地鐵車輛段工程施工關(guān)鍵技術(shù)與施工管理

李濤

摘 要 隨著城市化進(jìn)程的加快，越來越多的城市開始發(fā)展城市軌道交通，地鐵車輛段施工是城市軌道交通建設(shè)中非常重要的一部分?；诿癖娊煌ǔ鲂行枨蟮闹鹉暝龈?，地鐵交通項(xiàng)目建設(shè)呈現(xiàn)出增量化的發(fā)展態(tài)勢。要想實(shí)現(xiàn)對車輛段施工成效的有效掌控，需在保證關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用合理性的同時，加強(qiáng)車輛段施工管理工作開展。鑒于此，本文從車輛段施工特點(diǎn)的分析入手，闡明車輛段施工關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化車輛段施工的管理措施。

關(guān)鍵詞 地鐵 車輛段 施工關(guān)鍵技術(shù) 施工管理

中圖分類號：TU723 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）06-0085-03

近年來，我國大力發(fā)展城市軌道交通，地鐵車輛段在軌道交通系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。地鐵車輛段工程通常具有專業(yè)要求高、覆蓋面廣、學(xué)科交叉范圍大等特點(diǎn)[1]，無法形成標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的模式，因此地鐵車輛段工程在施工管理中存在較高難度。而在現(xiàn)階段地鐵交通項(xiàng)目建設(shè)中，關(guān)鍵施工技術(shù)的合理應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升車輛段施工水平，結(jié)合對施工管理工作的科學(xué)實(shí)施，有助于車輛段施工的順利進(jìn)行。

1 相關(guān)概念

1.1 地鐵車輛段項(xiàng)目建設(shè)分析

地鐵車輛段施工涉及諸多領(lǐng)域?qū)I(yè)，除常規(guī)的土建施工專業(yè)之外，還包括對采暖、照明、軌道、通風(fēng)、電力、路基、信號等專業(yè)的建設(shè)，其專業(yè)交叉融合使得車輛段施工難度加大。而要想做到對車輛段施工的順利開展，需要加大對專業(yè)接口的協(xié)調(diào)管理力度?？梢罁?jù)對現(xiàn)場情況的分析進(jìn)行內(nèi)部協(xié)調(diào)的優(yōu)化，通過對各參建單位的統(tǒng)一管理、規(guī)劃來提升車輛段施工的順暢性。

1.2 BIM技術(shù)簡介

BIM技術(shù)，其英文全稱為Building Information Mode ling，其中文全稱為建立建筑信息模型，主要通過采集建筑工程項(xiàng)目中的各種相關(guān)工程信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行建筑模型的三維圖像建立，并運(yùn)用信息數(shù)字化的三維幾何建模方式呈現(xiàn)建筑物的實(shí)際狀況。建筑三維立體模型通過將工程項(xiàng)目中從設(shè)計(jì)到施工運(yùn)營整個過程所含有的數(shù)字信息、功能要求和性能等建筑信息整合集成，將數(shù)字信息化管理應(yīng)用于整個建筑項(xiàng)目全生命周期中[2]。在借助BIM技術(shù)前提下所構(gòu)建出來的建筑設(shè)計(jì)形態(tài)屬于三維立體模型，可以最大限度地將實(shí)體建筑的各種信息全面地反映出來;而在應(yīng)用表現(xiàn)方面，其所具有的特點(diǎn)不僅包括協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性及可出圖性，同時還包括可視化、模擬性。在工程項(xiàng)目各階段，都可借助BIM技術(shù)將項(xiàng)目未完成的部分繪制出來，從而將與之相關(guān)的數(shù)據(jù)信息反映出來，并基于數(shù)字化信息集成的管理思路來對工程項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)、中期施工以及后期運(yùn)營的全過程展開管理[3]。從地鐵施工的實(shí)際流程來看，通過BIM技術(shù)構(gòu)建專門的施工管理體系，使整個工程以更為安全的姿態(tài)運(yùn)作，保證相應(yīng)的職能人員以動態(tài)化的方式了解當(dāng)下地鐵施工的全部情況，確保各項(xiàng)策略輸出更為安全可靠且高效。BIM技術(shù)應(yīng)用在地鐵施工的流程中，不僅能在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)安全性，還能不斷提高工程的效率和質(zhì)量，控制施工成本，對潛在的施工隱患做到第一時間發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化，確保整個工序的穩(wěn)定性[4]。在地鐵項(xiàng)目立項(xiàng)以后，首先應(yīng)當(dāng)借助BIM技術(shù)繪制該項(xiàng)目的三維模型，然后基于這一模型所提供的數(shù)字化信息集成來對整個地鐵項(xiàng)目展開管理。

