城市轨道交通新型装配式围挡设计与实践

周 亮，齐大洪

（1 徐州地铁集团有限公司，江苏 徐州 221000；2 徐州地铁基础设施工程有限公司，江苏 徐州 221000）

0 引言

城市轨道交通作为快速、高效、环保的公共交通系统，对促进经济社会发展、优化城市空间布局、提高出行质量具有巨大作用。城市轨道交通施工期间，需采用围挡将建设施工现场与外部环境隔离开来，使施工现场成为一个相对封闭的空间［1］。传统的施工围挡结构形式单一、拆卸较困难、循环利用率低、施工周期长，不符合城市轨道交通绿色施工的发展趋势［2］。因此，亟需提出一种新型装配式围挡并满足以下发展需求。

1 城市轨道交通围挡的发展现状

1.1 结构可靠性需求

轨道交通工程规模大、复杂性高，建设周期长达4～6 年，新型装配式围挡结构的耐久性需满足要求，各构件组成坚固、可靠，同时结构具有抗倾覆稳定性，满足抗风和一定的抗冲击要求。

1.2 施工效率需求

轨道交通工程施工场地一般位于市中心位置，受制于现状地面交通情况，车站在施工过程中通过分区导边来降低对交通的影响，同时根据车站主体结构、附属结构、端头盾构始发或接收等工筹安排，交通疏解需要多次分期导改，即施工围挡存在多次位置调整情况，对围挡的拆除、重新围闭等重复利用率、施工效率提出一定需求［3］。

1.3 外观需求

轨道交通线路根据城市交通走廊布设，车站一般设置于客流集中的重要交通节点上，如城市主、次干路、客流集散点、大型商业和居住区等。轨道交通围挡是反应文明施工水平的直接体现，同时也是城市公益广告宣传的重要阵地，打造具有造型美观、整洁度高的围挡是重要需求之一［4，5］。

1.4 其他功能性需求

随着文明施工标准愈来愈高、大气污染管控不断加强，轨道交通围挡除满足施工隔离作用外，还应同时满足喷淋、照明、广告等功能需求。

目前，徐州轨道交通建设已成功研发、运用了新型装配式施工围挡，可靠性强、施工效率快、造型美观整洁，且能进行产业化生产、反复使用，具有一定的经济和社会效益，可为后续工程提供借鉴。

2 新型装配式围挡结构设计

2.1 围挡结构形式

这种新型装配式预制围挡主要包括基础、立柱、框架、面板以及其他细部构件构成，围挡高度（含基础）250 cm，立柱处 260 cm。立柱固定在基础上，框架采用 C 型槽钢焊接在立柱两侧，面板镶嵌入框架内；面板采用厚彩钢板，面板材质为铝合金板 3 块横版组装而成，面板通过六角螺栓固定在框架上（见图1）。

图1 围挡结构

2.2 基础形式

基础垫层 C15，预制混凝土基座采用 C30。预制施工时应考虑成品拼装空隙，施工时基础长度建议取 995 mm，拼装缝隙 5 mm，如图2 所示。

图2 预制基础形式

2.3 梁、柱及基础间连接件

挡顶部设置塑钢压顶梁，压顶梁为梯形，下口中部设计有面板插槽，插槽上方设有方形空腔，内置镀锌方钢管。围挡中部内侧设置加固横档，采用镀锌方钢管；围挡底部设置塑钢底槽，内置镀锌方钢管，压顶梁和塑钢底槽均为灰色（见图3）。

图3 连接件

2.4 面板

面板采用加厚型 PVC 板，板面颜色为白色，PVC 板制作时应添加抗氧化剂，保证板材 2 年基本不褪色。围挡外侧铺设人造绿色草坪，人造草坪整体色彩鲜艳、颜色一致、绿色环保、美观醒目、经久耐用、施工快捷等，如图4 所示。

2.5 照明与喷淋系统

装配式围挡设置照明和喷淋系统，服务于施工场地周边行人照明和降尘处理。

1）太阳能照明系统。太阳能照明系统设于立柱上方，设置间距 8 m，功率 0.2 kW 以上，具体应根据不同等级道路、场地具体判别；太阳能照明系统安装时，需与立柱牢固固定。需经常清洁太阳能电池板表面，检查电池板表面有无遮盖物、防止长时间积尘，导致影响发电效率，太阳能电池板很容易局部烧坏，从而影响电池板正常工作。大雨应检查所有的防水密封是否良好，有无漏水现象；大雪天应对电池板进行及时清理，避免电池板表面积雪冻冰（见图5）。

