關于地鐵車輛基地裝配式小構筑物的設計構思

王俊龍

（中國鐵路設計集團有限公司,天津 300000）

0 前言

我國地鐵行業當前仍是一個勞動密集型、以現澆建造方式為主的傳統產業，傳統建造方式提供的建筑產品已不能滿足人們對高品質建筑產品的美好需求，傳統粗放式的發展模式已不適應我國已進入高質量發展階段的時代要求。為此，我國需要大力發展裝配式建筑[1-2]。

1 地鐵車輛基地裝配式發展現狀

目前，以深圳地鐵為例，其車輛基地小構筑物基本采用標準圖現場支模施工，材料選擇單一。比如，為節省工程成本，車輛基地內排水明溝多采用漿砌片石排水溝，耐久性差，造型固定不美觀；圍墻多采用磚砌實體圍墻或半通透實體圍墻，造型固定，形式單一。在建項目部分排水設施采用鋼筋混凝土結構，施工周期較長，施工靈活性仍較差。

國內外車輛基地內小構筑物結構形式單一，多采用現澆施工。設計景觀性較強的設備（圍墻、門衛等）則采用個性化設計或區域企業標準。在北京、上海、深圳等地，針對圍墻、大門等就結合地方城市特色制定了地方企業標準，若有特殊景觀需求，也可采用個性化設計。但在國外，車輛基地小構筑物采用裝配式的案例也極少，目前正處于探索研究階段。車輛基地面積大，結構柱數量多，規格統一的檢修庫、運用庫、物資庫、材料庫等單體可以采用裝配式建筑設計。目前已有少數已建成的車輛基地部分庫房結構柱網采用了裝配式設計施工，但對于車輛基地內小構件裝配式設計施工的案例極少[3]。

2 車輛基地部分典型小構筑物采用裝配式的設計構思

車輛基地主體結構由于工程量大，可實施條件好，國內已有成熟的應用案例，比如廣州地鐵8號線北延段白云湖車輛基地，其梁板柱大部分采用裝配式設計施工。然而，車輛基地內小構筑物由于種類繁多，單項工程量小，基本未實現裝配式施工。下面選取車輛基地內排水設備、圍墻系統、檢修平臺系統、綜合管溝、柱式檢查坑立柱進行裝配式設計的構想分析，提出其實施裝配式的具體構思、實施可行性分析、優缺點分析[4]。

2.1 排水設備裝配式設計構思

通常車輛基地排水設備主要分為兩類，排水明溝及排水暗管。排水明溝的種類較多，包括U型排水明溝、U型排水蓋板溝、矩形排水明溝、矩形排水蓋板溝；排水暗管以圓形為主，少量方形等。

對于排水明溝，可采用裝配式U型排水溝，每節排水單元端部均設置有止水槽。兩節排水單元間采用鋼筋連接，并在U型槽端部采用新型止水橡膠填充，起到止水的作用。U型槽頂采用鑄鐵標準蓋板件鋪設。這種裝配式U型排水溝適應性、靈活性強，可結合車輛基地內復雜的排水路徑自由敷設，與此同時，施工工藝簡單，生產效率高，可極大節省施工工期。

對于排水暗管，也可采用裝配式。平直線路暗管敷設結合暗管的尺寸采用標準單元逐節連接，連接處采用新型止水橡膠填充，起到止水的作用。折角處可根據折角大小提前預制不同的彎折接頭暗管，再統一在現場拼接安裝，并做相應的止水措施[5]。

2.2 圍墻系統裝配式設計構思

傳統圍墻通常采用現澆基礎+上部結構的形式。如圖1所示，圍墻樣式單一，施工周期長。若采用裝配式圍墻系統，可結合場地周邊環境靈活設計多變樣式，采用工廠模塊化生產，現場安裝便捷、施工周期短。根據反恐要求及規范規定，車輛基地圍墻高度為2.8 m，固定的高度條件有利于實現裝配式構件的標準化生產。對于臨時工程圍墻系統，如圖2所示，使用裝配式圍墻可實現圍墻構件的重復利用，可拆卸可組裝，提高裝配式構件的利用率，大大節省了臨時工程圍墻的工程投資。

圖1 現澆半通透式圍墻

圖2 裝配式全封閉圍墻

同時，常規現澆圍墻為鋼筋混凝土結構，樣式簡單且單一。裝配式圍墻可以實現材料選型多樣化，采用一些新型輕質、耐久性強的材料，提高安裝和后期維護的便利度，也可采用一些綠色環保材料，做到環境友好，與周邊環境協調[6]。

2.3 檢修平臺系統裝配式設計構思

傳統檢修平臺通常采用現澆鋼筋混凝土形式（如圖3及圖4所示），檢修平臺自重較大，且需設置立柱支撐混凝土平臺，施工操作難度大，工程投資大。現澆檢修平臺周界還采用鋼鐵類圍欄，檢修庫內大部分為帶電作業區，存在漏電觸電的風險。裝配式檢修平臺系統可采用輕型材料，施工安裝方便，造價低，特別是檢修平臺的圍欄系統可對應采用新型絕緣材料，防止因漏電造成的人員作業觸電風險。