1.3 BIM在車輛段應(yīng)用的意義

BIM是一種可用于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理的可視化技術(shù)工具，也是建筑行業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。其中，BIM技術(shù)具有很高的三維可視化程度，數(shù)據(jù)存儲兼容性好，信息集成能力強(qiáng)，在一定程度上促進(jìn)了建筑信息集成的全面發(fā)展[5]，為建筑企業(yè)實(shí)施精細(xì)化管理和集約化管理提供了有力保障，也是建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、智能化制造的重要保障。BIM只是一個建筑信息模型，而BIM應(yīng)用平臺具有很強(qiáng)的管理能力、數(shù)據(jù)分析能力和邏輯處理能力。BIM與車輛段上蓋的整合，利用BIM的三維可視性及其應(yīng)用平臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，達(dá)到強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、資源整合的目的，可全面提升車輛段施工管理水平[6]。

2 地鐵車輛段施工關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 地基靜壓預(yù)制管樁技術(shù)

現(xiàn)階段該技術(shù)常用于車輛段軟土地基處理中，為確保該技術(shù)應(yīng)用能夠發(fā)揮出最大價值，需按照以下流程施工。首先以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為參照進(jìn)行樁機(jī)位置的精準(zhǔn)定位，在加固樁機(jī)前需檢查其垂直度是否符合設(shè)計(jì)要求;接樁施工前務(wù)必保證樁機(jī)得到有效加固，在沉樁施工期間要求人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求開展作業(yè)，并做到對打樁作業(yè)、焊接作業(yè)的同步進(jìn)行。需注意的是，為確保其接樁質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，需將接樁高度控制在距地面1m左右，并以對稱形式來提升焊接作業(yè)質(zhì)量。對于焊渣清除作業(yè)的開展，需確保每次焊接完成后執(zhí)行一次焊渣處理工作，然后等待1～5min后方可繼續(xù)開展后續(xù)焊接作業(yè)。在實(shí)際送樁施工時，相關(guān)人員需做到對施工過程的全面觀察，盡可能保證樁體、送樁中心線之間保持同一直線水平，確保其樁體施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。送樁作業(yè)結(jié)束后，施工人員需及時進(jìn)行樁孔回填處理，確保后續(xù)壓實(shí)作業(yè)得以順利開展;待送樁操作結(jié)束后進(jìn)行地基壓實(shí)處理，按照穩(wěn)壓、復(fù)壓以及終壓的順序開展壓實(shí)作業(yè)。需注意的是，復(fù)壓次數(shù)需要依據(jù)不同入樁深度來確定，以樁機(jī)入土深度8m為界限，在小于8m、大于8m時復(fù)壓次數(shù)需分別控制在3～5次、2～3次。針對穩(wěn)壓作業(yè)的開展，需要將穩(wěn)壓時間控制在5～10s內(nèi)，避免因穩(wěn)壓時間過短而影響到地基壓實(shí)質(zhì)量。

2.2 高支模施工技術(shù)

現(xiàn)階段高支模施工技術(shù)在車輛段施工中的應(yīng)用較為常見，通常情況下，高支模施工技術(shù)應(yīng)用主要工序包括：（1）基底處理。作為高支模施工的基礎(chǔ)前提，基底處理效果直接影響后續(xù)高支模施工的順利進(jìn)行。所以為確保高支?；滋幚矸项A(yù)期要求，需開展規(guī)范化的土方回填、壓實(shí)以及硬化處理作業(yè);（2）待基地處理結(jié)束后開展測量定位作業(yè)，對構(gòu)筑物軸線、中心線、模板標(biāo)高等參數(shù)利用全站儀等設(shè)備進(jìn)行測量，以便于后續(xù)模板作業(yè)的開展提供參考;（3）模板支撐體系設(shè)計(jì)。依據(jù)現(xiàn)場情況的分析進(jìn)行高支模支撐體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用相符合的高程系統(tǒng)進(jìn)行支模高度的計(jì)算。以相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)為參照進(jìn)行梁模板的歸類，并合理計(jì)算出不同分類梁的截面尺寸。若以梁類別相同為前提，需要以最大受力為基礎(chǔ)進(jìn)行支撐體系的科學(xué)計(jì)算。針對板厚度的設(shè)計(jì)，需依據(jù)其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將其控制在150mm范圍內(nèi)，并結(jié)合現(xiàn)場情況的分析，采用結(jié)構(gòu)找坡的形式進(jìn)行庫頂?shù)暮侠碓O(shè)計(jì)。需注意的是，切不可在支撐體系設(shè)計(jì)結(jié)束后直接應(yīng)用于車輛段施工，需在使用前依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行支撐體系預(yù)壓試驗(yàn)，通過對支撐體系的不斷優(yōu)化來提升高支模施工的穩(wěn)定性。