图5 太阳能照明系统图

2）喷淋系统。围挡上部安装降尘喷淋装置，喷头向内，间距 4.0 m。喷淋系统供水管采用软管，管径 50 mm，用卡扣固定，压力等级 1.0 MP；采用铜质冷喷头，喷头的工作压力为 0.3 MPa～0.5 MPa，喷水量100～200 L/h，设置间距 4 m。冬季施工管道采用保温措施；降尘喷淋系统另配有水箱、水泵及自动控制箱等，根据施工现场的实际情况设置自动喷淋降尘系统的启动时间以及每次喷水雾时间。当监控系统报警时自动启动，必要时系统可手动关闭或启动。

2.6 其他方面

在围挡板中部放置 900 mm×2 000 mm 的框架，框架为铝合金 3 mm 空心材料，通过螺栓与围挡板相连接。中部外设单层高强塑料板，高强塑料板利用合页实现开启的效果，下部使用自动锁实现塑料板闭合效果，在夹层中间设置宣传画，提升城市轨道交通形象，如图6 所示。

图6 徐州轨道交通装配式围挡现场图

3 新型装配式围挡特点分析

3.1 安全性分析

3.1.1 风荷载取值

1）风压高度变化系数。因为计算点的高度z=3.00 m＜5.00 m 超出 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》表8.2.1 的取值范围，所以离地面高度按 5.00 m 考虑。查 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》表8.2.1，风压高度变化系数μz=1.0 0，考虑修正系数η后，μz=μzη=1.00×1.00=1.00。

2）阵风系数。因为计算点的高度z=3.00 m＜5.00 m超出 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》表7.5.1 的取值范围，所以离地面高度按 5.00 m 考虑。查 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》表8.6.1，阵风系数βgz=1.70。

3）风荷载标准值。查询 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》得到徐州地区 50 年重现期基本风压0.35 kN/m2。

根据 GB 50009－2019《建筑结构荷载规范》，风荷载标准值计算如式（1）所示。

Wk=βzμsμzW0=1.70×0.80×1.00×0.35=0.48 kN/m2（1）式中：Wk为风荷载标准值，kN/m2；βz为高度z处的风振系数；μs为风荷载体型系数；μz为风压高度变化系数；W0为基本风压，kN/m2。

3.1.2 数值模拟

图7～9 为该绿色围挡的计算模型、位移和弯矩，计算采用 Midas Gen 软件，围挡基础、立柱及各节点均满足要求，围挡可抵御徐州地区 50 年重现期基本风压作用。

图7 围挡模型

图8 围挡位移

图9 围挡立柱弯矩

3.2 经济性分析

新型装配式围挡已经全面应用于徐州市轨道交通 3 号线二期、6 号线一期工程所有车站，根据实际调查，每延米费用可降低 33 %，取得了预期的经济效果。如表1 所示。

表1 新型装配式围挡与传统围挡（B 类）造价对比

3.3 标准化分析

3.3.1 设计、生产、施工标准化

徐州地铁公司组织编写《徐州轨道交通装配式预制围挡施工图集》，对徐州轨道交通围挡各节点设计、产品型号与尺寸、安装施工要求等进行统一标准化，有利于各线全面推广和采用新型围挡，控制施工质量，同时便于实行构配件生产工厂化、装配化和施工机械化。

3.3.2 施工装配化

传统围挡需砌筑或混凝土浇捣下部基础，然后通过机械式胀栓等方式与围挡立柱、面板连接，施工效率低，新型装配式围挡构配件和基础全部采用工厂预制、现场装配施工模式，提高劳动生产效率，加快工程建设进度。

3.3.3 可重复使用

新型装配式围挡采用预制钢筋混凝土基座，围挡布设更灵活，更适合地铁车站分期围挡的要求，同时基座能够多次使用，节省成本，减少建筑垃圾。

3.3.4 集成设计

新型装配式围挡在设计时充分考虑功能性要求，集成了喷淋、太阳能照明、广告布栏等一体化设计，满足轨道交通建设文明施工需求，提升轨道交通建设形象。

4 结语

徐州轨道交通建设研发的新型装配式围挡，经过实际工程验证，具有可靠性强、施工效率快、造型美观整洁，且能进行产业化生产、反复使用等优点，满足轨道交通建设文明施工需求，提升轨道交通建设形象，符合城市轨道交通绿色施工的发展趋势，具有一定的经济效益和社会效益，后期可在其他建筑行业如市政工程、房建工程等施工现场进行推广应用。