新工藝新技術在地鐵車輛段施工中的有效應用分析

陳斌

（北京鐵城建設監理有限責任公司，北京 100000）

0 引言

當前城市居民對于交通出行的需求正逐年增高，公共交通面臨著更大的壓力，如不進行妥善處理，不僅會影響到人們出行的便捷性，且會在一定程度上降低居民的幸福指數。因此，要想對車輛段施工成效進行有效掌控，需進一步加強新工藝、新技術在施工建設中的應用，不斷提高工程建設的整體水平，為車輛段施工項目的順利進行提供幫助，從而使交通壓力能夠得到有效緩解。

1 地鐵車輛段工程施工概述

1.1 工程內容

本文地鐵車輛段工程施工中，綜合樓和調試間等工程是整個施工項目的關鍵部分，其包含的施工技術較為廣泛，包括土建施工、機電施工、排水施工、機械施工等方面，特性較為復雜。某市地鐵車輛段為三層結構，南北長96.2m，東西寬76.6m，其中地下一層為八邊形，地下二、三層為“十”字形，地下最大面積為5300m，最大開挖深度25.8m，在工程建設中存在大量的交叉作業，因此該工程建設過程中要求各部門相互協調共同施工完成，對地基基礎與主體結構等方面進行組合建設，通過協調全過程工作提高整體水平。

1.2 工程特點

地鐵車輛段包括聯合檢修庫、調機車庫、綜合維修樓等綜合性建筑，且包括了公寓、食堂等生活建筑，整體為組合建設形勢，基礎和主體需要共同完成。上述地鐵車輛段工程涉及多種專業技術，施工中交叉作業十分常見，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隱患。因為建設單位數量較多，因此施工組織協調難度也相對較大，如不進行嚴格把控，則可能出現子項目“獨立”的情況。

1.3 工程優勢

地鐵憑借客量大、能耗低、占地少、高安全等優點得到了迅速發展，為了實現市政軌道交通的安全運營，給人們帶來舒適的出行環境，地鐵車輛段施工已逐漸實現信息化，建設中結合了通信技術、信息集成技術、互聯網技術等手段，保證施工風險問題能夠在第一時間被發現，從而減少施工過程中的事故，進一步滿足時代發展的要求。同時，地鐵車輛段在技術應用中，使工程進度符合相關標準，結合實際，積極進行施工管理，保證全部環節的緊密性和一致性。

2 新工藝新技術在地鐵車輛段施工中的規劃建設思考

2.1 現實情況分析

中國大城市人口密集、交通需求巨大，而地鐵車輛段施工則是城市高速發展的重要保障，截至2020年末我國共有83個城市的施工規劃獲批，正在建設車輛段的城市共計74個，開通運營的城市共計52個，中國共完成建設投資3983.9億元。上述地鐵車輛段從投入角度來看，施工建設投資及后期運營維護成本更大，運營中維護5年內所耗資金基本為初始投入資金的2～4倍，為了能夠確保投資效益最大化，在建設中應用地質勘查技術進行施工規劃，隨后選取最佳施工方案，不僅在一定程度上避免了在建設中發生風險問題，且減少了資金投入。

2.2 交通效益評價

地鐵車輛段項目涉及面廣、技術復雜、審批事項多，從長遠角度和外部效益角度進行綜合評價，交通經濟效益和社會效益巨大，為了能夠進一步提高經濟效益和社會效益，需要進行深度優化。下面以上述軌道交通的實際數據為例進行效益評價，依據2020年軌道交通運營數據、道路交通運行指數、社會平均工資等官方統計數據，交通早晚高峰通勤客運量約170萬人次·d、平均通勤距離約14km、人均小時工資率約56元·h，通勤客流全部依靠公共汽車通勤出行，通勤時間節省約90萬h·d、時間價值約133億元·a，考慮平均工資增長減少通勤時間，時間價值可以達到466～532億元，可見交通效益巨大。

3 新工藝新技術在地鐵車輛段施工中的運用要點分析

政府和相關部門需要從施工材料、施工工藝等角度入手，加大對于此類先進技術的支持力度，提高建設的整體效果，避免施工與時代出現脫節的情況。

3.1 規范施工行為

在實際施工過程中，要求規范相關行為，如鋼管直撐分節吊裝，現場拼接支撐兩頭中心線的偏心度控制在2cm之內，斜撐與圍護結構有夾角，在安裝之前布置好端頭鋼圍檁，從而防范施工人員不按規范施工。同時，貝雷梁支撐點在原結構蓋板的框架梁上，跨度為0.6m，長度L=0.5m+B（貝雷梁組裝寬度）+0.5m（兩側各超出梁寬0.5m），對現有蓋板的面層、發泡層進行剔除。

