蘇立勇，路清泉，張志偉，許 洋，任宇洪，周 軼,*

(1.北京城市快軌建設(shè)管理有限公司,北京 100027;2.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司,北京 100068;3.城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)與安全監(jiān)控北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100068;4.中鐵隆工程集團(tuán)有限公司,四川 成都 610046)

0 引言

地鐵是解決現(xiàn)代城市交通擁堵的重要途徑，中國(guó)已進(jìn)入了軌道交通發(fā)展的蓬勃時(shí)期，截至2019年，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有40個(gè)城市開(kāi)通地鐵，總運(yùn)營(yíng)里程超過(guò)6 600 km[1]。地鐵車(chē)站的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)地鐵的運(yùn)營(yíng)有重要影響，而風(fēng)道是整個(gè)車(chē)站通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，如何保障風(fēng)道的安全便捷施工并控制其施工質(zhì)量，對(duì)整個(gè)地鐵的正常運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

目前，許多工程單位和學(xué)者在風(fēng)道的施工技術(shù)研究上取得了較大進(jìn)展。李勇[2]以廣州地鐵為研究對(duì)象，提出了富水砂層淺埋暗挖大斷面地鐵風(fēng)道的施工技術(shù)，保障了施工的安全和順利。王偉等[3]為解決風(fēng)道進(jìn)入車(chē)站主體時(shí)，暗挖車(chē)站交叉段作業(yè)難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高等難題，提出了門(mén)式鋼架逐榀挑高一次成型的風(fēng)道施工技術(shù)。童利紅等[4]分析了暗挖地鐵車(chē)站中4種不同風(fēng)道的特點(diǎn)和適用條件，并提出了2種風(fēng)道與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合形式。郭正偉等[5]研究了明挖地鐵車(chē)站與風(fēng)道接口的設(shè)計(jì)問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，目前軌頂風(fēng)道的施工方式主要是現(xiàn)澆，包括先澆和后澆2種，施工工序多，混凝土振搗和表面抹平困難，施工質(zhì)量不易保證，經(jīng)濟(jì)性差。

為了縮短施工周期，提高施工質(zhì)量，許多工程單位對(duì)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。何家航[6]提出了軌頂風(fēng)道移動(dòng)式支撐架施工技術(shù)，解決了盾構(gòu)過(guò)站時(shí)風(fēng)道施工和材料運(yùn)輸安全的難題，明顯縮短了施工周期。龔杰等[7]以武漢地鐵21號(hào)線為對(duì)象，提出了一種裝配式施工門(mén)架，保證了軌頂風(fēng)道與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工。唐衛(wèi)平[8]提出軌頂風(fēng)道自密實(shí)混凝土施工技術(shù)，解決了傳統(tǒng)施工方式中混凝土振搗難題。

但是，這些施工方法仍以現(xiàn)場(chǎng)澆筑為主，存在以下缺點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠化制造、裝配式安裝應(yīng)用程度低；2)現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)與混凝土澆筑施工導(dǎo)致作業(yè)環(huán)境差；3)占用施工人員多，勞動(dòng)力成本高；4)施工工期較長(zhǎng)，施工進(jìn)度慢；5)行業(yè)技術(shù)發(fā)展步伐緩慢，制約產(chǎn)業(yè)升級(jí)，與國(guó)家軌道交通綠色安全建造的大政策不符等。因此，探索新型綠色環(huán)保的軌頂風(fēng)道施工技術(shù)，對(duì)提高城市軌道交通建設(shè)科技含量，降低資源消耗和環(huán)境污染，促進(jìn)行業(yè)信息化，提升工程安全質(zhì)量水平具有十分重要意義。

1 依托工程與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 工程概況

北京地鐵19號(hào)線一期工程中某典型的雙柱島式地鐵車(chē)站，主體結(jié)構(gòu)為3層雙柱3跨的框架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。車(chē)站有效站臺(tái)總長(zhǎng)246.00 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬22.30 m，頂板覆土約3.30 m，軌面埋深約22.388 m。車(chē)站共設(shè)置3個(gè)出入口、4個(gè)安全出口，兩端各設(shè)置2組風(fēng)亭。車(chē)站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，兩端接盾構(gòu)區(qū)間。車(chē)站主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為100年，永久構(gòu)件的安全等級(jí)為1級(jí)，二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件在按荷載效應(yīng)基本組合進(jìn)行承載能力計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1；按荷載效應(yīng)的偶然組合進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0。站內(nèi)軌頂風(fēng)道長(zhǎng)約207.85 m，分別設(shè)置于軌面線正上方。

