地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)分析

李 銀

（中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司，深圳 518101）

地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)施工技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，裝配式屋面施工技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及施工便捷等優(yōu)勢[1]。另外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工進(jìn)度與應(yīng)用傳統(tǒng)施工技術(shù)的施工進(jìn)度相比快了將近30%，大大縮短了地鐵車輛段工程的施工周期，并且確保了工程質(zhì)量，降低了建設(shè)單位及施工單位建的成本，提升了管理效益。

1 地鐵車輛段相關(guān)概述

1.1 地鐵車輛段施工的具體要求

地鐵車輛段是地鐵車輛停放、整備、運(yùn)營和檢修的管理中心，其建設(shè)品質(zhì)將直接影響地鐵工程的整體質(zhì)量[2]。地鐵車輛段由供電、通風(fēng)、信號(hào)及給排水等多專業(yè)的建筑物共同組成，需要各系統(tǒng)工程參建單位的協(xié)調(diào)運(yùn)作。

首先，地鐵車輛段存在大量的交叉作業(yè)，各參建單位必須做好各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。其次，地鐵車輛段需要大面積施工，且工程量多，各參建單位應(yīng)特別注意主體結(jié)構(gòu)專業(yè)施工進(jìn)度和質(zhì)量管控工作。再次，地鐵車輛段對施工材料及設(shè)備的需求量很大，各參建單位必須要做好施工材料采購、設(shè)備的運(yùn)輸以及現(xiàn)場施工組織等工作[3]。最后，地鐵車輛段在進(jìn)行施工時(shí)，各個(gè)流程之間具有緊密的聯(lián)系。若某個(gè)階段出現(xiàn)質(zhì)量問題，會(huì)直接影響到后續(xù)施工的效果，因此要求承建單位必須建立健全施工管理制度。

1.2 施工材料的質(zhì)量要求

參建單位在進(jìn)行地鐵車輛段施工的過程中，需要采用大量的各類型鋼材。在開始施工前，施工單位必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范明確鋼材質(zhì)量要求，嚴(yán)格把控施工過程中使用的鋼材質(zhì)量，嚴(yán)禁參建單位因節(jié)省地鐵車輛段的建設(shè)成本而降低工程所需鋼材的質(zhì)量要求。目前，國內(nèi)市場上的鋼材生產(chǎn)廠家繁多，多數(shù)鋼材生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量并不穩(wěn)定，存在較大波動(dòng)，難以達(dá)到地鐵車輛段施工質(zhì)量檢驗(yàn)評定要求。因此，參建單位在采購各類型鋼材時(shí)，需要對生產(chǎn)廠家的鋼材開展市場調(diào)研，從采購的源頭確保鋼材的力學(xué)性能和工藝性能滿足施工現(xiàn)場的質(zhì)量要求，從而保障地鐵主體結(jié)構(gòu)工程整體施工質(zhì)量。同時(shí)，在施工現(xiàn)場使用鋼材前，施工人員需要核驗(yàn)鋼材是否存在因存儲(chǔ)時(shí)間過久而出現(xiàn)的力學(xué)性能下降的問題，并及時(shí)做好鋼板質(zhì)量檢驗(yàn)記錄，確保鋼材性能符合質(zhì)量要求。

1.3 BIM技術(shù)在地鐵車輛段施工中的應(yīng)用

在地鐵車輛段施工中應(yīng)用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)的互通傳遞與各部門之間的信息共享，方便構(gòu)建新型的工程信息平臺(tái)，有助于施工前進(jìn)一步創(chuàng)新優(yōu)化裝配式屋面設(shè)計(jì)方案，規(guī)避在施工過程中存在的碰撞等隱性問題，如施工界面的交叉干擾等[4]。在施工期間進(jìn)行BIM模擬，可以運(yùn)用軟件技術(shù)將工程各專業(yè)信息模型在地鐵車輛段施工中進(jìn)行關(guān)聯(lián)化處理，形成3D模型模擬過程。將設(shè)計(jì)方案與裝配式屋面施工現(xiàn)場實(shí)際施工情況結(jié)合，利用BIM技術(shù)對試驗(yàn)對比區(qū)、區(qū)間位置分布進(jìn)行可視化展示，可以對裝配式屋面施工節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行空間定位，并在BIM模型上呈現(xiàn)虛擬施工過程，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題，進(jìn)一步提升地鐵車輛段施工質(zhì)量。

