，且處于地下封閉環(huán)境，隔墻的防火要求高于普通民用建筑。預(yù)制條板一般為抽芯條板，抽芯孔洞內(nèi)存在熱對流，防火特性不同于普通實(shí)心墻體，條板隔墻的防火性能需要進(jìn)行科學(xué)的測定，檢測是否滿足地鐵工程的防火要求。

地鐵工程存在行車噪音和大量設(shè)備運(yùn)行噪音，為了給旅客提供良好的乘車環(huán)境，對隔墻的隔音也有更高的要求。因此需要對條板隔墻的隔音進(jìn)行測定，檢測是否滿足地鐵工程隔墻隔音要求。

因此，需要對預(yù)制條板隔墻進(jìn)行防火和隔音性能的測定，提出滿足地鐵工程使用要求的預(yù)制條板隔墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 地鐵應(yīng)用中預(yù)制條板隔墻的抗開裂措施不明確

預(yù)制條板隔墻的拼縫易開裂，這是預(yù)制條板隔墻的一個(gè)傳統(tǒng)弊端，墻體易開裂在很大程度上限制了預(yù)制條板隔墻的推廣應(yīng)用。條板隔墻開裂不僅影響美觀，嚴(yán)重的裂縫還可能導(dǎo)致墻體透風(fēng)，使隔墻的防水、防火、隔音功能失效。雖然近年來提出了一些條板隔墻防開裂的構(gòu)造措施，但實(shí)際效果并沒有進(jìn)行科學(xué)真實(shí)的檢測、總結(jié)，對條板隔墻的抗裂性能一直缺少科學(xué)系統(tǒng)的研究。

地鐵車站建筑空間跨度大，同時(shí)又是人員密集場所，隔墻較長，在美觀、防火、隔音等方面也有更高的要求，因此對條板隔墻的抗裂性能提出更高要求。在地鐵車站中應(yīng)用條板隔墻就需要對條板隔墻的抗裂性能進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，找到科學(xué)合理的抗裂構(gòu)造措施，徹底解決條板隔墻的開裂問題。

2.5 軌道震動對內(nèi)隔墻板連接及接縫的影響尚不明確

由于地鐵車站不同于民用建筑，車站站內(nèi)持續(xù)受軌道震動影響，輕質(zhì)隔墻墻板本身抗震效果較好，但板與板接縫處在長期震動下有開裂可能。同時(shí)長時(shí)間震動對隔墻板上下卡扣以及連接是否會造成松動，以至于墻板脫落，需進(jìn)一步分析。針對地鐵工程的特殊荷載和實(shí)際工況，需要對地鐵車站預(yù)制條板隔墻的震動安全性進(jìn)行研究，確定科學(xué)合理的構(gòu)造措施，保證地鐵車站條板隔墻的結(jié)構(gòu)安全性。

3 結(jié)語

近年來，隨著我國建筑工業(yè)化的不斷發(fā)展，裝配式也是建筑行業(yè)的必然趨勢，地鐵車站預(yù)制隔墻可有效提高車站的裝配率，相對于傳統(tǒng)的墻材從人員成本、施工環(huán)境、空間利用等方面具有較強(qiáng)的社會及經(jīng)濟(jì)效益。但在地鐵工程中應(yīng)用推廣仍面臨諸多問題需要解決，如地鐵車站預(yù)制隔墻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造措施、防火和隔音性能、抗開裂措施，以及行車氣動風(fēng)壓、軌道震動對內(nèi)隔墻板連接及接縫的影響等仍需進(jìn)一步深入研究探討。Q