城市軌道交通新型裝配式圍擋設計與實踐

周 亮，齊大洪

（1 徐州地鐵集團有限公司，江蘇 徐州 221000；2 徐州地鐵基礎設施工程有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

城市軌道交通作為快速、高效、環保的公共交通系統，對促進經濟社會發展、優化城市空間布局、提高出行質量具有巨大作用。城市軌道交通施工期間，需采用圍擋將建設施工現場與外部環境隔離開來，使施工現場成為一個相對封閉的空間［1］。傳統的施工圍擋結構形式單一、拆卸較困難、循環利用率低、施工周期長，不符合城市軌道交通綠色施工的發展趨勢［2］。因此，亟需提出一種新型裝配式圍擋并滿足以下發展需求。

1 城市軌道交通圍擋的發展現狀

1.1 結構可靠性需求

軌道交通工程規模大、復雜性高，建設周期長達4～6 年，新型裝配式圍擋結構的耐久性需滿足要求，各構件組成堅固、可靠，同時結構具有抗傾覆穩定性，滿足抗風和一定的抗沖擊要求。

1.2 施工效率需求

軌道交通工程施工場地一般位于市中心位置，受制于現狀地面交通情況，車站在施工過程中通過分區導邊來降低對交通的影響，同時根據車站主體結構、附屬結構、端頭盾構始發或接收等工籌安排，交通疏解需要多次分期導改，即施工圍擋存在多次位置調整情況，對圍擋的拆除、重新圍閉等重復利用率、施工效率提出一定需求［3］。

1.3 外觀需求

軌道交通線路根據城市交通走廊布設，車站一般設置于客流集中的重要交通節點上，如城市主、次干路、客流集散點、大型商業和居住區等。軌道交通圍擋是反應文明施工水平的直接體現，同時也是城市公益廣告宣傳的重要陣地，打造具有造型美觀、整潔度高的圍擋是重要需求之一［4，5］。

1.4 其他功能性需求

隨著文明施工標準愈來愈高、大氣污染管控不斷加強，軌道交通圍擋除滿足施工隔離作用外，還應同時滿足噴淋、照明、廣告等功能需求。

目前，徐州軌道交通建設已成功研發、運用了新型裝配式施工圍擋，可靠性強、施工效率快、造型美觀整潔，且能進行產業化生產、反復使用，具有一定的經濟和社會效益，可為后續工程提供借鑒。

2 新型裝配式圍擋結構設計

2.1 圍擋結構形式

這種新型裝配式預制圍擋主要包括基礎、立柱、框架、面板以及其他細部構件構成，圍擋高度（含基礎）250 cm，立柱處 260 cm。立柱固定在基礎上，框架采用 C 型槽鋼焊接在立柱兩側，面板鑲嵌入框架內；面板采用厚彩鋼板，面板材質為鋁合金板 3 塊橫版組裝而成，面板通過六角螺栓固定在框架上（見圖1）。

圖1 圍擋結構

2.2 基礎形式

基礎墊層 C15，預制混凝土基座采用 C30。預制施工時應考慮成品拼裝空隙，施工時基礎長度建議取 995 mm，拼裝縫隙 5 mm，如圖2 所示。

圖2 預制基礎形式

2.3 梁、柱及基礎間連接件

擋頂部設置塑鋼壓頂梁，壓頂梁為梯形，下口中部設計有面板插槽，插槽上方設有方形空腔，內置鍍鋅方鋼管。圍擋中部內側設置加固橫檔，采用鍍鋅方鋼管；圍擋底部設置塑鋼底槽，內置鍍鋅方鋼管，壓頂梁和塑鋼底槽均為灰色（見圖3）。

圖3 連接件

2.4 面板

面板采用加厚型 PVC 板，板面顏色為白色，PVC 板制作時應添加抗氧化劑，保證板材 2 年基本不褪色。圍擋外側鋪設人造綠色草坪，人造草坪整體色彩鮮艷、顏色一致、綠色環保、美觀醒目、經久耐用、施工快捷等，如圖4 所示。

2.5 照明與噴淋系統

裝配式圍擋設置照明和噴淋系統，服務于施工場地周邊行人照明和降塵處理。

1）太陽能照明系統。太陽能照明系統設于立柱上方，設置間距 8 m，功率 0.2 kW 以上，具體應根據不同等級道路、場地具體判別；太陽能照明系統安裝時，需與立柱牢固固定。需經常清潔太陽能電池板表面，檢查電池板表面有無遮蓋物、防止長時間積塵，導致影響發電效率，太陽能電池板很容易局部燒壞，從而影響電池板正常工作。大雨應檢查所有的防水密封是否良好，有無漏水現象；大雪天應對電池板進行及時清理，避免電池板表面積雪凍冰（見圖5）。

