地鐵車輛段施工技術(shù)應(yīng)用研究

溫起峰

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司，湖北 武漢 430073）

0 引言

地鐵憑借客流量大、能耗低、占地少、高安全等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)市政軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)，給人們帶來(lái)舒適的出行環(huán)境，當(dāng)前的地鐵施工已逐漸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)，保證施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題能夠在第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)。要想對(duì)車輛段施工有效掌控，需進(jìn)一步加強(qiáng)新工藝、新技術(shù)在施工建設(shè)中的應(yīng)用，不斷提高工程建設(shè)后的整體水平，為車輛段項(xiàng)目提供幫助，使城市的交通壓力得到緩解。

1 地鐵車輛段施工概述

1.1 工程內(nèi)容

地鐵車輛段是總體項(xiàng)目中的重要組成部分，主要包含綜合樓與公共區(qū)域，且涉及技術(shù)較為廣泛，包括土建施工、機(jī)電施工、排水施工、機(jī)械施工等方面，表現(xiàn)出來(lái)的特性較為復(fù)雜。因此，需要很多系統(tǒng)工程相互協(xié)調(diào)，共同施工完成，建設(shè)質(zhì)量會(huì)直接影響整體地鐵工程投入使用后的效果。同時(shí)，在工程建設(shè)中，存在大量的交叉作業(yè)，需要對(duì)地基與主體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行組合建設(shè)，因此對(duì)施工組織整體協(xié)調(diào)工作的水平要求較高。

1.2 工程特點(diǎn)

地鐵車輛段包括聯(lián)合檢修庫(kù)、調(diào)機(jī)車庫(kù)、綜合維修樓等綜合性建筑，且包括了公寓、食堂等生活建筑，整體為組合建設(shè)形式，基礎(chǔ)和主體需要共同完成。地鐵車輛段涉及多種專業(yè)技術(shù)，日常施工中交叉作業(yè)十分常見(jiàn)，且由于工程占地面積大、工程量大，如不有效處理則可能埋下安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

在實(shí)際建設(shè)中，建設(shè)單位數(shù)量較多，施工組織協(xié)調(diào)難度也相對(duì)較大。如不進(jìn)行把控則可能出現(xiàn)子項(xiàng)目“獨(dú)立”的情況，無(wú)法與整體融合，在建設(shè)中需要加大關(guān)注。

1.3 工程優(yōu)勢(shì)

為了實(shí)現(xiàn)市政軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)，給人們帶來(lái)舒適的出行環(huán)境，當(dāng)前的地鐵施工已逐漸實(shí)現(xiàn)信息化。在建設(shè)中，結(jié)合了通信技術(shù)、信息集成技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，保證施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，從而減少施工過(guò)程中的事故，進(jìn)一步滿足時(shí)代發(fā)展要求。

同時(shí)，地鐵車輛段在技術(shù)應(yīng)用中，還需要使其進(jìn)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證全部環(huán)節(jié)的緊密性和一致性，結(jié)合實(shí)際積極進(jìn)行施工管理。

2 地鐵車輛段施工技術(shù)的規(guī)劃與思考

2.1 現(xiàn)實(shí)情況分析

中國(guó)大城市人口密集、交通需求巨大，而地鐵車輛段施工則是城市高密度發(fā)展的重要保障。截至2020年末，我國(guó)共有83 個(gè)城市的施工規(guī)劃獲批，正在建設(shè)車輛段的城市共計(jì)74 個(gè)，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的城市共計(jì)52 個(gè)，共完成建設(shè)投資3983.9 億元。中國(guó)大城市的城市軌道交通已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代，過(guò)去的重工程、輕服務(wù)的模式亟待改變，所以必須要合理應(yīng)用各類新工藝、新技術(shù)開(kāi)展建設(shè)，以此確保投資效益最大化，避免發(fā)生建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