2.3 鋼網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)

鋼網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段車輛段施工中的應(yīng)用較為常見，能夠在提升車庫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，進(jìn)一步提升車輛段施工的整體質(zhì)量。在實(shí)際施工中，為確保其鋼網(wǎng)架的安裝達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，需要以網(wǎng)架特點(diǎn)的分析為前提，在保證其施工質(zhì)量、效率符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的條件下進(jìn)行安裝方法的確定。而縱觀當(dāng)前車輛段施工的開展，常用的網(wǎng)架安裝方法包括高空散裝法、高空滑移法、整體提升法、分條安裝法、整體頂升法。為確保其安裝效果符合車輛段整體施工需求，需要依據(jù)車輛段實(shí)際施工需求的不同，在不同施工條件、環(huán)境下采用合適的安裝方法。而在所有的安裝方法中，高空散裝方法的應(yīng)用較為常見，在施工期間此方法的應(yīng)用能夠做到對節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的有效連接。為進(jìn)一步提升鋼網(wǎng)架的安裝質(zhì)量與效率，可在施工期間以滑移腳手架為載體進(jìn)行鋼架散件的拼裝施工。

2.4 大體積混凝土技術(shù)

車輛段大體積混凝土施工成效直接影響到地鐵交通項(xiàng)目整體運(yùn)行可靠性。為避免在大體積混凝土施工中出現(xiàn)收縮變形裂縫、貫通裂縫、溫度差值過大等問題，需在施工期間落實(shí)以下關(guān)鍵基礎(chǔ)措施：依據(jù)車輛段施工要求的分析進(jìn)行混凝土配合比的優(yōu)化控制，同時在進(jìn)場階段結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行原材料質(zhì)量的嚴(yán)控。在混凝土拌制過程中，需摻入適量的緩凝減水劑，并采用具有低水化熱特點(diǎn)的礦渣材料，以此實(shí)現(xiàn)對收縮現(xiàn)象的抑制，達(dá)到降低混凝土出現(xiàn)裂縫概率的目的;在混凝土配制階段合理控制減水劑、細(xì)粉煤灰的摻入量，以期通過合理縮減水泥摻入量來抑制水化熱現(xiàn)象的生成;在混凝土入模階段需重視對其溫度的合理控制，常用方法包括冷水沖洗骨料、拌和水溫度控制等方法，通過降低入模溫度實(shí)現(xiàn)對水化熱現(xiàn)象的有效抑制;為有效降低混凝土表面收縮裂縫的產(chǎn)生，需在初凝階段前按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展二次抹壓、二次振搗作業(yè)，并通過表面收水來提升大體積混凝土的凝固效果;養(yǎng)護(hù)階段需定期檢查混凝土情況，合理實(shí)施相關(guān)保溫措施來減少內(nèi)外溫差，并借助灑水等措施來降低表面出現(xiàn)收縮裂縫的概率;為進(jìn)一步加強(qiáng)對大體積混凝土內(nèi)外溫差的控制，可于澆筑階段進(jìn)行冷卻水管的預(yù)埋，在養(yǎng)護(hù)階段定期進(jìn)行冷水循環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)利用循環(huán)水來降低混凝土內(nèi)部溫度，做到將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃范圍內(nèi)。