2 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)分析

2.1 地鐵車輛段大面積裝配式屋面設(shè)計(jì)思路

2.1.1 總體規(guī)劃設(shè)計(jì)思路

在進(jìn)行地鐵車輛段大面積裝配式屋面設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照建設(shè)項(xiàng)目的總體策劃要求，依據(jù)施工作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際完成情況，對地鐵車輛段大面積裝配式屋面所需的構(gòu)件進(jìn)行全面統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，將各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容模塊化。

2.1.2 施工受力設(shè)計(jì)思路

地鐵車輛段大面積裝配式屋面的結(jié)構(gòu)件一般需要按照施工圖紙的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制作，且裝配前必須經(jīng)過嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)，確保地鐵車輛段大面積裝配式屋面的構(gòu)件強(qiáng)度符合施工單位的實(shí)際質(zhì)量要求，并經(jīng)過出廠驗(yàn)收后才能開始裝配。在搬運(yùn)、裝配等拼裝過程中，建筑構(gòu)件會(huì)受到不同外力的影響，因此在現(xiàn)場吊運(yùn)及安裝過程中，施工人員要特別注意構(gòu)件的吊運(yùn)受力作用點(diǎn)、吊運(yùn)角度和放置位置等。

2.2 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)的優(yōu)勢

根據(jù)國內(nèi)大中城市地鐵工程項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，地鐵車輛段工程施工應(yīng)用裝配式屋面施工技術(shù)相比傳統(tǒng)大面積屋面施工技術(shù)而言，能夠使整體屋面結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、可靠，其構(gòu)件精度也相對更高，能有效改善地鐵車輛段屋面結(jié)構(gòu)開裂、滲漏等問題，提高了地鐵車輛段大面積屋面的安全性、耐久性和環(huán)保性[5]。此外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面主要承重結(jié)構(gòu)施工操作更加便捷，部分構(gòu)件只需要通過簡單澆筑即可，其施工進(jìn)度與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比要快將近30%，極大地縮短了地鐵工程項(xiàng)目工期，有效降低了建設(shè)成本，提高了施工效率。

2.3 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工的常見問題

2.3.1 協(xié)調(diào)工作存在不足

一方面，由于地鐵車輛段屋面工程規(guī)模龐大，其中的主要構(gòu)件數(shù)量極多，給施工管理帶來了一定難度。另一方面，該工程中預(yù)埋鋼構(gòu)件與支座等隱蔽工程部位極多，且存在通過外部固定焊接組裝的構(gòu)件，施工技術(shù)交底時(shí)極為復(fù)雜，且對施工負(fù)責(zé)人員的讀圖能力有著較高要求。現(xiàn)階段，地鐵車輛段大面積裝配式屋面的施工與設(shè)計(jì)過程缺乏良好的協(xié)調(diào)配合，實(shí)際施工情況與施工圖紙并不完全吻合，導(dǎo)致施工階段需要修改圖紙或改變施工方法，從而加大了裝配式屋面的建設(shè)成本。

2.3.2 缺乏專業(yè)技術(shù)人才

地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)需要采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、裝配化施工、信息化管理以及智能化應(yīng)用。施工人員的專業(yè)技術(shù)水平會(huì)直接影響其建設(shè)品質(zhì)?，F(xiàn)階段大多數(shù)承建單位嚴(yán)重缺乏專業(yè)類別的技術(shù)人才，導(dǎo)致施工質(zhì)量不能滿足要求。

2.3.3 施工質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)

施工質(zhì)量問題主要分為兩個(gè)方面。一是施工材料性能問題。由于地鐵車輛段的屋面施工中，主體構(gòu)件都是鋼材制成，因此它對整個(gè)屋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性尤其是荷載穩(wěn)定性有著較高要求。相關(guān)工程項(xiàng)目施工前，很多構(gòu)件往往是在工廠生產(chǎn)完成后直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，因此承建單位很容易忽略前期施工原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)，從而嚴(yán)重影響地鐵車輛段的整體施工質(zhì)量。二是施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)過低導(dǎo)致的質(zhì)量問題。例如，承建單位處理裝配式屋面現(xiàn)澆段和預(yù)制段的連接點(diǎn)時(shí)往往不夠仔細(xì)，將導(dǎo)致裝配式屋面發(fā)生滲漏問題。

