在建軌道交通典型土建設(shè)計(jì)問題分析

楊鳳梅 葉至盛

(1.中國電建華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江 杭州 310014； 2.中國電建集團(tuán)鐵路建設(shè)有限公司,北京 100044)

1 背景

全國軌道交通都在如火如荼的大干建設(shè),今年是成都軌道交通進(jìn)入線網(wǎng)建設(shè)的攻堅(jiān)年。成都軌道交通2020年面臨5線6項(xiàng)目(213 km)建成通車的目標(biāo)任務(wù),還有第四期建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目(8個(gè)項(xiàng)目176 km)全面開工。近年來地鐵工程工期異常緊張,也間接導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作任務(wù)非常繁重,設(shè)計(jì)項(xiàng)目多,周期短,出圖量大,設(shè)計(jì)人員偏少。隨著工程的推進(jìn),在土建工程收尾、機(jī)電設(shè)備安裝、消缺和調(diào)試過程中逐漸暴露出一些設(shè)計(jì)問題,影響了工程的正常推進(jìn)。作者希望結(jié)合在建線路及前期通車線路,對(duì)一些典型土建設(shè)計(jì)問題進(jìn)行深入剖析和總結(jié),以期設(shè)計(jì)師們能吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),舉一反三,避免再犯類似錯(cuò)誤。

2 典型土建設(shè)計(jì)問題類型

經(jīng)分析統(tǒng)計(jì),典型土建設(shè)計(jì)問題主要為以下三種類型:

1)勘察、測(cè)量問題。

地質(zhì)勘察資料不準(zhǔn)確、重要管線、建構(gòu)筑物基礎(chǔ)疏漏、關(guān)鍵性測(cè)量數(shù)據(jù)誤差等對(duì)設(shè)計(jì)方案有極大影響。

2)專業(yè)接口問題。

地鐵涉及專業(yè)眾多,幾十個(gè)專業(yè)需要銜接配合,稍有疏忽就可能導(dǎo)致出現(xiàn)重大問題,尤其表現(xiàn)在車站和停車場(chǎng)、車輛段。

3)專業(yè)設(shè)計(jì)疏漏問題。

建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)設(shè)計(jì)自身出現(xiàn)不應(yīng)有的疏忽和遺漏,設(shè)計(jì)人員水平、責(zé)任心和各級(jí)審查會(huì)簽是關(guān)鍵。

3 在建線路土建設(shè)計(jì)典型問題案例

3.1 勘測(cè)問題

典型問題:有線路曾出現(xiàn)10 kV電力通道中敷設(shè)有110 kV或220 kV電力線,管線調(diào)查單位不揭開井蓋檢查或揭開后未仔細(xì)辨識(shí)而遺漏,最終導(dǎo)致建筑方案調(diào)整。如某車站附屬設(shè)計(jì)范圍內(nèi)存在電力管溝,在管線探測(cè)時(shí)井內(nèi)共有6根管線,勘測(cè)時(shí)未逐一核實(shí),僅確認(rèn)了2根為10 kV電纜就以偏概全,誤認(rèn)為6根電纜電壓均為10 kV。設(shè)計(jì)方案是在改遷電力管溝的前提下進(jìn)行,后經(jīng)核實(shí)有3根電纜電壓為110 kV,改遷代價(jià)大、周期長、社會(huì)影響大。問題出現(xiàn)后亡羊補(bǔ)牢,勘測(cè)人員重新逐個(gè)揭開井蓋核查,并會(huì)同電力公司逐一落實(shí),最終調(diào)整車站附屬方案,并重新上報(bào)規(guī)劃審查。

典型問題還有如地質(zhì)勘察時(shí),未勘察到基坑的軟弱夾層,導(dǎo)致施工過程中基坑變形報(bào)警,后變更設(shè)計(jì),調(diào)整放坡處理方式;前期管線調(diào)查時(shí)不進(jìn)行管線實(shí)測(cè),弄錯(cuò)管線標(biāo)高或管線平面位置導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案調(diào)整;前期建構(gòu)筑物基礎(chǔ)調(diào)查不準(zhǔn)確,盾構(gòu)掘進(jìn)線路與已建成橋的樁基礎(chǔ)沖突,變更線路設(shè)計(jì)平縱等。

3.2 專業(yè)接口問題

典型問題:車站、區(qū)間機(jī)電系統(tǒng)各專業(yè)管線在穿越結(jié)構(gòu)板、墻時(shí)均需預(yù)留孔洞或預(yù)埋套管,預(yù)留預(yù)埋的差錯(cuò)漏碰成了專業(yè)接口間一個(gè)最為普遍的現(xiàn)象。雖然各線均設(shè)計(jì)有孔洞專冊(cè)圖,但問題仍然頻繁出現(xiàn)、屢禁不止。此類問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:預(yù)留孔洞過多,增加封堵工作量;預(yù)留孔洞尺寸不合理,尺寸過大增加封堵工作量;臨時(shí)運(yùn)輸門洞尺寸過小,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備無法運(yùn)入設(shè)備房;預(yù)留孔洞位置不合理,影響設(shè)備房墻體砌筑;出入口側(cè)墻預(yù)留孔洞遺漏,后期無法安裝設(shè)備,需要鑿除部分結(jié)構(gòu)墻,影響結(jié)構(gòu)安全等。