2.2 交通效益分析

地鐵車輛段項(xiàng)目涉及面廣、技術(shù)復(fù)雜、審批事項(xiàng)多，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度和外部效益角度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，交通經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。為了能夠進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，需要進(jìn)行深度優(yōu)化。以某市軌道交通的實(shí)際數(shù)據(jù)為例進(jìn)行效益評(píng)價(jià)，通勤客流全部依靠公共汽車通勤出行，通勤時(shí)間節(jié)省約90 萬(wàn)h·d，時(shí)間價(jià)值約133 億元·a，考慮平均工資增長(zhǎng)的因素，時(shí)間價(jià)值可以達(dá)到466 億～532 億元·a，可見(jiàn)施工后的交通效益巨大。

2.3 施工風(fēng)險(xiǎn)分析

地鐵建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)有著一定的必然性，問(wèn)題的組成較為復(fù)雜，為此需要注重分析過(guò)程中的層次性以及綜合性，掌握當(dāng)前建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)和水文條件，如資料收集過(guò)程中存在局限性將會(huì)降低后續(xù)建設(shè)的精確度。同時(shí)，在車輛段施工建設(shè)中，可能出現(xiàn)較多的風(fēng)險(xiǎn)因素，為此需要對(duì)協(xié)調(diào)管理加大關(guān)注，從安全、地質(zhì)、環(huán)境、組織等方面進(jìn)行考慮，避免因意外事故造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

3 地鐵車輛段施工技術(shù)的運(yùn)用要點(diǎn)分析

城市地鐵施工也可能由于人為因素而出現(xiàn)偶然風(fēng)險(xiǎn)事件，而預(yù)警則是對(duì)施工的一種風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，最終將外部影響降到最低，要點(diǎn)如以下幾個(gè)方面。

3.1 規(guī)范施工行為

在實(shí)際施工過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，準(zhǔn)確勘測(cè)當(dāng)前地鐵車輛段施工的參數(shù)，明確施工中設(shè)備和材料的規(guī)格、型號(hào)及材質(zhì)，保證施工圖紙與實(shí)際施工的一致性。

同時(shí)，必須要規(guī)范相關(guān)施工人員的行為，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)參數(shù)和實(shí)際工程情況，進(jìn)行完善和調(diào)整，然后再根據(jù)具體要求對(duì)圖紙做好分析和優(yōu)化，防范施工人員不按規(guī)范施工。

3.2 控制盾構(gòu)糾偏

若想做好施工前期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)想工作，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督每位施工人員做好安全措施，不斷加強(qiáng)對(duì)于基礎(chǔ)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)及安全教育，提升施工人員的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，使問(wèn)題能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在作業(yè)期間，應(yīng)嚴(yán)格按照方案進(jìn)行施工，對(duì)盾構(gòu)糾偏量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，折角變化和隧道軸線的范圍要控制在0.4%以內(nèi)，確保施工時(shí)刻處于勻速狀態(tài)，防止在此過(guò)程中發(fā)生過(guò)大的偏移。

3.3 完成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別應(yīng)考慮整體，明確各類風(fēng)險(xiǎn)的形成原因，結(jié)合工程施工的實(shí)際情況制訂風(fēng)險(xiǎn)管理的措施。建設(shè)前，詳細(xì)分析施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，完成風(fēng)險(xiǎn)管理的評(píng)估工作，隨后結(jié)合資料確定施工方案，避免出現(xiàn)主觀風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。施工管理需要將識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)融入體系，明確當(dāng)前區(qū)域的地質(zhì)條件特點(diǎn)后，選定新工藝與新技術(shù)，確保后續(xù)工作的有效開(kāi)展，避免發(fā)生技術(shù)與要求不對(duì)稱的情況。

3.4 優(yōu)化施工方案

地鐵車輛段施工建設(shè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，需要通過(guò)策略的有效指導(dǎo)，合理利用生態(tài)資源和人文資源，保證社會(huì)發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，需要制定相應(yīng)的發(fā)展策略，在規(guī)劃中預(yù)先確定工程建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，并吸收社會(huì)資金作為補(bǔ)充，結(jié)合需求將地鐵車輛段施工技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化，建立都市圈軌道交通一體化發(fā)展機(jī)制，避免出現(xiàn)不合理的情況。