2.4 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)應(yīng)用方式

2.4.1 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

鋼屋蓋結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是裝配式屋面中極為重要的施工技術(shù)。若鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)件預(yù)制安裝不合理，將會(huì)嚴(yán)重影響地鐵車輛段工程的總體施工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)主要由屋面、屋架與支撐3個(gè)部分共同組成。其中：屋架由剛性強(qiáng)度達(dá)到一定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的鋼構(gòu)件組合連接而成，在整個(gè)承重體系中起到了屋面承載骨架的作用；屋面由高強(qiáng)度鋼制板材采取支架焊接或剪力塊連接后澆筑為一個(gè)整體，主要承擔(dān)地面以及地上部分的外部荷載；支撐部分主要分為垂直支撐與系桿支撐，在不同的上線下線的橫向水平位置起到了平衡應(yīng)力的作用。

由于鋼構(gòu)件擁有比混凝土結(jié)構(gòu)更高的材料比重，因此在進(jìn)行施工時(shí)，施工人員必須加強(qiáng)鋼屋蓋結(jié)構(gòu)具體構(gòu)件的控制，并進(jìn)行科學(xué)、適合的構(gòu)件處理。具體安裝鋼屋蓋構(gòu)件時(shí)，需要嚴(yán)格控制各部件的安裝精度，避免施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，從而避免對地鐵車輛段的使用結(jié)果產(chǎn)生巨大影響。因此，在施工過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，施工的每一步流程必須按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)的操作處理，以確保鋼屋蓋結(jié)構(gòu)具體構(gòu)件形狀及尺寸符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，施工人員在處理鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)件過程中，不但要重視鋼屋蓋結(jié)構(gòu)具體構(gòu)件的尺寸指標(biāo)，還應(yīng)綜合考慮鋼屋蓋結(jié)構(gòu)具體構(gòu)件的優(yōu)化處理效果。

2.4.2 屋面氣密性施工技術(shù)

一般情況下，地鐵車輛段大面積裝配式屋面水汽滲透阻力較大的防水層應(yīng)位于保溫層之上。通常，水蒸氣進(jìn)入保溫層后很難再向外散發(fā)，空氣流動(dòng)引起的水汽移動(dòng)要比水汽在材料上的擴(kuò)散作用大得多。因此，氣密層作為空氣流動(dòng)阻隔層必須具有足夠的連續(xù)性，以保證材料密封良好。另外，在地鐵車輛段的鋼屋面結(jié)構(gòu)中，除了桁條、桁托等梁構(gòu)件之外，還要有PE膜玻璃棉、下層GL鋼板以及上層聚偏氟乙烯（Poly VinyliDene Fluoride，PVDF）鋼板等材料才能組成一個(gè)完整的密閉整體。

首先，應(yīng)當(dāng)以鋼屋面結(jié)構(gòu)建筑的地基平面為基礎(chǔ)，放線測量并建立施工控制網(wǎng)來校正和確定桁架的位置。在桁架上確定桁條的標(biāo)高與水平位置后，在對應(yīng)的位置上焊接桁托，將桁托安裝中產(chǎn)生的焊渣全部清理干凈后在外部用防腐材料涂裝。其次，將桁條利用起重機(jī)吊接到對應(yīng)位置后，用螺栓與桁托連接固定，并在桁條對應(yīng)位置焊接加固，然后將預(yù)制好的GL鋼板鋪設(shè)在下層，并將鋼板與鋼板之間的接縫用密封膠完全封死。再次，完成下層GL鋼板鋪設(shè)后，開始斷熱金具公母扣、玻璃棉等配件的安裝鋪設(shè)。最后，在上層鋪設(shè)完全部PVDF鋼板后，用固定螺栓卡死。在屋面氣密施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)把控好天溝節(jié)點(diǎn)、檐口等重點(diǎn)部位的密封與焊接固定工序的施工質(zhì)量。此外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面結(jié)構(gòu)層一般由預(yù)制桁架疊合板與現(xiàn)澆混凝土疊合制成，具有精細(xì)性、完整性和連續(xù)性的特點(diǎn)。由于整個(gè)屋面由多塊疊合板組成，疊合板之間的連接位置并不連續(xù)，導(dǎo)致了氣密層的不連續(xù)性。但是，疊合板安裝完成后再在屋面進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，其現(xiàn)澆層將會(huì)覆蓋疊合板之間的縫隙，從而提高氣密層的連續(xù)性。

