迂軍杰

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安 710043)

1 工程概況

桑林子車輛基地位于沈陽市營城子村以北，沈李路以南，沈撫灌渠東側(cè)。該基地為大架修車輛段，承擔(dān)沈陽地鐵4，9，10號線車輛大架修任務(wù)，同時也是10號線軌道、供電、通信信號、FAS、BAS、AFC等各系統(tǒng)的綜合維修基地，設(shè)計規(guī)模為停車列檢近期30列位、遠期40列位，周月檢近遠期4列位，定臨修近遠期3列位，大架修近期3列位、遠期6列位[1]。

本工程于2017年2月完成施工招標(biāo)，2018年11月完成征地拆遷，計劃2020年2月完成工程建設(shè)，2020年5月通車運營，施工工期16個月，較常規(guī)工期減少8個月。工程建設(shè)工期短，施工壓力大。

2 總平面布置

桑林子車輛基地鳥瞰見圖1。

本工程主要由運用庫、檢修庫、綜合樓、工程車庫、工建料棚、污水處理站、物資庫、主變電所、牽引混合變電所等單體組成。

3 設(shè)計特點及創(chuàng)新

3.1 裝配式設(shè)計

相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑裝配式建筑具有以下優(yōu)勢：

(1)采用工廠預(yù)制混凝土構(gòu)件可以解決東北地區(qū)冬季寒冷，冬期長，混凝土澆筑、養(yǎng)護困難的問題；

(2)混凝土構(gòu)件預(yù)制廠采用蒸汽養(yǎng)護，相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆構(gòu)件，質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性高，生產(chǎn)效率高[2-3]；

(3)鋼構(gòu)件采用工廠批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性高，減少現(xiàn)場焊接作業(yè)；

(4)裝配式建筑能夠?qū)鹘y(tǒng)流水施工變?yōu)槠叫惺┕?，即不需要基礎(chǔ)完成才能澆筑結(jié)構(gòu)柱，不需要結(jié)構(gòu)柱完成才能澆筑大梁及屋面板等[4-5]。

預(yù)制裝配式建筑在構(gòu)件規(guī)格統(tǒng)一、數(shù)量較多的條件下相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆構(gòu)筑物具備成本優(yōu)勢[6]，本項目檢修庫、運用庫、物資庫、工建料棚具有建筑面積大，結(jié)構(gòu)柱和屋面板規(guī)格少、數(shù)量多的特點，宜采用裝配式建筑設(shè)計。見表1。

表1 桑林子車輛段部分單體統(tǒng)計

3.1.1 裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計

本項目檢修庫、運用庫、物資庫、工建料棚采用預(yù)制混凝土柱與現(xiàn)澆混凝土杯形基礎(chǔ)[7]裝配施工工藝(圖2)。施工單位可以同時進行基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)柱施工。將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)柱現(xiàn)場澆筑改為工廠批量生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時，消除了結(jié)構(gòu)柱現(xiàn)場澆筑受溫度影響帶來的不便[8]。

圖2 預(yù)制柱安裝示意

檢修庫、運用庫、物資庫、工建料棚屋面均采用頂平H形檁條標(biāo)準(zhǔn)尺寸鋼邊框輕質(zhì)屋面板。滿足防火、保溫性能的同時減小了屋面板規(guī)格，降低屋頂結(jié)構(gòu)荷載，保證屋面板質(zhì)量穩(wěn)定統(tǒng)一，降低了施工單位搭設(shè)屋面板的難度[9]。見圖3。

圖3 庫內(nèi)檁條布置局部示意(單位：mm)

對于屋頂結(jié)構(gòu)均采用專業(yè)工廠加工制作的鋼結(jié)構(gòu)形式，從而使多數(shù)焊縫作業(yè)都在工廠完成，提升了焊縫的焊接質(zhì)量，避免現(xiàn)場焊接作業(yè)質(zhì)量受到氣候及工作環(huán)境等的影響[10]。

3.1.2 裝配式作業(yè)平臺及軌道橋設(shè)計

本工程在沈陽地鐵首次引入裝配式鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)平臺[11-12]，在保證工程質(zhì)量及施工速度的前提下。改變了傳統(tǒng)混凝土作業(yè)平臺笨、大、粗的形象，整個庫內(nèi)顯得通透美觀，改善了檢修作業(yè)環(huán)境和條件，增加平臺下部空間，解決了平臺下設(shè)備安裝空間不足的問題。地面高程為-1.0m的前提下統(tǒng)計的鋼結(jié)構(gòu)平臺和混凝土平臺對比見表2。

表2 鋼結(jié)構(gòu)平臺和混凝土平臺對比

本工程運用庫、檢修庫在地鐵場段引入鋼結(jié)構(gòu)軌道橋[13]取代傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土柱式檢查坑。鋼結(jié)構(gòu)軌道橋設(shè)備具有施工速度快，柱截面尺寸小，縱向柱間距大、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)軌道橋與混凝土柱式檢查坑對比見表3。

表3 軌道橋和混凝土柱式檢查坑對比

3.1.3 裝配式陶土板外立面

傳統(tǒng)地鐵場段外立面大多為涂料或真石漆，耐久性及污物的可清理性較差，本工程檢修庫、運用庫、物資庫外立面均采用A級不燃保溫巖棉[14]加干掛陶土板[15-16]立面設(shè)計。該種方案首先是保護保溫材料不受風(fēng)雨侵蝕，延長保溫材料使用壽命；其次陶土板為成熟產(chǎn)品，顏色多樣可選，合理搭配可組成美觀的圖案。陶土板耐久性強、污物易清除、施工速度快，具有一定的隔聲降噪、自潔性能，施工過程不受氣溫影響。詳見表4。