3.5 增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新

在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，新工藝與新技術(shù)的選擇必須以綠色可持續(xù)發(fā)展為核心，結(jié)合現(xiàn)代化手段改善當(dāng)前現(xiàn)狀，提高施工技術(shù)的科技含量，增加產(chǎn)能。政府和相關(guān)部門需要從施工材料、施工工藝等角度入手，加大對(duì)于此類先進(jìn)技術(shù)的支持力度，增加研發(fā)投入和人才培養(yǎng)力度，將理論與實(shí)踐結(jié)合，提升地鐵車輛段施工的整體水平，從而推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，避免與時(shí)代出現(xiàn)脫節(jié)的情況。

4 地鐵車輛段施工技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 施工測(cè)量放樣

地鐵車輛段必須要明確將測(cè)量數(shù)據(jù)當(dāng)作基本條件，建設(shè)方要始終遵循規(guī)范的水準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)以及基準(zhǔn)線，以中心線與邊樁為依據(jù)，使曲線段、分塊線與路面中心線保持垂直。同時(shí)，需要對(duì)地鐵車輛段工程施工所涉及的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，加密處理施工過(guò)程中的各個(gè)控制點(diǎn)，將各類情況準(zhǔn)確反映在施工圖紙上，明確各項(xiàng)坐標(biāo)以及高程數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中，要根據(jù)不同GIS 平臺(tái)的需求完成施工放樣。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形的實(shí)際情況實(shí)時(shí)測(cè)量，高效完成施工放樣工作。在采集地形圖中選擇相關(guān)模型，對(duì)存在偏差的數(shù)據(jù)查明原因并及時(shí)調(diào)整。

4.2 施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

在施工中，嚴(yán)格按檢修規(guī)程進(jìn)行巡檢，通過(guò)GPS技術(shù)定位施工人員的位置。邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)相關(guān)專家在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作，保證施工人員能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合，不斷提升自身的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力與建設(shè)管理意識(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)指引、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行施工操作。

4.3 車輛段施工規(guī)劃

現(xiàn)階段，許多地鐵施工項(xiàng)目被設(shè)計(jì)得更加異形、復(fù)雜。如僅依靠傳統(tǒng)的作業(yè)方式與技術(shù)手段難以契合實(shí)際需求，不僅會(huì)延誤建設(shè)工期，且會(huì)在一定程度上增加人力資源與施工材料的成本支出。因此，工程建設(shè)需要合理借助新工藝與新技術(shù)，優(yōu)化施工規(guī)劃，如借助BIM 技術(shù)將建設(shè)中的所有子項(xiàng)、分項(xiàng)統(tǒng)一管理，對(duì)計(jì)劃方案進(jìn)行整體把控，從而避免風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的發(fā)生。在施工建設(shè)中，利用建立好的BIM 模型，并結(jié)合實(shí)際對(duì)重要施工方案進(jìn)行模擬，革新現(xiàn)有的工程進(jìn)度管理模式，清楚表達(dá)施工步驟、過(guò)程，對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)度進(jìn)行精細(xì)化的管理。

4.4 地基預(yù)制管樁

地基靜壓預(yù)制管樁技術(shù)現(xiàn)正逐步完善，在當(dāng)前的地鐵車輛段軟土地基處理中較為常見(jiàn)。在應(yīng)用中，參照測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行樁基位置的精準(zhǔn)定位。沉樁施工期間，要求施工人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求開(kāi)展作業(yè)，將接樁高度控制在距地面1m 左右。焊渣清除后，等待1～5min 后方可繼續(xù)開(kāi)展后續(xù)焊接作業(yè)。同時(shí)，該技術(shù)在應(yīng)用中需做到對(duì)施工過(guò)程的全面觀察，確保樁體施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。按照穩(wěn)壓、復(fù)壓以及終壓的順序開(kāi)展壓實(shí)作業(yè)，需要將穩(wěn)壓時(shí)間控制在5～10s 以內(nèi)。還要做好復(fù)壓和穩(wěn)壓操作，觀察樁機(jī)的入土深度，以樁機(jī)入土深度8m 為界限：如入土深度＜8m，則復(fù)壓控制在3～5 次；如入土深度＞8m，則復(fù)壓2～3 次。且要求穩(wěn)壓壓樁力必須大于或等于終壓力，最終的壓力則要以現(xiàn)場(chǎng)試樁結(jié)果為基準(zhǔn)來(lái)確定，提高技術(shù)應(yīng)用的效果。