2.4.3 屋面節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

在應(yīng)用地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術(shù)時(shí)，需連接的細(xì)部節(jié)點(diǎn)非常多，承建單位必須做好鋼結(jié)構(gòu)和屋面節(jié)點(diǎn)的施工工作。在整個(gè)鋼屋面結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)能夠連接上、下兩部分結(jié)構(gòu)，使其成為一個(gè)完整的整體，同時(shí)起到傳遞荷載的作用。若節(jié)點(diǎn)位置與數(shù)量設(shè)計(jì)不夠合理，很容易使整個(gè)鋼屋面結(jié)構(gòu)受到破壞。因此，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)需要有可靠的構(gòu)造與明晰的傳力路線。由于地鐵車輛段使用的鋼屋面結(jié)構(gòu)建筑工程較大，為了確保整個(gè)屋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，節(jié)點(diǎn)下部的混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋較為密集，無法實(shí)現(xiàn)直接從下部移筋穿插連接。在節(jié)點(diǎn)施工時(shí)，必須要采取合理可行的技術(shù)手段來錨固支座，如采用外包鋼套法來加固受力節(jié)點(diǎn)。這種方法需要先在混凝土梁外加設(shè)一層厚度高于180 mm的鋼套，然后在柱體間預(yù)埋一個(gè)化學(xué)螺栓，等到需要連接節(jié)點(diǎn)時(shí)，由化學(xué)螺栓實(shí)現(xiàn)鑄鋼支座底板與混凝土梁之間的結(jié)合連接。

屋面節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量直接影響著地鐵車輛段整體的穩(wěn)定性和安全性。在開始連接節(jié)點(diǎn)之前，施工人員需確認(rèn)連接縫的長度是否滿足預(yù)留螺栓孔的要求，并且要仔細(xì)檢查拼接板的質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼柱工廠標(biāo)準(zhǔn)化裝配焊接鋼柱的過程中，應(yīng)通過基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓進(jìn)行可靠連接，待鋼柱安裝牢固且受力穩(wěn)定后再與鋼筋混凝土澆筑成整體。此外，連接件焊接位置的檢驗(yàn)也尤為重要，在拼接板焊接完成后，施工人員需要及時(shí)清除焊渣，并及時(shí)在連接件焊接位置刷上防腐漆，從而延長其使用壽命。

2.4.4 屋面防水施工技術(shù)

屋面防水施工技術(shù)的施工過程應(yīng)按照以下步驟。首先，應(yīng)清除墊層的雜物，確保基面干燥。在大面卷材鋪貼前，根據(jù)卷材幅寬及搭接尺寸寬度，應(yīng)在基層上彈基準(zhǔn)線，并進(jìn)行試鋪，以確定卷材搭接位置，控制卷材鋪貼的方向，使其順直美觀。其次，展開卷材，將砂面朝上平鋪于基面需鋪貼的位置，并與彈線對齊，然后對準(zhǔn)鋪貼位置裁剪卷材，使卷材鋪設(shè)平展、順直。再次，控制防水卷材長邊搭接邊的寬度為80 mm，并確保搭接區(qū)以下部位干凈、干燥。當(dāng)兩塊卷材已搭接在一起后，施工要連續(xù)進(jìn)行。輥壓搭接邊要用力，以保證搭接邊的良好粘結(jié)。在防水卷材收頭位置可采用瀝青防水涂料進(jìn)行封口處理。最后，在進(jìn)行鋼筋綁扎時(shí)，應(yīng)盡量在鋼筋加工區(qū)內(nèi)加工完成。在防水卷材施工完成的區(qū)域進(jìn)行鋼筋切割、焊接時(shí)，必須做好防護(hù)措施，且混凝土澆筑施工應(yīng)按相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作。

3 結(jié)語

裝配式屋面施工技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、平整美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，在地鐵車輛段這類大面積施工建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工過程中，承建單位應(yīng)做好全程化的技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量管理工作，嚴(yán)格把控鋼屋蓋結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、屋面氣密性施工技術(shù)、屋面節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)以及屋面防水施工技術(shù)等技術(shù)環(huán)節(jié)，以確保施工質(zhì)量滿足要求。