圖1 車(chē)站斷面示意圖Fig.1 Sketch of cross-section of station

1.2 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

裝配式技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠色建造的一種重要途徑。目前，國(guó)內(nèi)外工程單位已經(jīng)嘗試將裝配式技術(shù)用于風(fēng)道的建造，主要有以下幾種形式[9-10]：第1種為盾構(gòu)過(guò)站后在中板底面澆筑風(fēng)道外側(cè)下掛墻，并在外側(cè)下掛墻端部的混凝土牛腿和側(cè)墻上的鋼牛腿上架設(shè)預(yù)制混凝土底板形成風(fēng)道，如圖2(a)所示；第2種技術(shù)與第1種類(lèi)似，在完成風(fēng)道外側(cè)下掛墻后，直接在側(cè)墻和下掛墻之間架設(shè)接觸網(wǎng)懸吊架，并在其上鋪設(shè)懸掛式風(fēng)管形成風(fēng)道，如圖2(b)所示；第3種技術(shù)為在車(chē)站主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻和中板上直接安裝輕鋼骨架，并外包防火材料形成風(fēng)道，如圖2(c)所示；第4種技術(shù)通過(guò)在中板上設(shè)置預(yù)埋件，完成風(fēng)道外側(cè)下掛墻的安裝，并通過(guò)牛腿架設(shè)預(yù)制板形成風(fēng)道底板，如圖2(d)所示。

相比于現(xiàn)澆軌頂風(fēng)道，上述裝配式風(fēng)道技術(shù)已經(jīng)明顯縮短了工期，提高了質(zhì)量，但仍有較大的改進(jìn)空間：1)現(xiàn)澆風(fēng)道外側(cè)下掛墻需要二次進(jìn)場(chǎng)施工，且需要搭設(shè)支架，對(duì)鋪軌和機(jī)電安裝工期有影響；2)鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)道的防腐工程量大，維護(hù)成本高，且防火板材易松動(dòng)，更換頻繁，對(duì)運(yùn)營(yíng)存在一定影響；3)懸掛式風(fēng)管使用壽命有限，需多次更換，維護(hù)費(fèi)用高，且列車(chē)運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生的噪聲較大；4)預(yù)制混凝土風(fēng)道現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝工序多，對(duì)施工的精度要求高。因此，本文將提出2種更加簡(jiǎn)便且易操作的軌頂風(fēng)道裝配式技術(shù)，以解決現(xiàn)有裝配式風(fēng)道技術(shù)的不足，為類(lèi)似工程提供借鑒。

(a)外側(cè)墻現(xiàn)澆底板預(yù)制方案

2 裝配式方案1

2.1 方案設(shè)計(jì)

地鐵車(chē)站采用明挖法施工，施工操作空間大，為了盡可能縮短工期，減少支架和模板，提出了整體預(yù)制風(fēng)道方案。該方案將結(jié)構(gòu)的中板直接作為風(fēng)道頂板，風(fēng)道的兩側(cè)下掛墻以及底板與結(jié)構(gòu)中板一起預(yù)制形成整體。由于結(jié)構(gòu)中板的厚度較大，如果以整個(gè)結(jié)構(gòu)中板作為預(yù)制風(fēng)道的頂板，每個(gè)預(yù)制風(fēng)道節(jié)段的質(zhì)量較大，運(yùn)輸?shù)跹b困難。為了降低整體預(yù)制風(fēng)道的質(zhì)量，將結(jié)構(gòu)中板設(shè)計(jì)為疊合板，中板沿厚度拆分為預(yù)制和現(xiàn)澆兩部分，預(yù)制部分與風(fēng)道形成整體在工廠預(yù)制，預(yù)制完成后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝，最后以預(yù)制風(fēng)道為底部模板，進(jìn)行中板后澆部分施工。整體預(yù)制風(fēng)道剖面如圖3所示(簡(jiǎn)稱(chēng)“先裝方案”)。其中，頂板厚度為200 mm，下掛墻厚度均為200 mm，底板厚度為140 mm，風(fēng)道內(nèi)凈空為2 710 mm ×1 000 mm。

