地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術分析

李 銀

（中電建生態環境集團有限公司，深圳 518101）

地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術是現代科學施工技術發展的重要標志。與傳統施工技術相比，裝配式屋面施工技術具有節能環保、結構穩定以及施工便捷等優勢[1]。另外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工進度與應用傳統施工技術的施工進度相比快了將近30%，大大縮短了地鐵車輛段工程的施工周期，并且確保了工程質量，降低了建設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、運營和檢修的管理中心，其建設品質將直接影響地鐵工程的整體質量[2]。地鐵車輛段由供電、通風、信號及給排水等多專業的建筑物共同組成，需要各系統工程參建單位的協調運作。

首先，地鐵車輛段存在大量的交叉作業，各參建單位必須做好各系統的協調工作。其次，地鐵車輛段需要大面積施工，且工程量多，各參建單位應特別注意主體結構專業施工進度和質量管控工作。再次，地鐵車輛段對施工材料及設備的需求量很大，各參建單位必須要做好施工材料采購、設備的運輸以及現場施工組織等工作[3]。最后，地鐵車輛段在進行施工時，各個流程之間具有緊密的聯系。若某個階段出現質量問題，會直接影響到后續施工的效果，因此要求承建單位必須建立健全施工管理制度。

1.2 施工材料的質量要求

參建單位在進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，施工單位必須嚴格按照設計圖紙及規范明確鋼材質量要求，嚴格把控施工過程中使用的鋼材質量，嚴禁參建單位因節省地鐵車輛段的建設成本而降低工程所需鋼材的質量要求。目前，國內市場上的鋼材生產廠家繁多，多數鋼材生產廠家的產品質量并不穩定，存在較大波動，難以達到地鐵車輛段施工質量檢驗評定要求。因此，參建單位在采購各類型鋼材時，需要對生產廠家的鋼材開展市場調研，從采購的源頭確保鋼材的力學性能和工藝性能滿足施工現場的質量要求，從而保障地鐵主體結構工程整體施工質量。同時，在施工現場使用鋼材前，施工人員需要核驗鋼材是否存在因存儲時間過久而出現的力學性能下降的問題，并及時做好鋼板質量檢驗記錄，確保鋼材性能符合質量要求。

1.3 BIM技術在地鐵車輛段施工中的應用

在地鐵車輛段施工中應用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術，能夠實現工程項目相關數據的互通傳遞與各部門之間的信息共享，方便構建新型的工程信息平臺，有助于施工前進一步創新優化裝配式屋面設計方案，規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]。在施工期間進行BIM模擬，可以運用軟件技術將工程各專業信息模型在地鐵車輛段施工中進行關聯化處理，形成3D模型模擬過程。將設計方案與裝配式屋面施工現場實際施工情況結合，利用BIM技術對試驗對比區、區間位置分布進行可視化展示，可以對裝配式屋面施工節點等進行空間定位，并在BIM模型上呈現虛擬施工過程，從而及時發現施工質量問題，進一步提升地鐵車輛段施工質量。

2 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術分析

2.1 地鐵車輛段大面積裝配式屋面設計思路

2.1.1 總體規劃設計思路

在進行地鐵車輛段大面積裝配式屋面設計時，設計人員應按照建設項目的總體策劃要求，依據施工作業現場的實際完成情況，對地鐵車輛段大面積裝配式屋面所需的構件進行全面統籌設計，將各部分設計內容模塊化。

2.1.2 施工受力設計思路

地鐵車輛段大面積裝配式屋面的結構件一般需要按照施工圖紙的標準生產制作，且裝配前必須經過嚴格養護，確保地鐵車輛段大面積裝配式屋面的構件強度符合施工單位的實際質量要求，并經過出廠驗收后才能開始裝配。在搬運、裝配等拼裝過程中，建筑構件會受到不同外力的影響，因此在現場吊運及安裝過程中，施工人員要特別注意構件的吊運受力作用點、吊運角度和放置位置等。

