新型鐵路站房施工技術(shù)發(fā)展與展望

鐘方方

中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司 天津 300308

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路工程建設(shè)也隨之蓬勃發(fā)展，取得了不錯的成績，受到人們的廣泛關(guān)注。鐵路工程建設(shè)中新型鐵路站房施工是重要組成部分，應(yīng)當(dāng)予以高度重視，不容忽視。在科學(xué)技術(shù)日新月異的當(dāng)下，鐵路站房施工也在不斷地升級，從最初的程式化設(shè)計，到當(dāng)下的商業(yè)綜合體，鐵路站房發(fā)生了較大的改變，對施工技術(shù)的要求也就更高。為滿足當(dāng)下鐵路工程建設(shè)需求，予以人們更為舒適的鐵路站房環(huán)境，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，則應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對新型鐵路站房施工技術(shù)的研究，把控好施工技術(shù)要點(diǎn)，以保障新型鐵路站房施工質(zhì)量，提高施工效率，推動新型鐵路站房施工的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 鐵路站房的相關(guān)內(nèi)容

鐵路站房是綜合體的交通樞紐，其和城市其他公共交通緊密連接，能夠為人們提供更為舒適的候車、換乘環(huán)境。鐵路站房的整體空間較為簡單、通透，設(shè)計上比較簡潔，旨在最大程度地利用空間，在實(shí)際施工過程中不僅要保證施工質(zhì)量，考慮站房的先進(jìn)性，同時也要遵循經(jīng)濟(jì)性原則。

2 常見新型鐵路站房施工技術(shù)

2.1 強(qiáng)震帶厚砂巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

在實(shí)施新型鐵路站房施工的時候，如若在實(shí)施樁基礎(chǔ)施工的時候，遇到溶洞，那么需要根據(jù)溶洞的實(shí)際情況來采用相應(yīng)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，以保證樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，為后續(xù)施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。如若是較小的溶洞串，那么在進(jìn)行鉆孔的時候要控制好鉆孔速度，根據(jù)實(shí)際情況來及時補(bǔ)充泥漿，做好回填工作，防范孔內(nèi)局部護(hù)壁坍塌。完成填充后，要觀察孔內(nèi)液面，看其是否仍然下降，如若不下降則可以繼續(xù)沖孔；如若是較大的多層溶洞串，那么在施工的時候一定要防范塌孔現(xiàn)象。當(dāng)液面下降之后，要立刻使用粘土、片石等材料機(jī)能性回填，控制好回填深度，做好泥漿填充工作[1]。與此同時，還需要調(diào)整鉆機(jī)沖程，等到?jīng)_擊錘完全進(jìn)入掩體之后再由低沖程轉(zhuǎn)為正常沖擊；如若遇到較大的溶洞，而且上層為流砂層時，則要基于施工實(shí)況來先開挖承臺位置，控制好流砂層深度，使用換填法來處理透水流砂層，之后再來進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。

2.2 大型鋼結(jié)構(gòu)整體提升技術(shù)

在進(jìn)行鐵路站房施工的時候，可以根據(jù)實(shí)際情況來靈活運(yùn)用大型鋼結(jié)構(gòu)整體提升技術(shù)，規(guī)范土建施工順序，合理劃分屋蓋桁架提升區(qū)域。一部分可以進(jìn)行一次性提升，一部分則可以先于樓面分別拼裝桁架，然后再實(shí)施同步提升技術(shù)。可結(jié)合應(yīng)用局部拼裝和提升施工，從整體上來處理桁架，以提高大跨度桁架拼裝施工效率，保障其施工質(zhì)量。

3 新型鐵路站房施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 鐵路站房主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

