新工艺新技术在地铁车辆段施工中的有效应用分析

陈斌

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100000）

0 引言

当前城市居民对于交通出行的需求正逐年增高，公共交通面临着更大的压力，如不进行妥善处理，不仅会影响到人们出行的便捷性，且会在一定程度上降低居民的幸福指数。因此，要想对车辆段施工成效进行有效掌控，需进一步加强新工艺、新技术在施工建设中的应用，不断提高工程建设的整体水平，为车辆段施工项目的顺利进行提供帮助，从而使交通压力能够得到有效缓解。

1 地铁车辆段工程施工概述

1.1 工程内容

本文地铁车辆段工程施工中，综合楼和调试间等工程是整个施工项目的关键部分，其包含的施工技术较为广泛，包括土建施工、机电施工、排水施工、机械施工等方面，特性较为复杂。某市地铁车辆段为三层结构，南北长96.2m，东西宽76.6m，其中地下一层为八边形，地下二、三层为“十”字形，地下最大面积为5300m，最大开挖深度25.8m，在工程建设中存在大量的交叉作业，因此该工程建设过程中要求各部门相互协调共同施工完成，对地基基础与主体结构等方面进行组合建设，通过协调全过程工作提高整体水平。

1.2 工程特点

地铁车辆段包括联合检修库、调机车库、综合维修楼等综合性建筑，且包括了公寓、食堂等生活建筑，整体为组合建设形势，基础和主体需要共同完成。上述地铁车辆段工程涉及多种专业技术，施工中交叉作业十分常见，且由于工程占地面积大、工程量大，如不有效处理则可能埋下安全隐患。因为建设单位数量较多，因此施工组织协调难度也相对较大，如不进行严格把控，则可能出现子项目“独立”的情况。

1.3 工程优势

地铁凭借客量大、能耗低、占地少、高安全等优点得到了迅速发展，为了实现市政轨道交通的安全运营，给人们带来舒适的出行环境，地铁车辆段施工已逐渐实现信息化，建设中结合了通信技术、信息集成技术、互联网技术等手段，保证施工风险问题能够在第一时间被发现，从而减少施工过程中的事故，进一步满足时代发展的要求。同时，地铁车辆段在技术应用中，使工程进度符合相关标准，结合实际，积极进行施工管理，保证全部环节的紧密性和一致性。

2 新工艺新技术在地铁车辆段施工中的规划建设思考

2.1 现实情况分析

中国大城市人口密集、交通需求巨大，而地铁车辆段施工则是城市高速发展的重要保障，截至2020年末我国共有83个城市的施工规划获批，正在建设车辆段的城市共计74个，开通运营的城市共计52个，中国共完成建设投资3983.9亿元。上述地铁车辆段从投入角度来看，施工建设投资及后期运营维护成本更大，运营中维护5年内所耗资金基本为初始投入资金的2～4倍，为了能够确保投资效益最大化，在建设中应用地质勘查技术进行施工规划，随后选取最佳施工方案，不仅在一定程度上避免了在建设中发生风险问题，且减少了资金投入。

2.2 交通效益评价

地铁车辆段项目涉及面广、技术复杂、审批事项多，从长远角度和外部效益角度进行综合评价，交通经济效益和社会效益巨大，为了能够进一步提高经济效益和社会效益，需要进行深度优化。下面以上述轨道交通的实际数据为例进行效益评价，依据2020年轨道交通运营数据、道路交通运行指数、社会平均工资等官方统计数据，交通早晚高峰通勤客运量约170万人次·d、平均通勤距离约14km、人均小时工资率约56元·h，通勤客流全部依靠公共汽车通勤出行，通勤时间节省约90万h·d、时间价值约133亿元·a，考虑平均工资增长减少通勤时间，时间价值可以达到466～532亿元，可见交通效益巨大。

3 新工艺新技术在地铁车辆段施工中的运用要点分析

政府和相关部门需要从施工材料、施工工艺等角度入手，加大对于此类先进技术的支持力度，提高建设的整体效果，避免施工与时代出现脱节的情况。

3.1 规范施工行为

在实际施工过程中，要求规范相关行为，如钢管直撑分节吊装，现场拼接支撑两头中心线的偏心度控制在2cm之内，斜撑与围护结构有夹角，在安装之前布置好端头钢围檩，从而防范施工人员不按规范施工。同时，贝雷梁支撑点在原结构盖板的框架梁上，跨度为0.6m，长度L=0.5m+B（贝雷梁组装宽度）+0.5m（两侧各超出梁宽0.5m），对现有盖板的面层、发泡层进行剔除。