圖3 整體預(yù)制風(fēng)道剖面圖(單位：mm)Fig.3 Profile of integral precast air duct (unit:mm)

軌頂風(fēng)道預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)約2 m，整體質(zhì)量約11.0 t。為了避免現(xiàn)場(chǎng)拼裝裝配時(shí)預(yù)制軌頂風(fēng)道之間發(fā)生擠壓碰撞造成破壞，縱向兩相鄰節(jié)段之間留有5 mm的間隙，采用砂漿擠密連接，外部采用玻璃纖維網(wǎng)格布+水泥砂漿進(jìn)行二次抹面處理，如圖4所示。

圖4 兩相鄰預(yù)制段縱向拼接示意圖Fig.4 Sketch of longitudinal splicing of two adjacent precast sections

2.2 關(guān)鍵技術(shù)要求

方案1預(yù)制風(fēng)道安裝示意如圖5所示，其主要施工工藝流程如圖6所示。關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：1)進(jìn)行車(chē)站主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻、底板、中柱及中縱梁的施工(采用現(xiàn)澆和預(yù)制裝配方式均可)，與此同時(shí)，在工廠進(jìn)行整體預(yù)制風(fēng)道的預(yù)制。2)將整體預(yù)制風(fēng)道運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，利用龍門(mén)吊將其吊裝就位，放置在側(cè)墻和中縱梁的牛腿上。為了提高預(yù)制風(fēng)道與側(cè)墻和中縱梁連接的牢固性，在牛腿頂面與預(yù)制風(fēng)道底面采用座漿處理。3)以整體預(yù)制風(fēng)道作為底模，綁扎中板的上層鋼筋網(wǎng)，并完成中板的混凝土澆筑，其中柱與疊合板連接部分的大樣圖(沿車(chē)站縱向的剖面圖)如圖7所示。中板采用疊合板進(jìn)行設(shè)計(jì)，框架中縱梁也相應(yīng)地采用疊合梁設(shè)計(jì)，疊合板和疊合梁上層現(xiàn)澆混凝土同時(shí)施工，圖中僅示出預(yù)制部分的鋼筋連接，上部現(xiàn)澆部分的鋼筋并未示出。

圖5 方案1預(yù)制風(fēng)道安裝示意圖(橫向剖面圖)Fig.5 Installation of precast air duct of scheme 1

圖6 方案1施工工藝流程圖Fig.6 Construction process of scheme 1

d為鋼筋直徑。圖7 中柱與疊合板連接部分的大樣圖(單位：mm)Fig.7 Large sample of connection between center column and laminated plate (unit:mm)

2.3 受力分析

由于整體預(yù)制風(fēng)道的質(zhì)量較大，為了保證整個(gè)施工過(guò)程的安全性，從吊裝和現(xiàn)澆上層中板2個(gè)階段對(duì)整體預(yù)制風(fēng)道進(jìn)行受力分析。

對(duì)于吊裝階段，一塊整體預(yù)制風(fēng)道設(shè)4個(gè)吊裝點(diǎn)。大量分析表明兩點(diǎn)吊裝且傾斜45°時(shí)是最不利吊裝工況，利用有限元軟件對(duì)最不利工況進(jìn)行分析，計(jì)算得到吊裝過(guò)程中預(yù)制風(fēng)道彎矩和剪力如圖8所示。最大裂縫寬度為0.16 mm，承載力和裂縫寬度均滿足規(guī)范要求。

(a)彎矩(單位：kN·m) (b)剪力(單位：kN)圖8 吊裝過(guò)程中預(yù)制風(fēng)道彎矩和剪力云圖Fig.8 Bending moment and shear force nephograms of precast duct during hoisting

對(duì)于澆筑中板上層混凝土階段，在現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，整體預(yù)制風(fēng)道兩端近似為鉸接，上層200 mm現(xiàn)澆混凝土作為荷載施在預(yù)制風(fēng)道上。整體預(yù)制風(fēng)道裂縫與配筋計(jì)算結(jié)果如表1所示，均滿足規(guī)范要求。