圖3 傳統檢修平臺系統平視圖

圖4 傳統檢修平臺系統仰視圖

根據檢修平臺的總尺寸大小，按照單元格劃分成標準構件。檢修平臺標準構件在廠家進行生產，構件之間預留連接卡槽。在現場進行裝配式安裝時，卡槽之間無縫機械連接，保證安裝后檢修平臺的完整性、貼合度。裝配式檢修平臺在下部由立柱及縱橫梁組成結構支撐體系，安裝過程中，盡量避免標準構件連接縫與縱橫梁完全重合，防止標準構件受力不均產生變形。

2.4 綜合管溝裝配式設計構思

綜合管溝設置于地下，采用現澆方式需結合開挖深度大面積基坑開挖，基坑開挖占用時間長，與周邊項目容易產生交織，施工組織協調難度大。若采用預制裝配式，可實現工廠生產、現場安裝，施工周期短，基坑開挖對現場占用時間短，對周邊項目施工的交織少、影響小。

根據車輛基地管線排布情況，確定綜合管溝的具體尺寸。結合綜合管溝的埋設深度及地質條件，確定單節綜合管溝的結構厚度、配筋情況等。再對單節綜合管溝進行現場預制生產，根據現場綜合管溝長度確定單節管溝數量，進行現場裝配式預制拼裝，并對管溝接縫處進行混凝土澆筑及防水處理。

裝配式綜合管溝可為施工現場提高更多的靈活性，減少管溝反復開挖的次數。與此同時，在車輛基地建成后的后期維修養護工程中，裝配式綜合管溝可實現分段開挖替換、局部維修，大大節省了維修養護成本，做到精準維修養護。

2.5 柱式檢查坑立柱裝配式設計構思

車輛基地運用庫列檢列位及檢修庫檢修列位均需設置檢查坑。檢查坑有地溝形式和立柱形式。立柱式檢查坑由于結構形式單一，立柱數量多，適合采用裝配式形式。目前，車輛基地立柱式檢查坑多采用現澆形式，立柱與庫區對應的結構底板同步澆筑，如圖5為無列車條件下柱式檢查坑，圖6為有列車條件下柱式檢查坑。這種設計及施工方式雖然穩固牢靠，但后期調整的靈活性差。立柱安裝一般在大庫建成后施工，庫內進行立柱施工設備操作難度大，建設速度也慢，對整體建設工期影響較大。

圖5 無列車條件下柱式檢查坑

圖6 有列車條件下柱式檢查坑

立柱式檢查坑采用裝配式的具體設計實施思路如下：在車輛基地大庫施工的同時，可以同步進行裝配式立柱的預制生產。立柱的形狀可采用矩形或者圓柱形，立柱的結構尺寸及配筋結合立柱上地鐵車輛荷載確定。軌道扣件可以在預制場進行安裝，減少現場安裝的難度，節省工期。

裝配式柱式檢查坑可以實現立柱種類的多樣性，突破傳統方形立柱設計的單一性，有效提高現場的安裝效率，縮短了工期。與此同時，裝配式立柱在后期立柱上軌道安裝的過程中提高了定位的靈活性，立柱可結合軌道定位在允許范圍內移動，保證軌道處于立柱的中心位置，提高軌道受力的穩定性。在后期軌道及立柱維修養護的過程中，裝配式立柱可更方便地更換、拆卸。

3 技術經濟指標分析

3.1 技術指標

車輛基地內僅少部分裝配式小構筑物在嘗試試驗及實施，大部分小構筑物尚未采用裝配式。通過對車輛基地內主要小構筑物裝配式設計研究，既能優化完善部分裝配式小構筑物設計，又可填補車輛基地內大部分小構筑物裝配式設計研究的空白。

3.2 社會與經濟效益

通過車輛基地裝配式小構筑物設計研究，實現部分小構筑物裝配式施工，節省施工時間，便于后期管養維護。

3.3 產業化轉化效益

對于部分小裝配式構件，比如排水設備、圍墻構件等制造簡單、成本小，產業化轉化前景好[7-10]。

4 目標及展望

通過裝配式設計研究，實現車輛基地內部分小構筑物預制裝配式施工，比如排水明溝、圍墻系統、檢修平臺、綜合管溝、電纜溝、檢修庫柱式檢查坑等。提高其選型的多樣性、靈活性，降低建造成本，縮短施工周期，方便運營期間的管養維護。未來，通過對地鐵車輛基地小構筑物的精細化、標準化設計，使其進行裝配式生產更加地經濟。在小構筑物種類多、單項數量少的情況下，也可實現裝配式推廣。