3.2 控制盾构纠偏

若想做好施工前期的风险预测工作，需要对盾构纠偏量风险进行预估，从而确保整个工程的施工质量，折角变化以及隧道轴线的范围要根据施工要求进行严格控制，一般要在0.4%以内，完成土仓门的各项施工后由盾构队土建工程师对刀盘前方土体的稳定性及地下水情况进行确认，部分区域的条件不符合，因此用大锤将长1m，厚30mm的木板向前上方打入刀盘和土仓的缝隙，刀盘进土口每隔10cm打入木支撑，施工过程时刻处于匀速状态，防止发生过大的偏移。

3.3 优化施工方案

地铁车辆段施工建设是我国重要的基础设施，需要通过有效的策略指导，在结构盖板的主体结构梁的施工中，需要遵循相应的施工要求搭建贝雷梁，然后选取高质量的非加强型贝雷梁，进行地铁车辆段施工结构的搭设，为了提升整个项目的施工质量，在各个施工阶段，应当采用符合规定的横梁进行不同类型贝雷梁区域间的连接。在此基础上，制定相应的发展策略，钢支撑采用材质为Q235螺旋管，将两根需对接的钢管吊上水平作业平台。采用钢架支撑是提升基坑开挖施工质量的重要保障，能够有效控制基坑的位移并有效防止基坑的收敛，同时也是整个工程进行安全施工的重要前提。

4 新工艺新技术在地铁车辆段施工中的有效运用

新工艺与新技术的选择必须以绿色可持续发展为核心，结合现代化手段改善当前现状，提高施工技术的科技含量来增加产能，地铁车辆段在技术应用中，要保证全部环节的紧密性和一致性。

4.1 施工前测量放样

地铁车辆段必须要明确的将测量数据当作基本条件，严格遵守相关施工规范，科学管理各个施工环节，并高要求开展车辆段施工平面的控制测量、放样工作，以此提升整个项目的施工质量，随后对所得数据进行记录与统计，方便后续使用。同时，需要对地铁车辆段工程施工所涉及的坐标数据进行准确计算，根据不同GIS平台的需求完成施工放样，以流动站所在的坐标为基准，结合现场地形的实际情况实时测量，高效完成施工放样工作，在采集地形图过程中选择相关模型，具体如表1所示。

表1 施工测量放样

4.2 车辆段施工规划

地铁的建设环境愈发复杂，项目设计也更具新颖性、多样性、复杂性，传统的施工方法、施工技术难以契合实际需求，不仅会延误建设工期，且会在一定程度上增加人力资源与施工材料的成本支出。因此，工程建设需要合理借助新工艺与新技术优化施工规划，如借助BIM技术将建设中的所有子项、分项统一管理，对计划方案进行整体把控，从而避免风险问题的发生。施工建设中利用建立好的BIM模型，可以直观的反映施工现场情况，并结合实际对重要施工方案进行模拟，革新现有的工程进度管理模式，清楚表达施工步骤、过程，使管理人员能够对各阶段的施工进行科学化、细致化的管理，以此来提升项目施工的管理质量。

4.3 超大盖体施工

4.3.1 施工前的准备

三层结构是地铁车辆段工程的特点，盖板的单块面积相对较大，在盖板结构中转换层板厚大约为2.5m，厚板内部通常情况下设有2m的大型钢暗梁，施工支架的高度设为9.5m，能够承担超过82kN/m的荷载，结构转换层尺寸达到25m×56m×2.5m，容易产生大量水化热，为此要求合理开展准备工作。就地铁车辆段上方的超大盖体设计而言，其具有集约化、紧凑性以及高效化等多项特征，属于特殊性较为明显的一项城市设计，而且车辆段区域属于地铁线路设计与规划中的关键空间节点，结合具体的施工要求对多个计算、设计方案进行科学对比，然后选择最佳的施工方案，开展各项施工工作。在支撑体系的建设中，应当选用优质的重型盘扣式满堂支架，2m高型钢暗梁为厂内分节段加工，在施工中适量掺入聚丙烯防裂纤维，在实施浇筑作业时根据施工要求，利用斜面分层的方式进行结构浇筑，并将无线温度传感器按照相应的施工流程，埋设进厚板内部，通过冷却系统机保温措施对混凝土内外部温度进行调控，厚度控制在250mm的范围内。

