預制隔墻板在地鐵車站中的應用淺析

李 明，王國良，路貴林，齊大洪

（徐州地鐵集團有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

我國建筑隔墻發展經歷了三代墻材。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物照片。

第一代和第二代隔墻在施工時需要耗費大量人力資源，砌筑效率低、質量難以保證，不符合建筑工業化的發展趨勢，也難以滿足綠色建筑對節能、節材和環保的要求，正逐漸被預制條板隔墻所取代［1］。在地鐵建設中，已有北京地鐵 19 號線車站內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隔墻采用聚苯乙烯泡沫顆粒復合條板，都在研究應用階段［2］。目前還沒有法規和文件強制要求使用預制條板隔墻，地鐵車站內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出很多弊端，如：①砌筑效率低，施工周期長，影響地鐵建設進度；②砌墻需要耗費大量人工，目前建筑市場人力資源匱乏，人力成本較高，導致砌墻成本較高；③砌墻現場濕作業量大，給文明施工管理帶來困難；④加氣混凝土砌塊防水抗滲性差，在地下環境使用時墻體底部要制作現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度低、整體性差，后期裝修和設備吊掛困難，且不安全。

圖1 磚、砌塊、條板，三代隔墻墻材

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

1 地鐵工程內隔墻預制條板類型的選擇

目前，應用較廣泛的輕質隔墻板主要有空心墻板、實心墻板、復合墻板。其中空心墻板根據材料的不同分為：混凝土空心墻板、玻璃纖維增強水泥（GRC）空心墻板、陶粒混凝土空心墻板。實心墻板分為：蒸壓加氣混凝土墻板（ALC）、發泡陶瓷輕質墻板。復合墻板分為：聚苯顆粒水泥夾芯復合墻板、輕鋼龍骨硅酸鈣墻板、鋼絲網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條板。該產品取材方便，吊掛力強，生產工藝簡單，價格低廉。但自重較大，產品質量不穩定，運輸和吊裝過程中易破損。

1.1.2 玻璃纖維增強水泥（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，經養護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，質輕等優點。但具有干縮值較大，對接縫材料要求較高，且耐久性較差，如嚴格按照標準生產的 GRC 空心條板價格較貴，目前使用逐漸減少。

1.1.3 鋼筋陶粒混凝土空心條板

鋼筋陶粒混凝土空心墻板是一種以水泥、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，內置冷拔鋼筋網架，經成組立模澆筑成型、養護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，鋼筋陶粒混凝土空心條板密度較小、抗滲性能好、抗震性能強、防火及吸聲、隔音性能良好。但是由于環保原因，陶粒燒結生產受制約，產量和價格波動影響大，且由于內加鋼筋，導熱系數大于混凝土空心條板。

1.2 實心墻板

1.2.1 蒸壓加氣混凝土條板

蒸壓加氣混凝土是由磨細的硅質材料、鈣質材料（水泥、石灰等）、冷拔鋼筋網架、發氣劑（鋁粉）和水等攪拌、澆筑、發泡、靜停、切割和蒸壓養護而成的多孔輕質實心混凝土制品。該產品具有質輕、保溫隔熱，耐火性、耐久性、抗震性、可加工性、隔音性能好等優點。但抗沖擊能力差，易損壞，易出現干縮裂縫，且表面淺層易于吸水、吸濕。

1.2.2 發泡陶瓷輕質條板

發泡陶瓷墻板是由瓷磚拋光渣、礦渣、鋼渣等材料按比例配料，加發泡劑攪拌均勻，干鋪入模，經 1 200 ℃ 高溫燒結，切割成需要厚度的多孔實心板材。該產品具有輕質、強度較高、防火性能好、尺寸和顏色長期穩定性好等優點。但脆性大易碎、隔音性能差、產品標準不健全。

1.3 復合墻板

1.3.1 聚苯顆粒水泥夾芯復合條板

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泡水泥一次復合成形。該產品具有質輕、體薄、隔熱保溫，可任意開槽，重復使用等優點。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，內部可鋪設巖棉、玻璃棉等隔聲、隔熱材料所形成的非承重輕質墻體。該產品具有重量輕、保溫性能好、墻體薄、安裝方便，施工快捷、完全干作業的特點。但內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，墻體造價較高，使用壽命較低。

1.3.3 鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯條板

鋼絲網架混凝土復合墻板是以鍍鋅鋼絲焊接成符合各種使用功能和結構要求的三維空間網架，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”。在施工現場兩面噴涂 25～35 mm 的抗裂砂漿或細石混凝土。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點。但施工現場抹灰作業量較大，不利于文明施工。墻體內夾芯材料若是聚苯乙烯夾芯板，消防檢查困難。墻體內夾芯材料若是巖棉，巖棉材料易吸潮影響墻體質量，長期使用會導致發霉。