3.2 控制盾構糾偏

若想做好施工前期的風險預測工作，需要對盾構糾偏量風險進行預估，從而確保整個工程的施工質量，折角變化以及隧道軸線的范圍要根據施工要求進行嚴格控制，一般要在0.4%以內，完成土倉門的各項施工后由盾構隊土建工程師對刀盤前方土體的穩定性及地下水情況進行確認，部分區域的條件不符合，因此用大錘將長1m，厚30mm的木板向前上方打入刀盤和土倉的縫隙，刀盤進土口每隔10cm打入木支撐，施工過程時刻處于勻速狀態，防止發生過大的偏移。

3.3 優化施工方案

地鐵車輛段施工建設是我國重要的基礎設施，需要通過有效的策略指導，在結構蓋板的主體結構梁的施工中，需要遵循相應的施工要求搭建貝雷梁，然后選取高質量的非加強型貝雷梁，進行地鐵車輛段施工結構的搭設，為了提升整個項目的施工質量，在各個施工階段，應當采用符合規定的橫梁進行不同類型貝雷梁區域間的連接。在此基礎上，制定相應的發展策略，鋼支撐采用材質為Q235螺旋管，將兩根需對接的鋼管吊上水平作業平臺。采用鋼架支撐是提升基坑開挖施工質量的重要保障，能夠有效控制基坑的位移并有效防止基坑的收斂，同時也是整個工程進行安全施工的重要前提。

4 新工藝新技術在地鐵車輛段施工中的有效運用

新工藝與新技術的選擇必須以綠色可持續發展為核心，結合現代化手段改善當前現狀，提高施工技術的科技含量來增加產能，地鐵車輛段在技術應用中，要保證全部環節的緊密性和一致性。

4.1 施工前測量放樣

地鐵車輛段必須要明確的將測量數據當作基本條件，嚴格遵守相關施工規范，科學管理各個施工環節，并高要求開展車輛段施工平面的控制測量、放樣工作，以此提升整個項目的施工質量，隨后對所得數據進行記錄與統計，方便后續使用。同時，需要對地鐵車輛段工程施工所涉及的坐標數據進行準確計算，根據不同GIS平臺的需求完成施工放樣，以流動站所在的坐標為基準，結合現場地形的實際情況實時測量，高效完成施工放樣工作，在采集地形圖過程中選擇相關模型，具體如表1所示。

表1 施工測量放樣

4.2 車輛段施工規劃

地鐵的建設環境愈發復雜，項目設計也更具新穎性、多樣性、復雜性，傳統的施工方法、施工技術難以契合實際需求，不僅會延誤建設工期，且會在一定程度上增加人力資源與施工材料的成本支出。因此，工程建設需要合理借助新工藝與新技術優化施工規劃，如借助BIM技術將建設中的所有子項、分項統一管理，對計劃方案進行整體把控，從而避免風險問題的發生。施工建設中利用建立好的BIM模型，可以直觀的反映施工現場情況，并結合實際對重要施工方案進行模擬，革新現有的工程進度管理模式，清楚表達施工步驟、過程，使管理人員能夠對各階段的施工進行科學化、細致化的管理，以此來提升項目施工的管理質量。

4.3 超大蓋體施工

4.3.1 施工前的準備

三層結構是地鐵車輛段工程的特點，蓋板的單塊面積相對較大，在蓋板結構中轉換層板厚大約為2.5m，厚板內部通常情況下設有2m的大型鋼暗梁，施工支架的高度設為9.5m，能夠承擔超過82kN/m的荷載，結構轉換層尺寸達到25m×56m×2.5m，容易產生大量水化熱，為此要求合理開展準備工作。就地鐵車輛段上方的超大蓋體設計而言，其具有集約化、緊湊性以及高效化等多項特征，屬于特殊性較為明顯的一項城市設計，而且車輛段區域屬于地鐵線路設計與規劃中的關鍵空間節點，結合具體的施工要求對多個計算、設計方案進行科學對比，然后選擇最佳的施工方案，開展各項施工工作。在支撐體系的建設中，應當選用優質的重型盤扣式滿堂支架，2m高型鋼暗梁為廠內分節段加工，在施工中適量摻入聚丙烯防裂纖維，在實施澆筑作業時根據施工要求，利用斜面分層的方式進行結構澆筑，并將無線溫度傳感器按照相應的施工流程，埋設進厚板內部，通過冷卻系統機保溫措施對混凝土內外部溫度進行調控，厚度控制在250mm的范圍內。