以建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)接口為例,典型問題如下:車站公共區(qū)樓梯的梯柱位置不合理影響站廳站臺(tái)乘客通行;結(jié)構(gòu)下翻梁遮擋人防門開啟;人防門不能完全開啟影響疏散通道;中板下翻縱梁、底板上翻梁高度侵入行車限界;結(jié)構(gòu)專業(yè)未考慮轉(zhuǎn)轍機(jī)貼墻布置的安裝需求設(shè)置腋角,導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍機(jī)無法安裝;頂部管線綜合設(shè)置偏低、換乘通道臺(tái)階處凈高無法滿足裝修需求;場(chǎng)段排水溝與接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)沖突等。

3.3 專業(yè)設(shè)計(jì)疏漏問題

典型問題1:換乘站換乘區(qū)域臨時(shí)側(cè)墻上設(shè)置有先開通線路的消防水管及機(jī)電末端設(shè)備等,在后建線實(shí)施時(shí)需要拆除臨時(shí)側(cè)墻,打開接口作為換乘通道。由于先開通線路設(shè)計(jì)時(shí),建筑專業(yè)未標(biāo)示該處墻體會(huì)拆除或者即使標(biāo)示了,但機(jī)電設(shè)備安裝設(shè)計(jì)未考慮后期需拆除因素。造成后建線需拆除既有線吊頂天花,改造既有線消防水管和機(jī)電末端設(shè)備,不僅浪費(fèi)投資,影響了新建線路工期,還對(duì)既有線正常運(yùn)營造成不良社會(huì)影響,老百姓會(huì)產(chǎn)生為何剛開通一兩年又進(jìn)行較大規(guī)模改造的疑慮。建議換乘站設(shè)計(jì)時(shí),先開通線路設(shè)計(jì)應(yīng)核實(shí)清楚是否存在后期會(huì)拆除的側(cè)墻,原則上不要在此側(cè)墻設(shè)置任何設(shè)備,避免后期改造影響既有線運(yùn)營。

典型問題2:車輛基地室外綜合管線設(shè)計(jì)時(shí)各專業(yè)管線種類繁多,一般采用供電電纜溝、給排水及弱電管線直埋,各專業(yè)管線分別敷設(shè)的方式,管線敷設(shè)存在施工進(jìn)場(chǎng)時(shí)序不同,造成多次反復(fù)開挖現(xiàn)象;壓力管線直埋,施工現(xiàn)場(chǎng)容易保護(hù)不當(dāng)造成損壞;且隨著使用年限增加,發(fā)生泄漏時(shí)難以排查泄漏點(diǎn)等問題。建議室外綜合管線設(shè)計(jì)中積極采用綜合管溝方式。室外管線場(chǎng)內(nèi)沿主干道采用綜合管溝的方案進(jìn)行設(shè)計(jì),綜合管溝應(yīng)為雙倉設(shè)計(jì),消防、給水等壓力管和弱電系統(tǒng)管線共倉,供電和動(dòng)照專業(yè)管線共倉。

典型問題還有如衛(wèi)生間私密性設(shè)計(jì)不足(門外看到蹲位門體,鏡面反射看到小便斗等);將地面消火栓設(shè)置在影響人行流線和影響街道景觀位置;排水管設(shè)計(jì)選材不對(duì),采用內(nèi)襯式鋼塑復(fù)合管,現(xiàn)場(chǎng)切割后會(huì)導(dǎo)致內(nèi)襯層脫離,排水不暢,拆除重?fù)Q;場(chǎng)段大門位置,只設(shè)置機(jī)動(dòng)車道,未設(shè)置行人和非機(jī)動(dòng)車道等。

4 以車站樓梯梯柱設(shè)計(jì)問題分析

樓梯梯柱設(shè)計(jì)位置一直是建筑專業(yè)和結(jié)構(gòu)專業(yè)爭(zhēng)論的焦點(diǎn),兩個(gè)專業(yè)經(jīng)常各自為戰(zhàn)。建筑工程師認(rèn)為：完美的樓梯最好是沒有柱子的,柱子看著礙眼,影響樓梯下部空間和人行流線。結(jié)構(gòu)工程師認(rèn)為:結(jié)實(shí)的樓梯才是最完美的,柱子越多越安全,看著心里踏實(shí)。

以常規(guī)兩層車站站廳通往站臺(tái)的樓梯為例,一般樓梯設(shè)計(jì)為兩層平臺(tái),平臺(tái)下分別設(shè)4根梯柱穿過站臺(tái)板,以底板為基礎(chǔ)。梯柱的位置極易占用站臺(tái)層乘客實(shí)用空間,且不美觀。如圖1所示,試想一下,如果此處沒有梯柱,是否站臺(tái)層公共區(qū)空間更大氣寬敞,乘客的通行流線更靈活順暢,使用空間更方便。

