地铁工程工艺设计\安装及施工管理的探讨
时间：2022-07-08 10:23:10
摘要：本文以深圳地铁5号线5506B标常规设备及装修工程为例，详细解说了地铁工程管线吊装设计的技术要点，并介绍冷动机房安装、变电所及平行换乘站的施工特点，最后论述了地铁工程施工管理的主要内容。
0 工程概况
深圳地铁5号线5506B标段东起太怡西至黄贝岭站，在本标段混有暗挖、盾构等不同专业的施工内容，其施工经验及技术对今后各种组合的安装装修标段施工都有借鉴意义。
根据本工程的具体情况，配备足够的风、水、电、装修专业工程师、技术负责人，并采用车站管理、项目管理两条线的管理模式。各站项目部制定节点控制目标，施工工艺标准，车站负责落实的方式，并减少了依靠施工员、技术工人技术水平的风险，加强对工程质量安全的控制。下面就地铁工程的工艺设计、安装及施工管理展开详细的论证。
地铁工程管线吊装设计
因本工程管线多、空间狭窄等因素，在管廊位置、管线密集部位对管线的吊装，采用了综合管线的二次设计，其依据如下：
1.1管架计算间距
管架计算间距根据情况可定为1.5m、3.0m、6.0m。
1. 2安装重量计算
设备按动载承重计算；风管按风管自重计算；电缆桥架按承载电缆重量及桥架自重之合计算，各类管道重量按保温管与不保温管两种情况计算。
保温管道：按设计管架间距的管道自重、满管水重、60mm厚度保温层重以及以上三项之合10%的附加重量计算。保温材料容量按岩棉100kg/m3计算。
不保温管道：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算。
各种管道间距管重均为计入阀门重量（弯管托座管重包括阀门重量），当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施。
1. 3结构设计
(1) 设计荷载
① 垂直荷载
考虑制造、安装等因素，管架间距的标准荷载还要乘以1.35的荷载分项系数。
② 水平荷载
按垂直荷载的0.3倍计算。
③ 地震荷载
按地震设防烈度≤8度计算地震作用。不考虑风荷载。
(2) 吊杆
吊杆按轴心受位构件计算，并考虑了一定的腐蚀余量。吊杆净面积按下式计算，并满足国标GB/T17116.3。吊杆最大使用荷载见表1。
式中：- 吊杆净截面积（mm2）
- 吊杆拉力设计值（N）
f - 钢材强度设计值（N/mm2）
(3) 横梁
① 横梁抗弯强度计算
式中：rx、ry- 截面塑性发展系数
、- 所验算截面绕x轴和绕y轴的弯矩（N-mm）
、-所验算截面对x轴和对y轴的净截面抵抗矩（mm3）
f- 钢材强度设计值（N/mm2）
② 横梁抗剪强度计算
式中：r- 抗剪强度（N/mm2）
- 计算截面沿腹板平面作用的剪力（N）
- 计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩（mm3）
- 毛截面惯性矩（mm4）
tw - 腹板厚度（mm）
fv - 钢材的抗剪强度设计值（N/mm2）
(4) 连接计算
焊接连接及螺栓连接按钢结构设计规范的有关公式，计算所需焊缝长度及连接螺栓大小。
(5) 受弯梁绕度和受压构件长细比的规定
受弯梁绕度不宜大于L/200（L为受弯构件的跨度，对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的二倍）。受压构件的允许长细比不宜超过120。
1.4选用要求
(1) 本设计如无特殊标明，均按重量计算设计。在满足条件下，可直接使用本设计。有防震要求时，应在管卡部位的周围衬垫3mm的橡胶层。
(2) 管道吊架由吊架根部、吊杆、横担和管卡四部分组成，可根据需要进行组合选用，同时还应注意，吊架根部的吊杆直径必须与各吊架横担的吊杆直径相同。
(3) 本设计仅考虑支吊架本身的强度与变形。当管径较大时，有关支吊架对于梁、板、柱、钢架等结构强度的影响，须经结构专业设计人员验算。
(4) 支吊架所使用的标准件应为专业厂家生产，自行制作的管架不见所用的钢材应全部采用Q235～B钢，制作时，钻孔不得使用气割，电焊条全部采用E4300～E4313号。
2 复杂房间的安装
车站内对工艺要求较为严格的房间有冷动机房、环控室、变电所等，安装的设备管线较为复杂。本工程充分利用了计算机辅助设计，以成熟的施工经验为参考，合理地布置了设备管线，取得了很好的效果。下面主要介绍冷动机房安装及变电所施工情况。