4.3.2 支撐體系選擇

基于地鐵車輛段上方超大蓋體組織與落實澆筑工作時，要有適宜科學的支撐與架構體系，對施工現場中的盤扣腳手架以及碗扣腳手架展開剖析，盤扣腳手架同碗扣腳手架相比更具優勢，支架斜桿由四個大孔來組成，四個小孔可當作橫孔使用，將橫桿同斜桿綜合起來，可以保證立桿鋼管與立桿緊密連接起來。某地鐵車輛段工程在支撐架搭設時逐排通層搭設，確保縱向、橫向掃地桿與地面的距離高度應＜20cm，且要求腳手架立桿垂直度的偏差＜50mm，保證支撐架的安全性和穩定性。工程要求偏差相對值＜H/600，相鄰的2根水平桿接頭不能設置在同步或同跨中，為安全施工做好鋪墊。

4.3.3 混凝土結構

超大蓋體對結構混凝土的精度要求很高，需要選用適合地鐵車輛段工程施工的水泥，并參考施工要求，嚴格控制混凝土各項原材料的配比，以此來提升項目的使用壽命和穩定性，重點控制好結構混凝土水灰比、砂率等方面的情況，并做好施工現場各項原材料的檢查工作，減少結構混凝土出現收縮，避免出現混凝土開裂。在地鐵車輛段施工中，需要設置標準為350×350mm（柱中心距900mm左右）的軌道支撐柱，偏差需要控制在±2mm以內，柱體定位采用全站儀逐個測量、放樣，然后在單柱模板施工完成后，利用雙向方木進行主體結構的加固，以此提升施工項目的穩定性。涂料的沖擊以及各個泵管之間的碰撞，都會在一定程度上造成模板的位移，要做好變形監測控制，把握好工程施工的每個環節。

4.3.4 型鋼梁安裝

型鋼暗梁為特制的H型鋼，通過匹配件調整定位中心軸線，沿蓋板長邊方向通長設置，按順序依次及時安裝橫向次梁，可以采用連接夾板節段間對位通過高強螺栓進行連接，在放置工字鋼墊板支撐后及時夾好連接板，單節鋼梁最大重量約11t，為了能夠防止鋼梁傾覆，采用L50×4間距4m布置1道斜撐，依照縱、橫立桿的實際放線位置，選擇高度可調節的底托進行施工，在此過程中需要注意的是底托伸出長度要嚴格控制在300mm以內，鋼梁左右幅各個梁段節段分別依次安裝調整，降軸線和高程定位偏差均控制在10mm以內，所有墊板放好后統一調整標高。

4.3.5 支架拆除工作

蓋體的施工完成后，需要按照相關規定，進行后期的拆除工作，為此施工人員應當首先明確蓋體的拆除時間，為整個拆除工作的順利進行做好充足的準備。梁板達到規定高度、混凝土強度較高是蓋體拆除工作穩步進行的前提條件。依照相關規定設置警示牌，是提升蓋體拆除工作安全性的重要保障。拆除工作完成之后配件、輔料的安全運輸，也是整個施工中需要考慮的重點環節。管理人員應當采用符合標準的車輛，將支架、模板等運輸到指定位置，然后進行有序擺放，在拆除完成后對各類廢料進行整理歸類，并且在完成拆除作業后對工程進行全面檢查，確保工程能夠順利完工。

4.4 施工注意事項

地鐵施工中需要確定碗扣、底座等的強度，焊縫高度至少為3.6mm，每根腳手架鋼管的質量≤25.8kg，禁止有瑕疵的構件用于施工。同時，需要在梁底部均勻增加縱向立桿，數量按照0.25m/根的標準，橫木應當與梁截面保持平行，間距控制在20cm。支撐系統的穩固與安全是保障施工順利進行的基礎，施工人員應注意將方木擺放在下部支撐的縱向管道中，將橫、縱間距均控制在0.9m，安設腳手架橫桿步距應控制在1.5m以內，在具體的施工中還需根據實際施工要求，科學開展支護的加固工作。為了提升整個支架結構的穩定性，需要在縱梁支架的下方設置相應的剪力桿，以此來提升項目的施工質量。

5 結語

若想提高地鐵車輛段施工的整體質量，必須合理應用新工藝和新技術進行優化，要求相關企業對此加大關注力度，結合現代化手段完成交叉作業，以此提高項目的整體建設效果。在此基礎上，需要結合BIM技術實行全過程精準規劃，明確各類風險的形成原因，結合工程施工的實際情況制訂風險管理措施，建設前詳細分析施工現場的具體情況，而施工管理中則需要將識別風險融入體系中，明確當前區域的地質條件特點后選定新工藝與新技術，全面提高地鐵車輛段的施工效益，減少施工失誤情況的出現，最終使工程能夠順利完工。