表1 整體預(yù)制風(fēng)道裂縫與配筋計(jì)算結(jié)果Table 1 Calculation results of cracks and reinforcement of integral precast air duct

3 裝配式方案2

3.1 方案設(shè)計(jì)

方案1主要適用于采用明挖法施工的車(chē)站，如果主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成或吊裝空間和能力不足時(shí)，方案1風(fēng)道裝配式技術(shù)的適用性會(huì)受到極大的限制。因此，本文還提出了另一種裝配方案：將軌頂風(fēng)道的兩側(cè)下掛墻、底板和頂板作為一個(gè)整體進(jìn)行工廠預(yù)制，并在兩側(cè)下掛墻和中板內(nèi)預(yù)留連接件，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)連接(簡(jiǎn)稱(chēng)“后裝方案”)。

預(yù)制風(fēng)道為“口”字形，其剖面大樣圖及平面布置如圖9所示。預(yù)制風(fēng)道的非螺栓連接部分，兩側(cè)與上下板均厚50 mm，螺栓連接處及每塊端部連接處局部加厚，其中，上板厚100 mm，下板厚200 mm，屏蔽門(mén)側(cè)的側(cè)板厚220 mm，遠(yuǎn)離屏蔽門(mén)側(cè)的側(cè)板厚為200 mm，預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)度為1 000 mm。

(a)風(fēng)道剖面大樣圖

2種施工方案中的風(fēng)口開(kāi)洞都直接在預(yù)制工廠內(nèi)完成。為了保證洞口處受力合理，避免局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的角部混凝土壓潰，在洞口四周設(shè)置2排鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋面積不小于洞寬b范圍內(nèi)被截?cái)嘀鹘蠲娣e的一半，且上下均勻布置。風(fēng)口開(kāi)洞局部加強(qiáng)示意如圖10所示。風(fēng)口附近的預(yù)埋件大樣如圖11所示。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)要求

由于預(yù)制風(fēng)道的吊裝需要在站內(nèi)有限空間完成，受起吊質(zhì)量的影響，必須盡可能減小預(yù)制風(fēng)道的質(zhì)量。采用輕骨料的輕質(zhì)混凝土可有效減輕結(jié)構(gòu)自重、減小截面尺寸。因此，在進(jìn)行風(fēng)道預(yù)制時(shí)采用輕質(zhì)混凝土，其密度約為1 900 kg/m3，最終計(jì)算可知每塊預(yù)制節(jié)段的總質(zhì)量約為1.6 t，滿足站內(nèi)運(yùn)輸和吊裝的要求。

laE為錨固長(zhǎng)度。圖10 風(fēng)口開(kāi)洞局部加強(qiáng)示意圖Fig.10 Sketch of local strengthening of opening in air duct

(a)平面圖

方案2的大致施工工藝和主要技術(shù)要點(diǎn)如下：1)進(jìn)行車(chē)站側(cè)墻和中板等主體結(jié)構(gòu)的施工，并提前或同步在工廠進(jìn)行預(yù)制風(fēng)道的預(yù)制。輕質(zhì)混凝土澆筑入模時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30 min，傾落高度不應(yīng)大于1.5 m。依據(jù)輕質(zhì)混凝土特點(diǎn)，采用平臺(tái)式振搗+振搗棒工藝成型，振搗時(shí)嚴(yán)格控制時(shí)間(每次小于10 s，次數(shù)不得超過(guò)3次)，既要使混凝土密實(shí)，又不能過(guò)分振搗造成輕骨料嚴(yán)重上浮。采用插入式振搗棒振動(dòng)成型時(shí)，應(yīng)避免振搗棒碰撞模具，導(dǎo)致出現(xiàn)痕跡，影響成品外觀效果，且插入間距應(yīng)大于200 mm。2)將預(yù)制風(fēng)道運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)吊裝孔送入到站內(nèi)，并放置在移動(dòng)式支撐架平臺(tái)。3)移動(dòng)支撐架平臺(tái)，將預(yù)制風(fēng)道運(yùn)輸至指定位置。4)調(diào)節(jié)平臺(tái)頂升裝置，將預(yù)制風(fēng)道頂升就位，將預(yù)埋螺桿穿過(guò)中板預(yù)留螺栓孔，并固定螺母(此時(shí)螺母不宜擰得過(guò)緊，當(dāng)后期所有預(yù)制風(fēng)道安裝就位，且標(biāo)高調(diào)整完成后再擰緊所有螺母)。5)移動(dòng)支撐平臺(tái)，進(jìn)入下一個(gè)節(jié)段施工。6)將相鄰預(yù)制風(fēng)道間的縫隙用砂漿擠密連接，外部采用玻璃纖維網(wǎng)格布+水泥砂漿進(jìn)行二次抹面處理，與方案1的連接方式相同。且在預(yù)埋螺栓與螺孔之間填充灌漿料，使其與中板形成整體。方案2預(yù)制風(fēng)道安裝示意如圖12所示。