冷冻机房内需安装冷水机组、空调水泵、分集水器，有的还涉及到组合式空调等的安装，各种管线布置比较密集，支吊架布置等在施工图上难以分析到位，充分体现了安装工艺的技术水平，能否做好管路安装关系到今后运营几十年的效果，对施工单位来说关系重大。本工程技术人员采用三维建模软件SOLIDWORKS，在计算机上进行管路的拼装，利用此技术只需确定三通、弯头、管件、阀门等参数便可以充分模拟出管线布置效果，发现布置不合理不美观时可即刻修改，其效率高，并且性价比良好。
变电所施工主要是把握好施工顺序，减少返工，按先基础后地面，先设备后桥架，然后电缆敷设接线工作，最后是地线连接到位，完成变电所的所有硬件安装。变压器母联、联络柜母线的安装需注意接头安装的螺母是否拧紧问题；硬件安装完成后，需经变压器测试、高压电缆测试、低压柜测试、电压冲击测试，满足条件后再下达通电通知。
3 平行换乘站的施工特点
平行换乘站在安装装修中除了具有与普通站相一致的施工顺序外，还具有其独特的施工特点。相同的施工顺序：先安装后装修，先公共区后设备区，先综合管线后设备安装，先站厅后站台。独特的特点：平行换乘站因月台标高受两条线的影响，其天花上线管安装标高随之有所提高（如本工程的平行换乘站实际综合管线都控制在天花完成面20cm以上)，避免出现装修面层微调时标高不够的情况，并且在2调线调坡（最好是轨通）完成之前，先不要进行地面和天花的装修工作，不要因片面追求施工进度而造成全面返工的现象。
4 加强地铁工程的施工管理
4.1工程前期筹备及总工期的策划
深圳地铁5号线作为国内首条BT建设模式的地下铁路，对其前期筹备的管理及控制极为重要。首先要求各施工单位进行项目筹备，进行项目部班子建设，项目部班子包括不同专业的施工技术人员、管理人员，对这些施工技术人员、管理人员实行考核上岗的制度，要求施工、管理人员持证上岗，这样起到了管理人员规范化、科学化的目的，确保履职人员的素质。
然后应科学、理性的策划站后施工的重要里程碑和节点工期，为站后工程施工起草了纲领性的文件。虽然本工程在施工过程中不可避免受到土建单位、材料供应等各种客观因素的干扰，但仍然在总体上控制了施工工期，使得施工进度得到保证。
4.2制定严格的质量控制制度
在本工程中设立了许多严格的质量控制制度，施工质量得到极大的提高。
4.2.1材料报审制度
因本工程所选用的材料标准、要求普遍高于其他地铁线路，故对材料采购环节的控制非常关键，关系到工程的施工质量。本工程对关系地铁施工的关键材料采用“甲供、甲控”方式，由专家评审确定合格的供应商，并建立长期的合作关系，一律不准向未经专家评审确定的供应商采购材料。
4.2.2样板段制度
对重要工序、关键部位采用样板段制度。联合各施工方、监理方进行探讨，全面控制样板段的材料选用及施工工艺，对样板段审核认证合格后才可大面积施工。深圳地铁5号线5506B标段的成功经验证明样板段制度在施工中起到很好的示范作业，对质量控制更是起到非常重要的作用。
4.2.3运营参与制度
运营公司要全面参与工程的施工组织设计，对施工中的质量进行定期检查，存在问题要及时整改，特别是对砌体质量、离壁沟防水、保温棉施工质量等重要环节要认真把关，绝不放过。
4.3控制施工进度，制定奖罚标准
本工程的施工管理、进度控制具有较强的管理基础和力度。承建单位高度重视进度控制，根据各标段实际出发，每季度下发施工进度指标；根据施工单位的实际完成情况进行劳动竞赛考核；对没有如期完成施工的标段进行个别约谈，并向项目总部发函预警等手段相结合，起到了很好的督促、警示作用；对如期完成施工并达到预期质量标准的标段进行奖励；重要节点工期、里程碑进行节点考核等。制定严格的奖罚标准，这样可以有效的控制施工进度，保证劳动力的投入。
4.4重视安全文明施工及成品保护
本工程高度重视安全文明施工及成品保护。在施工现场，要整齐堆放施工器械、材料，不影响其他大型施工器械及施工人员的进场；对于废弃的材料不可随意抛弃，要建立专门的废料回收场地；临时用电线路布置要安全、美观；配备足够的安全管理人员，重视“触电、高坠、火灾”重大危险源的监控；对重大危险源进行动态识别、建立台帐、建立应急预案，并成功的进行应急演练。
对于成品保护方面，一是对现有管线进行包裹处理，防止装修破坏；其二是对地面采用地板革进行全面保护，防止划伤、水质油料的浸蚀；其三是设备进场后，不具备起用条件的先不拆除包装，可存放于临时材料库，并保证其干燥洁净，需要起用时立即安装，并用外遮篷布进行保护防止灰尘侵袭，同时减少碰伤划伤。
结语
深圳地铁5号线5506B标段的成功实施，为类似的工程提供了样板及值得参考的意见；同时，在新材料的不断应用下，必然会产生更经济和更简便的设计及施工方法，只要善于学习和思考，更好的设计及施工方法便会不断产生。
参考文献
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