3 BIM技術(shù)在地鐵車輛段施工管理措施

3.1 圖紙會審

與傳統(tǒng)的圖紙會審相比，BIM模型具有更大的優(yōu)勢。工程開工前各專業(yè)工程師根據(jù)相應(yīng)專業(yè)的圖紙運(yùn)用相應(yīng)的BIM軟件搭建詳細(xì)的三維模型并在BIM平臺上進(jìn)行整合，通過整合后的三維可視化模型能更直觀地發(fā)現(xiàn)一體化開發(fā)的車輛段工程施工圖中不同專業(yè)之間的配合問題，通過建模發(fā)現(xiàn)的問題，可生成會審記錄表并提交設(shè)計(jì)院。同時，應(yīng)用BIM技術(shù)可以呈現(xiàn)施工過程中易出現(xiàn)問題的重要復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，通過可視化的三維節(jié)點(diǎn)進(jìn)行車輛段上蓋施工前的交底，指導(dǎo)施工技術(shù)人員和工人進(jìn)行最優(yōu)施工。

3.2 深化設(shè)計(jì)

要利用各類BIM軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮各類BIM軟件的功能優(yōu)勢。車輛段工程勁性結(jié)構(gòu)和各類機(jī)電消防管線較多，通過BIM模型的搭建及各專業(yè)工程師協(xié)同對施工模型進(jìn)行模擬施工，可發(fā)現(xiàn)施工中批量性的問題并制定最優(yōu)解決方案。

3.3 制定BIM技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

BIM技術(shù)的深化設(shè)計(jì)需由具有豐富設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員帶頭，要以施工圖為依據(jù)結(jié)合施工的實(shí)際情況進(jìn)行，并需針對項(xiàng)目的特點(diǎn)或重難點(diǎn)進(jìn)行分析研究找出最優(yōu)方案。對于車輛段上蓋一體化開發(fā)項(xiàng)目，需在特定的時間和成本內(nèi)建成滿足設(shè)計(jì)使用功能的車輛段。在這種情況下，在BIM建模和實(shí)際應(yīng)用方面，應(yīng)根據(jù)各階段、各專業(yè)的深化需求和特點(diǎn)，制定模型搭建的計(jì)劃及深度標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際需要，增加相應(yīng)的信息參數(shù)和結(jié)果文件的輸出形式。

3.4 構(gòu)建保障機(jī)制

對于車輛段工程，項(xiàng)目部應(yīng)成立專門的BIM團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)組，由項(xiàng)目經(jīng)理任組長，項(xiàng)目總工任副組長，整體協(xié)調(diào)各專業(yè)工程師及現(xiàn)場、設(shè)計(jì)等資源，保證BIM成果能盡快轉(zhuǎn)化為有效可行的施工方案。建立BIM系統(tǒng)保障體系、例會制度、檢查機(jī)制，保障在整個項(xiàng)目建設(shè)過程中多個環(huán)節(jié)能及時進(jìn)行溝通。保障BIM技術(shù)在一體化開發(fā)的車輛段工程深化設(shè)計(jì)中的效果。

3.5 構(gòu)建以BIM技術(shù)深化為核心的協(xié)同管理模式

在BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)各專業(yè)、各系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和溝通管理。車輛段工程關(guān)鍵在于鋼結(jié)構(gòu)和勁性結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和勁性結(jié)構(gòu)存在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電、軌道、設(shè)備、道路、消防、暖通等多個相互聯(lián)系的專業(yè)，需在鋼結(jié)構(gòu)和勁性結(jié)構(gòu)開始施工前將各專業(yè)的模型匯集至BIM平臺，各專業(yè)工程師共同對車輛段結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析和施工模擬推演，將施工過程中的問題在模型階段即暴露出來，提前采取措施進(jìn)行規(guī)避。

3.6 安全管理

將BIM與安全疏散軟件相結(jié)合的創(chuàng)新應(yīng)用，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行工人疏散仿真模擬。通過疏散模擬，對施工的安全性進(jìn)行了科學(xué)評價。尤其是在環(huán)境復(fù)雜的施工現(xiàn)場，更應(yīng)注意安全疏散的問題，保證施工過程中施工人員的安全問題。

4 結(jié)語

綜上所述，因多專業(yè)領(lǐng)域的交叉融合使得車輛段施工難度加大，為確保其車輛段施工符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需對項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行不同關(guān)鍵技術(shù)的合理應(yīng)用，進(jìn)而在提升車輛段施工技術(shù)水平的同時，確保地鐵車輛段施工作業(yè)得以順利開展。BIM技術(shù)在車輛段工程中的應(yīng)用，形成了新的可視化技術(shù)管理模式，使項(xiàng)目部的精細(xì)化管理水平不斷提高。

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