圖12 方案2預(yù)制風(fēng)道安裝示意圖Fig.12 Installation of precast air duct of scheme 2

3.3 受力分析

雖然軌頂風(fēng)道作為地鐵車(chē)站的二次結(jié)構(gòu)，不參與結(jié)構(gòu)的整體受力，但在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將其作為荷載施加在主體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，并以此進(jìn)行梁、柱和板的配筋計(jì)算。因此，僅需要驗(yàn)算風(fēng)道在自重、接觸網(wǎng)和屏蔽門(mén)等荷載作用下的安全性即可。由于預(yù)制風(fēng)道與中板采用預(yù)埋螺栓連接，為了保證風(fēng)道在施工和運(yùn)營(yíng)期間的安全性，對(duì)螺栓的承載力進(jìn)行了驗(yàn)算。以每個(gè)預(yù)制風(fēng)道為研究對(duì)象，預(yù)制節(jié)段平面受力簡(jiǎn)圖如圖13所示。由于自重、接觸網(wǎng)和屏蔽門(mén)均為恒載，根據(jù)GB 50068—2018《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，恒載的分項(xiàng)系數(shù)γ=1.3。

根據(jù)力學(xué)簡(jiǎn)圖，可建立平衡方程如下：

(1)

進(jìn)而可計(jì)算出螺栓的拉力值。每根螺栓的有效截面積約為560.6 mm2，故螺栓的最大應(yīng)力約為13.6 MPa，遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值170 MPa，表明預(yù)制風(fēng)道的預(yù)埋螺栓滿足承載力要求。

為了驗(yàn)算風(fēng)道自身的應(yīng)力與變形，選取一個(gè)節(jié)段的預(yù)制風(fēng)道為研究對(duì)象，進(jìn)行了有限元分析。風(fēng)道的上下板以及側(cè)墻均采用殼單元進(jìn)行模擬，對(duì)于螺栓連接或端部加厚部分，則采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，螺栓與風(fēng)道鉸接，用桿單元進(jìn)行模擬，通過(guò)共節(jié)點(diǎn)的形式保證兩者變形協(xié)調(diào)，其有限元模型如圖14(a)所示。在模擬時(shí)，還進(jìn)一步考慮了通風(fēng)時(shí)風(fēng)壓的影響，風(fēng)壓按照3.0 kN/m2估算。預(yù)制風(fēng)道的水平、豎向變形以及混凝土壓應(yīng)力云圖分別如圖14(b)—(d)所示。水平最大變形量為2.34 mm，豎向最大變形為4.05 mm，變形滿足最大撓度限值不應(yīng)超過(guò)l0/400～l0/300的要求(l0為相應(yīng)構(gòu)件的跨度)；混凝土的最大壓應(yīng)力為6.4 MPa，遠(yuǎn)小于C35混凝土的抗壓強(qiáng)度。

4 效益對(duì)比分析

本節(jié)將從技術(shù)效益與經(jīng)濟(jì)效益兩方面對(duì)軌頂風(fēng)道裝配和現(xiàn)澆施工工藝進(jìn)行對(duì)比分析。

4.1 技術(shù)效益

對(duì)于軌頂風(fēng)道先裝方案，預(yù)制風(fēng)道先于結(jié)構(gòu)中板安裝，因?qū)儆陧樞蚴┕ぃ鳂I(yè)空間大，便于安裝。工廠化生產(chǎn)相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)投入大量模板、支架、人員等，現(xiàn)場(chǎng)安全、質(zhì)量及文明施工等便于管理及控制。但一次預(yù)制構(gòu)件較大，不便于運(yùn)輸，起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)較大。