地鐵施工環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）、同時還有行車震動等特點。通過對以上各種墻板性能的分析，比較經濟性、使用舒適性、減少墻體裂縫、建筑節能、建筑消防和一般產品質量水平等，地鐵工程中建議優先推薦采用鋼筋陶粒混凝土空心條板作為內隔墻墻材使用。鋼筋陶粒混凝土空心條板（見圖 2）以水泥為膠凝材料，采用干硬性輕混凝土材料經抽芯擠壓成型，采用抽心工藝減輕條板自重，材料致密，強度較高，空隙率低，吸水率小，軟化系數大，防水抗滲性能好，比較適合地下潮濕環境使用，是地鐵工程中較為適用的預制條板隔墻類型。

圖2 輕混凝土空心條板

2 預制條板內隔墻在地鐵工程中應用需解決的問題

2.1 地鐵工程中條板隔墻技術標準和構造措施尚不明確

條板在民用建筑中應用較多，已有相關的技術標準和構造圖集。目前民用建筑條板隔墻的主要技術標準是 JGJT 157－2014《建筑輕質條板隔墻技術規程》［4］，主要設計圖集是國家圖集 10 J113－1《內隔墻-輕質條板（一）》和江蘇省圖集蘇 G 29－2019《輕質內隔墻構造圖集》［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算依據 GB 50909－2014《城市軌道交通結構抗震設計規范》［6］；而民用建筑中地震作用計算依據 GB 50011－2010《建筑抗震設計規范》（2016 年版）［7］，兩者地震作用的計算方法有所不同。②地鐵工程中鄰軌區隔墻會受到行車氣動風壓的水平荷載作用；而民用建筑內隔墻設計時不考慮水平風荷載。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制條板即可，而且預制條板生產時一般只進行少量的單層配筋或不配筋。如 蘇 G 29－2019《輕質內隔墻構造圖集》規定：單塊預制條板的長度不超過 3.2 m，且預制條板內配筋不做要求，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行拼接，圖集規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造圖集，地鐵車站內采用預制條板做內隔墻均需要進行豎向拼板。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構中甩出而倒塌破壞。因此，在地鐵工程中直接采用 蘇 G 29－2019《輕質內隔墻構造圖集》的構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標準和構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準和圖集。但目前尚無地鐵工程條板隔墻相應的技術標準和設計圖集，這就給條板隔墻在地鐵中的應用帶來困難。因此，應該根據地鐵工程中條板隔墻的實際情況進行科學研究，確定地鐵工程條板隔墻的技術標準和構造措施，以保證條板隔墻在地鐵工程中應用的安全性和合理性。

2.2 地鐵工程中存在行車氣動風壓特殊荷載

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

普通的預制條板作為非承重隔墻使用，一般不考慮這種水平風壓荷載。因此，在地鐵工程中鄰軌區域使用預制條板做隔墻時必須考慮水平風壓的作用，做特殊設計。如何設計制作條板隔墻來保證行車風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，且處于地下封閉環境，隔墻的防火要求高于普通民用建筑。預制條板一般為抽芯條板，抽芯孔洞內存在熱對流，防火特性不同于普通實心墻體，條板隔墻的防火性能需要進行科學的測定，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備運行噪音，為了給旅客提供良好的乘車環境，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，需要對預制條板隔墻進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制條板隔墻技術標準。

2.4 地鐵應用中預制條板隔墻的抗開裂措施不明確

預制條板隔墻的拼縫易開裂，這是預制條板隔墻的一個傳統弊端，墻體易開裂在很大程度上限制了預制條板隔墻的推廣應用。條板隔墻開裂不僅影響美觀，嚴重的裂縫還可能導致墻體透風，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造措施，但實際效果并沒有進行科學真實的檢測、總結，對條板隔墻的抗裂性能一直缺少科學系統的研究。

地鐵車站建筑空間跨度大，同時又是人員密集場所，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。在地鐵車站中應用條板隔墻就需要對條板隔墻的抗裂性能進行深入系統的研究，找到科學合理的抗裂構造措施，徹底解決條板隔墻的開裂問題。

2.5 軌道震動對內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，車站站內持續受軌道震動影響，輕質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。同時長時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，需進一步分析。針對地鐵工程的特殊荷載和實際工況，需要對地鐵車站預制條板隔墻的震動安全性進行研究，確定科學合理的構造措施，保證地鐵車站條板隔墻的結構安全性。

3 結語

近年來，隨著我國建筑工業化的不斷發展，裝配式也是建筑行業的必然趨勢，地鐵車站預制隔墻可有效提高車站的裝配率，相對于傳統的墻材從人員成本、施工環境、空間利用等方面具有較強的社會及經濟效益。但在地鐵工程中應用推廣仍面臨諸多問題需要解決，如地鐵車站預制隔墻的技術標準和構造措施、防火和隔音性能、抗開裂措施，以及行車氣動風壓、軌道震動對內隔墻板連接及接縫的影響等仍需進一步深入研究探討。Q