2.2 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術的優勢

根據國內大中城市地鐵工程項目的施工經驗，地鐵車輛段工程施工應用裝配式屋面施工技術相比傳統大面積屋面施工技術而言，能夠使整體屋面結構更穩定、可靠，其構件精度也相對更高，能有效改善地鐵車輛段屋面結構開裂、滲漏等問題，提高了地鐵車輛段大面積屋面的安全性、耐久性和環保性[5]。此外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面主要承重結構施工操作更加便捷，部分構件只需要通過簡單澆筑即可，其施工進度與傳統施工技術相比要快將近30%，極大地縮短了地鐵工程項目工期，有效降低了建設成本，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 協調工作存在不足

一方面，由于地鐵車輛段屋面工程規模龐大，其中的主要構件數量極多，給施工管理帶來了一定難度。另一方面，該工程中預埋鋼構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件，施工技術交底時極為復雜，且對施工負責人員的讀圖能力有著較高要求。現階段，地鐵車輛段大面積裝配式屋面的施工與設計過程缺乏良好的協調配合，實際施工情況與施工圖紙并不完全吻合，導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成本。

2.3.2 缺乏專業技術人才

地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術需要采用標準化設計、裝配化施工、信息化管理以及智能化應用。施工人員的專業技術水平會直接影響其建設品質。現階段大多數承建單位嚴重缺乏專業類別的技術人才，導致施工質量不能滿足要求。

2.3.3 施工質量檢驗不嚴

施工質量問題主要分為兩個方面。一是施工材料性能問題。由于地鐵車輛段的屋面施工中，主體構件都是鋼材制成，因此它對整個屋面結構的穩定性尤其是荷載穩定性有著較高要求。相關工程項目施工前，很多構件往往是在工廠生產完成后直接運輸到施工現場，因此承建單位很容易忽略前期施工原材料的質量檢驗，從而嚴重影響地鐵車輛段的整體施工質量。二是施工技術標準過低導致的質量問題。例如，承建單位處理裝配式屋面現澆段和預制段的連接點時往往不夠仔細，將導致裝配式屋面發生滲漏問題。

2.4 地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術應用方式

2.4.1 鋼屋蓋結構施工技術

鋼屋蓋結構施工技術是裝配式屋面中極為重要的施工技術。若鋼屋蓋結構的具體構件預制安裝不合理，將會嚴重影響地鐵車輛段工程的總體施工質量。這種結構主要由屋面、屋架與支撐3個部分共同組成。其中：屋架由剛性強度達到一定設計標準的鋼構件組合連接而成，在整個承重體系中起到了屋面承載骨架的作用；屋面由高強度鋼制板材采取支架焊接或剪力塊連接后澆筑為一個整體，主要承擔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力的作用。

由于鋼構件擁有比混凝土結構更高的材料比重，因此在進行施工時，施工人員必須加強鋼屋蓋結構具體構件的控制，并進行科學、適合的構件處理。具體安裝鋼屋蓋構件時，需要嚴格控制各部件的安裝精度，避免施工環節出現差錯，從而避免對地鐵車輛段的使用結果產生巨大影響。因此，在施工過程中應安排專人進行實時監測，施工的每一步流程必須按照標準規范進行相應的操作處理，以確保鋼屋蓋結構具體構件形狀及尺寸符合相關標準。此外，施工人員在處理鋼屋蓋結構的具體構件過程中，不但要重視鋼屋蓋結構具體構件的尺寸指標，還應綜合考慮鋼屋蓋結構具體構件的優化處理效果。

2.4.2 屋面氣密性施工技術

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位于保溫層之上。通常，水蒸氣進入保溫層后很難再向外散發，空氣流動引起的水汽移動要比水汽在材料上的擴散作用大得多。因此，氣密層作為空氣流動阻隔層必須具有足夠的連續性，以保證材料密封良好。另外，在地鐵車輛段的鋼屋面結構中，除了桁條、桁托等梁構件之外，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完整的密閉整體。