4.3.2 支撑体系选择

基于地铁车辆段上方超大盖体组织与落实浇筑工作时，要有适宜科学的支撑与架构体系，对施工现场中的盘扣脚手架以及碗扣脚手架展开剖析，盘扣脚手架同碗扣脚手架相比更具优势，支架斜杆由四个大孔来组成，四个小孔可当作横孔使用，将横杆同斜杆综合起来，可以保证立杆钢管与立杆紧密连接起来。某地铁车辆段工程在支撑架搭设时逐排通层搭设，确保纵向、横向扫地杆与地面的距离高度应＜20cm，且要求脚手架立杆垂直度的偏差＜50mm，保证支撑架的安全性和稳定性。工程要求偏差相对值＜H/600，相邻的2根水平杆接头不能设置在同步或同跨中，为安全施工做好铺垫。

4.3.3 混凝土结构

超大盖体对结构混凝土的精度要求很高，需要选用适合地铁车辆段工程施工的水泥，并参考施工要求，严格控制混凝土各项原材料的配比，以此来提升项目的使用寿命和稳定性，重点控制好结构混凝土水灰比、砂率等方面的情况，并做好施工现场各项原材料的检查工作，减少结构混凝土出现收缩，避免出现混凝土开裂。在地铁车辆段施工中，需要设置标准为350×350mm（柱中心距900mm左右）的轨道支撑柱，偏差需要控制在±2mm以内，柱体定位采用全站仪逐个测量、放样，然后在单柱模板施工完成后，利用双向方木进行主体结构的加固，以此提升施工项目的稳定性。涂料的冲击以及各个泵管之间的碰撞，都会在一定程度上造成模板的位移，要做好变形监测控制，把握好工程施工的每个环节。

4.3.4 型钢梁安装

型钢暗梁为特制的H型钢，通过匹配件调整定位中心轴线，沿盖板长边方向通长设置，按顺序依次及时安装横向次梁，可以采用连接夹板节段间对位通过高强螺栓进行连接，在放置工字钢垫板支撑后及时夹好连接板，单节钢梁最大重量约11t，为了能够防止钢梁倾覆，采用L50×4间距4m布置1道斜撑，依照纵、横立杆的实际放线位置，选择高度可调节的底托进行施工，在此过程中需要注意的是底托伸出长度要严格控制在300mm以内，钢梁左右幅各个梁段节段分别依次安装调整，降轴线和高程定位偏差均控制在10mm以内，所有垫板放好后统一调整标高。

4.3.5 支架拆除工作

盖体的施工完成后，需要按照相关规定，进行后期的拆除工作，为此施工人员应当首先明确盖体的拆除时间，为整个拆除工作的顺利进行做好充足的准备。梁板达到规定高度、混凝土强度较高是盖体拆除工作稳步进行的前提条件。依照相关规定设置警示牌，是提升盖体拆除工作安全性的重要保障。拆除工作完成之后配件、辅料的安全运输，也是整个施工中需要考虑的重点环节。管理人员应当采用符合标准的车辆，将支架、模板等运输到指定位置，然后进行有序摆放，在拆除完成后对各类废料进行整理归类，并且在完成拆除作业后对工程进行全面检查，确保工程能够顺利完工。

4.4 施工注意事项

地铁施工中需要确定碗扣、底座等的强度，焊缝高度至少为3.6mm，每根脚手架钢管的质量≤25.8kg，禁止有瑕疵的构件用于施工。同时，需要在梁底部均匀增加纵向立杆，数量按照0.25m/根的标准，横木应当与梁截面保持平行，间距控制在20cm。支撑系统的稳固与安全是保障施工顺利进行的基础，施工人员应注意将方木摆放在下部支撑的纵向管道中，将横、纵间距均控制在0.9m，安设脚手架横杆步距应控制在1.5m以内，在具体的施工中还需根据实际施工要求，科学开展支护的加固工作。为了提升整个支架结构的稳定性，需要在纵梁支架的下方设置相应的剪力杆，以此来提升项目的施工质量。

5 结语

若想提高地铁车辆段施工的整体质量，必须合理应用新工艺和新技术进行优化，要求相关企业对此加大关注力度，结合现代化手段完成交叉作业，以此提高项目的整体建设效果。在此基础上，需要结合BIM技术实行全过程精准规划，明确各类风险的形成原因，结合工程施工的实际情况制订风险管理措施，建设前详细分析施工现场的具体情况，而施工管理中则需要将识别风险融入体系中，明确当前区域的地质条件特点后选定新工艺与新技术，全面提高地铁车辆段的施工效益，减少施工失误情况的出现，最终使工程能够顺利完工。