圖5 太陽能照明系統圖

2）噴淋系統。圍擋上部安裝降塵噴淋裝置，噴頭向內，間距 4.0 m。噴淋系統供水管采用軟管，管徑 50 mm，用卡扣固定，壓力等級 1.0 MP；采用銅質冷噴頭，噴頭的工作壓力為 0.3 MPa～0.5 MPa，噴水量100～200 L/h，設置間距 4 m。冬季施工管道采用保溫措施；降塵噴淋系統另配有水箱、水泵及自動控制箱等，根據施工現場的實際情況設置自動噴淋降塵系統的啟動時間以及每次噴水霧時間。當監控系統報警時自動啟動，必要時系統可手動關閉或啟動。

2.6 其他方面

在圍擋板中部放置 900 mm×2 000 mm 的框架，框架為鋁合金 3 mm 空心材料，通過螺栓與圍擋板相連接。中部外設單層高強塑料板，高強塑料板利用合頁實現開啟的效果，下部使用自動鎖實現塑料板閉合效果，在夾層中間設置宣傳畫，提升城市軌道交通形象，如圖6 所示。

圖6 徐州軌道交通裝配式圍擋現場圖

3 新型裝配式圍擋特點分析

3.1 安全性分析

3.1.1 風荷載取值

1）風壓高度變化系數。因為計算點的高度z=3.00 m＜5.00 m 超出 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》表8.2.1 的取值范圍，所以離地面高度按 5.00 m 考慮。查 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》表8.2.1，風壓高度變化系數μz=1.0 0，考慮修正系數η后，μz=μzη=1.00×1.00=1.00。

2）陣風系數。因為計算點的高度z=3.00 m＜5.00 m超出 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》表7.5.1 的取值范圍，所以離地面高度按 5.00 m 考慮。查 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》表8.6.1，陣風系數βgz=1.70。

3）風荷載標準值。查詢 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》得到徐州地區 50 年重現期基本風壓0.35 kN/m2。

根據 GB 50009－2019《建筑結構荷載規范》，風荷載標準值計算如式（1）所示。

Wk=βzμsμzW0=1.70×0.80×1.00×0.35=0.48 kN/m2（1）式中：Wk為風荷載標準值，kN/m2；βz為高度z處的風振系數；μs為風荷載體型系數；μz為風壓高度變化系數；W0為基本風壓，kN/m2。

3.1.2 數值模擬

圖7～9 為該綠色圍擋的計算模型、位移和彎矩，計算采用 Midas Gen 軟件，圍擋基礎、立柱及各節點均滿足要求，圍擋可抵御徐州地區 50 年重現期基本風壓作用。

圖7 圍擋模型

圖8 圍擋位移

圖9 圍擋立柱彎矩

3.2 經濟性分析

新型裝配式圍擋已經全面應用于徐州市軌道交通 3 號線二期、6 號線一期工程所有車站，根據實際調查，每延米費用可降低 33 %，取得了預期的經濟效果。如表1 所示。

表1 新型裝配式圍擋與傳統圍擋（B 類）造價對比

3.3 標準化分析

3.3.1 設計、生產、施工標準化

徐州地鐵公司組織編寫《徐州軌道交通裝配式預制圍擋施工圖集》，對徐州軌道交通圍擋各節點設計、產品型號與尺寸、安裝施工要求等進行統一標準化，有利于各線全面推廣和采用新型圍擋，控制施工質量，同時便于實行構配件生產工廠化、裝配化和施工機械化。

3.3.2 施工裝配化

傳統圍擋需砌筑或混凝土澆搗下部基礎，然后通過機械式脹栓等方式與圍擋立柱、面板連接，施工效率低，新型裝配式圍擋構配件和基礎全部采用工廠預制、現場裝配施工模式，提高勞動生產效率，加快工程建設進度。

3.3.3 可重復使用

新型裝配式圍擋采用預制鋼筋混凝土基座，圍擋布設更靈活，更適合地鐵車站分期圍擋的要求，同時基座能夠多次使用，節省成本，減少建筑垃圾。

3.3.4 集成設計

新型裝配式圍擋在設計時充分考慮功能性要求，集成了噴淋、太陽能照明、廣告布欄等一體化設計，滿足軌道交通建設文明施工需求，提升軌道交通建設形象。

4 結語

徐州軌道交通建設研發的新型裝配式圍擋，經過實際工程驗證，具有可靠性強、施工效率快、造型美觀整潔，且能進行產業化生產、反復使用等優點，滿足軌道交通建設文明施工需求，提升軌道交通建設形象，符合城市軌道交通綠色施工的發展趨勢，具有一定的經濟效益和社會效益，后期可在其他建筑行業如市政工程、房建工程等施工現場進行推廣應用。