首先，應當以鋼屋面結構建筑的地基平面為基礎，放線測量并建立施工控制網來校正和確定桁架的位置。在桁架上確定桁條的標高與水平位置后，在對應的位置上焊接桁托，將桁托安裝中產生的焊渣全部清理干凈后在外部用防腐材料涂裝。其次，將桁條利用起重機吊接到對應位置后，用螺栓與桁托連接固定，并在桁條對應位置焊接加固，然后將預制好的GL鋼板鋪設在下層，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鋼板鋪設后，開始斷熱金具公母扣、玻璃棉等配件的安裝鋪設。最后，在上層鋪設完全部PVDF鋼板后，用固定螺栓卡死。在屋面氣密施工時，應當重點把控好天溝節點、檐口等重點部位的密封與焊接固定工序的施工質量。此外，地鐵車輛段大面積裝配式屋面結構層一般由預制桁架疊合板與現澆混凝土疊合制成，具有精細性、完整性和連續性的特點。由于整個屋面由多塊疊合板組成，疊合板之間的連接位置并不連續，導致了氣密層的不連續性。但是，疊合板安裝完成后再在屋面進行混凝土現澆作業，其現澆層將會覆蓋疊合板之間的縫隙，從而提高氣密層的連續性。

2.4.3 屋面節點施工技術

在應用地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工技術時，需連接的細部節點非常多，承建單位必須做好鋼結構和屋面節點的施工工作。在整個鋼屋面結構中，節點能夠連接上、下兩部分結構，使其成為一個完整的整體，同時起到傳遞荷載的作用。若節點位置與數量設計不夠合理，很容易使整個鋼屋面結構受到破壞。因此，節點的設計需要有可靠的構造與明晰的傳力路線。由于地鐵車輛段使用的鋼屋面結構建筑工程較大，為了確保整個屋面結構的穩定性，節點下部的混凝土結構中鋼筋較為密集，無法實現直接從下部移筋穿插連接。在節點施工時，必須要采取合理可行的技術手段來錨固支座，如采用外包鋼套法來加固受力節點。這種方法需要先在混凝土梁外加設一層厚度高于180 mm的鋼套，然后在柱體間預埋一個化學螺栓，等到需要連接節點時，由化學螺栓實現鑄鋼支座底板與混凝土梁之間的結合連接。

屋面節點施工質量直接影響著地鐵車輛段整體的穩定性和安全性。在開始連接節點之前，施工人員需確認連接縫的長度是否滿足預留螺栓孔的要求，并且要仔細檢查拼接板的質量是否滿足設計和規范要求。鋼柱工廠標準化裝配焊接鋼柱的過程中，應通過基礎預埋螺栓進行可靠連接，待鋼柱安裝牢固且受力穩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也尤為重要，在拼接板焊接完成后，施工人員需要及時清除焊渣，并及時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

屋面防水施工技術的施工過程應按照以下步驟。首先，應清除墊層的雜物，確保基面干燥。在大面卷材鋪貼前，根據卷材幅寬及搭接尺寸寬度，應在基層上彈基準線，并進行試鋪，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，然后對準鋪貼位置裁剪卷材，使卷材鋪設平展、順直。再次，控制防水卷材長邊搭接邊的寬度為80 mm，并確保搭接區以下部位干凈、干燥。當兩塊卷材已搭接在一起后，施工要連續進行。輥壓搭接邊要用力，以保證搭接邊的良好粘結。在防水卷材收頭位置可采用瀝青防水涂料進行封口處理。最后，在進行鋼筋綁扎時，應盡量在鋼筋加工區內加工完成。在防水卷材施工完成的區域進行鋼筋切割、焊接時，必須做好防護措施，且混凝土澆筑施工應按相應的施工技術規范進行操作。

3 結語

裝配式屋面施工技術具有節能環保、平整美觀等諸多優點，在地鐵車輛段這類大面積施工建設中的應用越來越廣泛。在地鐵車輛段大面積裝配式屋面施工過程中，承建單位應做好全程化的技術應用與質量管理工作，嚴格把控鋼屋蓋結構施工技術、屋面氣密性施工技術、屋面節點施工技術以及屋面防水施工技術等技術環節，以確保施工質量滿足要求。