而對(duì)于預(yù)制風(fēng)道后裝方案，預(yù)制風(fēng)道后裝需要車(chē)站有足夠的吊裝空間，站內(nèi)運(yùn)輸、安裝及臨時(shí)加固困難，不便于大面積施工。具體施工時(shí)可在預(yù)留的盾構(gòu)出土孔位置進(jìn)行構(gòu)件吊裝，根據(jù)出土孔位置按要求生產(chǎn)和運(yùn)輸預(yù)制部件。對(duì)比現(xiàn)澆方式，裝配式構(gòu)件工廠化生產(chǎn)構(gòu)件質(zhì)量可以得到保證，只需確保連接節(jié)點(diǎn)及后澆灌漿孔質(zhì)量。但工廠化生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)量達(dá)不到一定規(guī)模時(shí)，相比現(xiàn)澆增加投入較大。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

以新發(fā)地站為例，對(duì)不同方案的造價(jià)進(jìn)行了對(duì)比。由于僅考慮風(fēng)道的造價(jià)，預(yù)制風(fēng)道方案1和方案2的造價(jià)基本相當(dāng)，故僅對(duì)比一種預(yù)制方案和現(xiàn)澆方案造價(jià)。整體預(yù)制風(fēng)道按照20套預(yù)制模具考慮，每套模具造價(jià)約2.0萬(wàn)元，現(xiàn)澆軌頂風(fēng)道的安全文明施工費(fèi)費(fèi)率按照4.15%考慮，整體預(yù)制風(fēng)道按照2.15%考慮，工期節(jié)約造價(jià)(管理費(fèi)、機(jī)械費(fèi)及工人工資)40萬(wàn)/月。車(chē)站現(xiàn)澆與預(yù)制方案造價(jià)對(duì)比如表2所示。對(duì)于單個(gè)車(chē)站，預(yù)制方案的造價(jià)更高，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。隨著裝配式車(chē)站數(shù)量的增加以及工人的安裝技術(shù)趨于成熟，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，前2個(gè)車(chē)站與常規(guī)車(chē)站工期持平，后續(xù)每個(gè)車(chē)站預(yù)制方案約節(jié)省1個(gè)月工期。當(dāng)應(yīng)用裝配式方案的車(chē)站數(shù)量超過(guò)8個(gè)時(shí)，風(fēng)道每延米的造價(jià)開(kāi)始低于現(xiàn)澆方案，體現(xiàn)出成本優(yōu)勢(shì)。

表2 車(chē)站現(xiàn)澆與預(yù)制方案造價(jià)對(duì)比Table 2 Cost comparison between cast-in-place and precast solutions 萬(wàn)元

5 結(jié)論與建議

1)第1種方案將風(fēng)道與車(chē)站中板作為整體預(yù)制構(gòu)件，且將中板設(shè)計(jì)為疊合結(jié)構(gòu)，預(yù)制風(fēng)道作為中板的底模，安裝就位后現(xiàn)澆中板上部混凝土形成整體。該技術(shù)適用于有足夠作業(yè)空間的車(chē)站明挖法施工。

2)第2種方案將風(fēng)道側(cè)壁和上下板作為整體，利用輕質(zhì)混凝土在工廠預(yù)制，形成一個(gè)“口”字形預(yù)制風(fēng)道，通過(guò)中板內(nèi)的預(yù)埋螺栓進(jìn)行安裝，適用于暗挖法等內(nèi)部作業(yè)空間小的施工方案。

3)當(dāng)采用預(yù)制風(fēng)道的車(chē)站數(shù)量超過(guò)8個(gè)時(shí)，預(yù)制風(fēng)道方案的建造成本開(kāi)始低于現(xiàn)澆方案，可明顯節(jié)省人力資源、減少現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染、加快施工進(jìn)度，有助于產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

由于軌頂風(fēng)道的安裝工序需與主體結(jié)構(gòu)、其他二次結(jié)構(gòu)的施工順序相協(xié)調(diào)，后續(xù)可通過(guò)建立精細(xì)的施工現(xiàn)場(chǎng)BIM模型，進(jìn)行自動(dòng)、準(zhǔn)確排布步序并采用BIM二維碼進(jìn)行全過(guò)程跟蹤，提高施工及管理效率、安全管理和自動(dòng)化程度。