表4 外墻裝飾材料對比

陶土板立面設(shè)計改變了傳統(tǒng)地鐵場段外觀形象呆板，與周圍環(huán)境融合度差的問題，提升了地鐵場段的城市形象，對車輛基地周圍地塊帶來溢價可能[17]。

3.1.4 工期對比

桑林子車輛基地采用裝配式設(shè)計后截至2020年1月整個工程基本建設(shè)完成，與同等條件的沈陽地鐵9號線曹仲車輛段對比見表5。

表5 桑林子車輛基地和曹仲車輛段對比

3.2 檢修庫預(yù)留區(qū)域鄰接位置裝配式設(shè)計

本工程檢修庫北側(cè)預(yù)留有36 m寬同庫長的遠期大架修區(qū)域。傳統(tǒng)地鐵項目檢修庫預(yù)留區(qū)域存在移車臺[18]作業(yè)范圍延伸困難、邊墻區(qū)域為結(jié)構(gòu)承重柱不具備拆除條件；擴建區(qū)域基礎(chǔ)開挖影響既有建筑安全；既有建筑外立面屋檐外伸，擴建拆除困難；結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)構(gòu)筑物不均勻沉降難處理等問題導(dǎo)致貼建、擴建[19]困難。本工程采取以下措施保證遠期擴建條件。

3.2.1 移車臺區(qū)域采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計

移車臺作業(yè)范圍覆蓋檢修庫[20]和預(yù)留區(qū)域，要求移車臺作業(yè)范圍外墻及結(jié)構(gòu)柱擴建時可以拆除，不影響移車臺移車作業(yè)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計對遠期貼建、擴建影響較大的移車臺區(qū)域結(jié)構(gòu)柱采用橫向柱網(wǎng)布置設(shè)計，柱網(wǎng)和屋面大梁的方向與檢修庫其他區(qū)域的柱網(wǎng)及屋面大梁方向垂直，使移車臺區(qū)域可以延伸擴建。目前移車臺區(qū)域?qū)嵤┍眰?cè)外墻僅設(shè)遠期擴建時可以拆除的預(yù)制抗風(fēng)柱，以增加外墻整體穩(wěn)定性。詳見圖4。

圖4 檢修庫結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置示意

3.2.2 擴建區(qū)域基礎(chǔ)采用雙杯口設(shè)計

檢修庫北側(cè)區(qū)域外墻柱網(wǎng)采用雙杯口基礎(chǔ)設(shè)計，基礎(chǔ)一次實施，避免擴建工程基礎(chǔ)開挖影響現(xiàn)有結(jié)構(gòu)安全，預(yù)留遠期上部結(jié)構(gòu)柱拼裝實施條件。檢修庫擴建時僅需在現(xiàn)有基礎(chǔ)杯口上拼裝結(jié)構(gòu)柱。

3.2.3 取消屋檐、整體裝配式立面設(shè)計

建筑設(shè)計統(tǒng)籌大庫外立面及造型要求取消屋檐，整體采用裝配式陶土板立面，墻頂采用鋁單板下折壓頂設(shè)計，給遠期貼建創(chuàng)造條件。遠期貼建時僅需按照沉降縫在墻頂采用鋁單板跨縫壓頂就可滿足防水要求。詳見圖5。

圖5 檢修庫屋頂局部細節(jié)

3.2.4 裝配式虹吸內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計

檢修庫、運用庫、物資庫屋面雨水排放均采用裝配式虹吸[21]內(nèi)排水[22]。相比傳統(tǒng)的重力雨水排放，虹吸排水系統(tǒng)具有雨水斗流量大，排水速度快；懸吊管呈水平布置，不需要做坡度，施工方便；立管數(shù)量少，管徑小，庫內(nèi)美觀；雨水斗采用工廠生產(chǎn)尺寸精確、滲漏少，雨水斗的頂蓋采用鑄鋁、斗體采用不銹鋼材質(zhì)壽命長等優(yōu)點。內(nèi)排水相比外排水能夠消除北方地區(qū)外排落水管凍融損壞現(xiàn)象。檢修庫采用虹吸內(nèi)排水給遠期貼建、擴建創(chuàng)造了條件。

4 結(jié)語

通過對沈陽地鐵10號線桑林子車輛基地廠房建筑特點分析，證明在地鐵車輛基地面積大，結(jié)構(gòu)柱數(shù)量多，規(guī)格統(tǒng)一的檢修庫、運用庫、物資庫、工建料棚可以推廣裝配式建筑設(shè)計。裝配式建筑應(yīng)用于車輛基地能夠降低屋頂結(jié)構(gòu)荷載，提高施工質(zhì)量，提升庫內(nèi)檢修作業(yè)條件和環(huán)境。采用裝配式建筑能夠消除氣溫影響，加快施工進度，顯著的縮短工期，并提升車輛基地的整體外觀形象。檢修庫預(yù)留區(qū)域鄰接位置采取雙杯口基礎(chǔ)、整體陶土板立面、虹吸內(nèi)排水等裝配式設(shè)計方法，更有利于遠期檢修庫擴建工程的實施。此研究成果可為類似車輛基地的設(shè)計提供一定的參考、借鑒作用。