4.5 工程裝配整體吊裝

地鐵車輛段施工項(xiàng)目工期緊張，為了能夠縮短工程建設(shè)期限，部分子項(xiàng)目會(huì)選擇裝配式施工技術(shù)，大量的建筑部品由車間生產(chǎn)加工完成，包括外墻板、內(nèi)墻板、疊合板、樓梯、預(yù)制梁等，裝配工作可隨主體施工同步進(jìn)行。這樣的方式不僅能夠加快工程建設(shè)速度，且可以在一定程度上節(jié)省人力資源消耗，提高項(xiàng)目的整體建設(shè)效益。設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和管理的信息化可以提高整個(gè)裝配式建筑的性價(jià)比。在技術(shù)應(yīng)用中，需要根據(jù)地鐵車輛段工程的特點(diǎn)，對(duì)框架柱進(jìn)行裝配式設(shè)計(jì)或施工。由于在整體吊裝中，很難將上部鋼筋與下部鋼筋完全對(duì)齊，為此在施工前需要將模具預(yù)先放在下部鋼筋上，以此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)位。

4.6 破樁頭技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在大多數(shù)的地鐵車輛段都涉及物業(yè)開(kāi)發(fā)，建設(shè)中樁基數(shù)量多、體量大，樁頭破除更是占用較多的時(shí)間。為此在施工中，應(yīng)預(yù)先在樁頂位置設(shè)置10～15cm 的切割線，帶狀區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0～15cm 左右，避免風(fēng)鎬作業(yè)中破壞鋼筋保護(hù)層，對(duì)于上部鋼筋需要讓其向外側(cè)微彎，破樁中鉆頭水平或稍向上，位置在樁頂線以上10～15cm。同時(shí)，在執(zhí)行中可以使樁頭上下分離，采用起重機(jī)械起吊并分離樁頭，主筋頂部增加軟套管，以便后期混凝土破除。

4.7 高支模施工技術(shù)

現(xiàn)階段，高支模施工技術(shù)的應(yīng)用較為常見(jiàn)，技術(shù)應(yīng)用中需要規(guī)范土方回填、壓實(shí)以及硬化處理作業(yè)，對(duì)構(gòu)筑物的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)為參照進(jìn)行梁模板的歸類，厚度設(shè)計(jì)可以控制在150mm 的范圍內(nèi)，切不可在支撐體系設(shè)計(jì)結(jié)束后直接應(yīng)用于車輛段施工。需要設(shè)置橫向方木，使梁與梁截面保持平行，尺寸為50mm×100mm，間距控制在20cm。在板高支模施工中，橫、縱間距均控制在0.9m。根據(jù)具體的施工情況，進(jìn)行特別的加強(qiáng)支護(hù)，確保支架結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固。

4.8 結(jié)構(gòu)混凝土施工技術(shù)

在地鐵車輛段施工中，結(jié)構(gòu)混凝土施工在設(shè)計(jì)和施工精度方面要求很高，需要選用適合地鐵車輛段工程施工的水泥，保證結(jié)構(gòu)混凝土施工的耐久性。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)控制和優(yōu)化混凝土的配合比，并做好施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)原材料的檢查工作。

例如，預(yù)先設(shè)置350mm×350mm（ 柱中心距900mm 左右）的軌道支撐柱，偏差需要控制在±2mm以內(nèi)。單柱模板完成后，采用2 道方木進(jìn)行加固，做好變形監(jiān)測(cè)控制。

5 結(jié)語(yǔ)

若想提高地鐵車輛段施工的整體質(zhì)量，必須合理應(yīng)用新工藝和新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，要求相關(guān)企業(yè)對(duì)此加大關(guān)注力度，結(jié)合現(xiàn)代化手段完成交叉作業(yè)，以此提高項(xiàng)目的整體建設(shè)效果。在此基礎(chǔ)上，需要結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)行全過(guò)程精準(zhǔn)規(guī)劃，全面提高地鐵車輛段的施工效益，減少施工失誤的情況出現(xiàn)。