在新型鐵路站房主體結(jié)構(gòu)施工過程中，需要把控好以下幾點(diǎn)：一是采用“橋建合一”的結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。指的是所采用的鐵路站房結(jié)構(gòu)需要使用建筑構(gòu)件來替代橋梁構(gòu)件，建筑構(gòu)件是承受列車動荷載作用的主要部分，突破了傳統(tǒng)的橋涵結(jié)構(gòu)承受觀念。這是一種全新的框架結(jié)構(gòu)，站房結(jié)構(gòu)承軌層的結(jié)構(gòu)采用的下建上橋形式，在下部區(qū)域打造建筑框架結(jié)構(gòu)，并將其和上部的橋梁結(jié)構(gòu)相結(jié)合。承軌結(jié)構(gòu)上列車運(yùn)行，列車運(yùn)行動荷載由框架梁所承受，利用盆式橡膠支座來傳遞動荷載，可在一定程度上降低列車運(yùn)行動荷載對站房結(jié)構(gòu)的不利影響。在實(shí)際施工過程中要注意承軌層預(yù)應(yīng)力施工。施工之前需要充分發(fā)揮BIM技術(shù)作用，利用該技術(shù)來全面優(yōu)化每一個施工部位的節(jié)點(diǎn)，開展高效的施工模擬工作，以解決實(shí)際施工中有關(guān)于預(yù)應(yīng)力筋、梁柱節(jié)點(diǎn)鋼骨的布置問題，做好軌道層鋼筋連接工作。通常情況下，承軌層所使用的鋼筋直徑大多在32毫米、36毫米、40毫米左右，需要通過滾軋直螺紋套筒機(jī)械來進(jìn)行連接，需充分考慮承軌體系所要承受的荷載量，必須滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)施有效的抗疲勞試驗，確保合格之后再執(zhí)行相應(yīng)的施工作業(yè)[2]。要科學(xué)分析軌道層預(yù)算，準(zhǔn)確計算相關(guān)參數(shù)，把控好預(yù)應(yīng)力應(yīng)變控制值，保證預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量達(dá)標(biāo)。要對軌道梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況有所了解，需開展實(shí)時的變形監(jiān)測工作，充分利用現(xiàn)代化光線光柵傳感技術(shù)，以實(shí)時掌握為列車運(yùn)行荷載數(shù)值、溫度參數(shù)，做好數(shù)據(jù)分析工作，為鐵路的正常運(yùn)營提供重要保障。

二是在進(jìn)行鐵路站房主體結(jié)構(gòu)施工的時候，需要使用逆作法施工技術(shù)，如圖1。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定來執(zhí)行施工作業(yè)，不違背施工工序要求，遵循自下而上原則。先保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量，再進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工，以達(dá)到屋面鋼結(jié)構(gòu)施工要求。先進(jìn)行土建施工，再進(jìn)行安裝、圍護(hù)，之后再進(jìn)行初步裝修、精裝修，交叉配合安裝相關(guān)設(shè)備，按照各施工區(qū)域的實(shí)際情況來劃分施工作業(yè)。一些大型的鐵路站房，大多使用大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋體系，有著較大的體量，僅僅是單根構(gòu)件都十分重，如若采用一般施工方式很難完成施工作業(yè)，不利于屋頂鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工，通過逆作托換施工能夠取得更好的施工結(jié)果。這種方式是先完成地下室的底板施工，在鋼柱、外側(cè)混凝土柱施工完畢后，可進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝作業(yè)，使用臨時鋼柱來予以支撐，優(yōu)化設(shè)計承軌層結(jié)構(gòu)，施工完畢后拆除鋼柱。要注意的是這一施工方法還在初步創(chuàng)新階段，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對施工方案的審核和研究，確保其可行性。逆作法施工的計算模型如圖2，其施工特點(diǎn)在于先進(jìn)行豎向受力支撐構(gòu)件施工，然后再實(shí)施上層施工，最后開展下部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)。鐵路站房結(jié)構(gòu)施工，需要有穩(wěn)定的柱、臨時支撐來支持，高架層結(jié)構(gòu)桁架要相連接。分段吊裝鋼結(jié)構(gòu)的時候要考慮主體承受重力，據(jù)此來優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，選擇使用爹吊裝方式來處理。

圖1 逆作法施工技術(shù)

圖2 有限元模型分析

3.2 鐵路站房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工技術(shù)要點(diǎn)

在鐵路站房施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于大型鐵路站房來說，通常采用分塊吊裝、整體滑移等方式來進(jìn)行施工。對于一些采用單曲網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式的鋼屋蓋，在施工過程中可優(yōu)選滑移施工方案。就目前而言，鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建設(shè)工程中，其主要是通過設(shè)置滑移軌道來進(jìn)行吊裝施工，需要設(shè)計臨時柱，改變受力體系。滑移施工方案的優(yōu)勢在于不需要較大的現(xiàn)場施工面積，能夠進(jìn)行簡單地拼裝，保證泗洪質(zhì)量。要注意的是需要根據(jù)施工的實(shí)際情況，科學(xué)驗算軌道、支撐體系的穩(wěn)定性，確保其符合規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。可采用多點(diǎn)滑移驅(qū)動方式，進(jìn)行同步控制，做好相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作。同時在拼裝、滑移的過程中，需要使鋼結(jié)構(gòu)受力工況與設(shè)計工況保持一致，必須有至少一個拼裝場地。