造成梯柱設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的原因分析如下:建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在脫節(jié),建筑專業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念理解不夠,結(jié)構(gòu)需求考慮不足;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑專業(yè)設(shè)計(jì)意圖理解不夠,對(duì)實(shí)際使用功能考慮不足。建議解決措施:提前做好溝通,建筑專業(yè)應(yīng)向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出明確的設(shè)計(jì)要求,并跟蹤落實(shí);結(jié)構(gòu)專業(yè)無特殊原因應(yīng)落實(shí)建筑設(shè)計(jì)意圖,確需調(diào)整布置時(shí)要及時(shí)反饋;加強(qiáng)設(shè)計(jì)流程管理,做好專業(yè)互簽確認(rèn);采用BIM三維技術(shù)事前檢查，強(qiáng)化設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)配合。

建議方案一:上層平臺(tái)通過主梁下吊的梁受力(可取消上層平臺(tái)到站臺(tái)板上的立柱),下層平臺(tái)在三角間內(nèi)設(shè)立柱(見圖2)。

建議方案二:樓梯支撐設(shè)置在中部,并貼合結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì),減少支撐柱的數(shù)量,對(duì)站臺(tái)空間影響較小(見圖3)。

建議方案三:樓梯柱結(jié)合垂直電梯井進(jìn)行設(shè)計(jì)(如圖4所示)。

5 解決常見典型設(shè)計(jì)問題的建議

現(xiàn)場(chǎng)配合施工過程中,遇到的土建設(shè)計(jì)問題五花八門,對(duì)整個(gè)工程的影響有大有小,為了在后續(xù)線路的設(shè)計(jì)中,杜絕此類問題的發(fā)生,建議從以下幾個(gè)方面的工作入手:

1)設(shè)計(jì)人員從根本上認(rèn)識(shí)到如預(yù)留預(yù)埋等設(shè)計(jì)問題的重要性,加強(qiáng)責(zé)任心,機(jī)電專業(yè)從配合土建出圖階段開始,認(rèn)真細(xì)化本專業(yè)設(shè)計(jì)方案,尤其是管線布置、走向等與預(yù)留預(yù)埋密切相關(guān)的方案必須做實(shí)。

2)加強(qiáng)專業(yè)間會(huì)簽制度的管理和落實(shí),爭(zhēng)取做到圖紙落地前,發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,解決一個(gè)問題。

3)繼續(xù)加強(qiáng)和細(xì)化建筑圖孔洞專冊(cè)這一重大改進(jìn)措施。

4)設(shè)計(jì)人員應(yīng)轉(zhuǎn)變理念、加強(qiáng)學(xué)習(xí)。站在施工、運(yùn)營的立場(chǎng)上思考設(shè)計(jì)問題,假設(shè)自己是施工管理者,如何看待自己的設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)方案。學(xué)習(xí)工程建設(shè)的業(yè)務(wù)知識(shí),了解施工工序、施工機(jī)械、運(yùn)輸和吊裝條件等。市場(chǎng)可保障的產(chǎn)品情況、施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求等。同時(shí)真正做到根據(jù)信息化施工,做好及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)的配合工作。

5)設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好對(duì)外協(xié)調(diào)和勘察工作。杜絕“紙上談兵”,設(shè)計(jì)人員應(yīng)主動(dòng)溝通協(xié)調(diào),積極對(duì)接外部單位,不能閉門造車,切實(shí)落實(shí)工程的外部邊界條件。滿足使用功能的前提下,減少征拆,避讓重大管線,減少社會(huì)影響,節(jié)約投資。

6)作者總結(jié)出“三個(gè)一”設(shè)計(jì)基本原則:任何一個(gè)空間凈空都能滿足,任何一個(gè)位置檢修人員都能到達(dá),任何一處地面都能排水順暢。

6 結(jié)論與建議

除以上典型問題案例,地鐵項(xiàng)目還常伴有設(shè)計(jì)進(jìn)度滯后,造成工期延誤;過度設(shè)計(jì),造成資源浪費(fèi);依法合規(guī)手續(xù)辦理不及時(shí);初設(shè)概算和施工圖工程量差別大等問題。希望地鐵設(shè)計(jì)師們能一起努力,做好專業(yè)間的相互配合,加強(qiáng)對(duì)外協(xié)調(diào),杜絕“紙上談兵”和“閉門造車”,積極進(jìn)取,不斷改進(jìn),提高設(shè)計(jì)水平,將設(shè)計(jì)工作越做越好,精益求精,不留遺憾,對(duì)自己負(fù)責(zé),對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé),對(duì)工程負(fù)責(zé),對(duì)老百姓負(fù)責(zé)。能及時(shí)解決設(shè)計(jì)過程中存在的問題, 提高服務(wù)意識(shí)、服務(wù)水平和業(yè)務(wù)水平,切實(shí)為工程建設(shè)做好服務(wù)和保障工作。