除此之外，在大斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可采用吊裝施工方式來進(jìn)行處理，同時也能夠利用吊裝施工來應(yīng)對復(fù)雜的網(wǎng)架傳力體系。吊裝法需要劃分鋼屋蓋結(jié)構(gòu)施工段，使用大噸位的其中設(shè)備，為其設(shè)計相應(yīng)的軌道層，以滿足屋蓋體系及相關(guān)構(gòu)件的安裝。其優(yōu)勢在于能夠減少高空拼裝、焊接作業(yè)。在實(shí)施吊裝施工的時候需要先明確大型設(shè)備的吊裝路線，準(zhǔn)備好二次拼裝的場地，同時還要先做好臨時支撐柱的設(shè)計和施工，所有的吊裝、卸載工況都必須滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，需對大型起重設(shè)備的行走、結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

從理論上來說，無論是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，還是桁架結(jié)構(gòu)，都可以采取提升措施，可分塊提升，也可以進(jìn)行整體提升。需注意的是要盡量充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱的作用，有效提升承力構(gòu)件，保證提升單元的穩(wěn)定性，控制好其結(jié)構(gòu)變形，不可超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。如若提升工況與設(shè)計工況不相符，需要做好加固工作。

鐵路站房鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場有著較大的作業(yè)量，需要加強(qiáng)對焊接變形量的控制，把控好鋼結(jié)構(gòu)的加工制作誤差，可充分發(fā)揮BIM技術(shù)作用，實(shí)施有效的掃描視像處理技術(shù)，以便于在實(shí)施鋼結(jié)構(gòu)加工的時候把控好各項誤差。嚴(yán)格按照規(guī)定的順序來進(jìn)行桿件、單元體的拼裝，做好焊接工作，控制好后焊接縫。在施工中還需要考慮鋼結(jié)構(gòu)對溫度的敏感性，需采取有效措施來避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件因溫度而變形。

3.3 鐵路站房裝飾裝修施工技術(shù)要點(diǎn)

在鐵路站房施工過程中，還需要重視裝飾裝修施工。新型鐵路站房具有較高的現(xiàn)代性，整體空間相對來說較大，涉及到比較大的跨度，而且造型上有一定的特色。實(shí)施裝修，能夠再次塑造鐵路站房的空間，增強(qiáng)人們的體驗感，使人們感到舒適。新型鐵路站房的整體裝修風(fēng)格應(yīng)當(dāng)以簡潔為主，要保持通透性，多采用玻璃、鋁板等裝飾材料來進(jìn)行施工。這類材料的優(yōu)勢在于加工簡便，裝配方面也更為方便，線條感鮮明。在處理鐵路站房細(xì)節(jié)部分的時候，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，確保樓梯、扶手等部分的施工質(zhì)量。需根據(jù)新型鐵路站房的實(shí)際情況，來制定科學(xué)的裝飾裝修方案，制作樣板，并按照樣板來執(zhí)行作業(yè)，完成施工后要做好驗收工作。

在鐵路站房裝飾裝修施工過程中，應(yīng)當(dāng)把控好以下施工技術(shù)要點(diǎn)：一是鐵路站房外幕墻施工技術(shù)要點(diǎn)。在新型鐵路站房工程中，建筑幕墻技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，其將墻體、門窗相結(jié)合，既發(fā)揮了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能，又體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑的裝飾性，使鐵路站房具有較高的建筑表現(xiàn)力。大多數(shù)外幕墻的空間跨度較大，需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇穩(wěn)定的幕墻結(jié)構(gòu)，提高幕墻的抗震能力，常見的有預(yù)應(yīng)力鋼拉索體系等。幕墻結(jié)構(gòu)需要匹配站房自身結(jié)構(gòu)，同時堅持節(jié)能環(huán)保理念，可使用新型玻璃材料，使用雙層幕墻，用鋁板幕墻、石材幕墻來處理結(jié)構(gòu)柱部分。

二是鐵路站房內(nèi)裝修施工技術(shù)要點(diǎn)。在進(jìn)行鐵路站房內(nèi)部裝修施工的時候，要突出站房內(nèi)部的功能性，根據(jù)要求來繪制科學(xué)的設(shè)計圖，領(lǐng)悟設(shè)計意圖，從整體上進(jìn)行有效的空間布局、排版，把控好每一個細(xì)節(jié)部分，不斷地完善各個節(jié)點(diǎn)的泗洪方案，以提高站房內(nèi)裝修施工的精細(xì)化水平。不僅要重視墻頂、地排版對縫，還要選擇適宜的色彩，綜合排布頂棚，合理布設(shè)各類管線，精準(zhǔn)定位消火栓、門洞口等。在施工之前需要先進(jìn)行樣板施工，要嚴(yán)格把控施工過程中的每一個環(huán)節(jié)，包括但不限于衛(wèi)生間單元施工、設(shè)備末端施工、玻璃隔斷施工、吊頂施工等。需確定好施工材料，選擇適宜的色彩、材質(zhì)，使用先進(jìn)的施工工藝，保證施工質(zhì)量。如若需要進(jìn)行材料加工，則可根據(jù)實(shí)際情況來實(shí)行工廠化加工。需充分發(fā)揮BIM技術(shù)作用，輔助下料，進(jìn)行高質(zhì)量的現(xiàn)場拼裝施工。

三是要重視綠色施工技術(shù)要點(diǎn)。新型鐵路站房是綜合性交通樞紐中心，其消耗了大量的電能、水力資源，為滿足當(dāng)前節(jié)能環(huán)保政策的要求，在實(shí)際施工過程中應(yīng)當(dāng)融入綠色施工理念，要降低能源消耗，提高資源利用率，降低對環(huán)境造成的污染，循環(huán)利用施工材料，多使用一些本地的施工材料，就地取材，充分發(fā)揮屋面光伏發(fā)電技術(shù)、地源熱泵技術(shù)等作用。

四是要優(yōu)化鐵路站房一體化施工組織。需不斷地創(chuàng)新站房建筑造型，科學(xué)進(jìn)行功能布局，把控好施工中的關(guān)鍵技術(shù)，提供完善的服務(wù)設(shè)施，將其和城市其他公共基礎(chǔ)設(shè)施相連接。為保證最終的施工質(zhì)量，要堅持同步設(shè)計、施工、驗收、開通原則，將站房作為核心來完善整個工程體系，統(tǒng)籌安排，制定適宜的施工方案，實(shí)施專業(yè)化施工管理，從而提高站房施工效率。

4 新型鐵路站房施工技術(shù)的未來發(fā)展

新型鐵路站房施工技術(shù)，在未來發(fā)展過程中應(yīng)當(dāng)基于BIM技術(shù)不斷地創(chuàng)新，充分挖掘BIM技術(shù)的功能性。鐵路站房施工涉及到多方面內(nèi)容，是一項系統(tǒng)化工程，包含了機(jī)電安裝、土建工程、裝修等多個專業(yè)，每一個專業(yè)中又涉及到眾多施工項目，復(fù)雜的內(nèi)容需要進(jìn)行全面化、全方位的統(tǒng)籌管理，否則難以保障其質(zhì)量。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠起到有效的協(xié)調(diào)作用，可整合各項功能，優(yōu)化鐵路站房施工組織設(shè)計，模擬動態(tài)施工方案，嚴(yán)格把控施工進(jìn)度，全面采集施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，并做好相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作。可將BIM技術(shù)貫穿于鐵路站房施工中的每一個環(huán)節(jié)中[3]。與此同時，在未來還應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展預(yù)制裝配化施工技術(shù)。可基于BIM技術(shù)，來實(shí)施各方面的深化設(shè)計，使站房部分構(gòu)件的加工更加精確化，保證構(gòu)件的精度，以便于根據(jù)施工的實(shí)際需求來數(shù)字化、預(yù)制化加工裝飾材料，這不僅能夠降低施工成本，提高施工效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)綠色施工。

5 結(jié)語

總而言之，在鐵路工程建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)重視鐵路站房施工環(huán)節(jié)，需不斷地創(chuàng)新施工技術(shù)，充分發(fā)揮BIM技術(shù)作用，把控好施工中的每一個技術(shù)要點(diǎn)，以保障鐵路站房施工質(zhì)量，獲取更多的綜合效益。