关于地铁车辆段盖板设计的研究

关于地铁车辆段盖板设计的研究

前言：地铁车辆段占地面积大，有停车库、周月检库、大架修库、洗车区、咽喉区、出入段线区、试车线区、牵出线区等功能区域。车辆段上盖开发项目属于民建项目，与车辆段的公建项目在产权、管理权、使用方式等各方面存在较大差异，这需要做好物理分界面即盖板的设计和实施，减少日后盖板上下建设和使用过程中的相互影响。一、地铁车辆段与车辆段上盖开发的关系地铁车辆段为地铁列车运行的车辆停放、检修、维修、清洗的功能场所。地铁车辆段上盖开发，是在地铁车辆段的正上方进行住宅项目等民建项目建设开发和使用。在地铁车辆段和车辆段上盖开发项目的界面中间，设置一块大盖板，将地铁车辆段与上盖开发项目隔离开来，使得上下的功能各自使用和管理，而上盖项目的上下交通均在盖板边缘设置交通核来进行考虑和使用。地铁车辆段的地铁功能较为齐全，盖板面积多为20多万平方，甚至达到35万平方左右。盖板的长度多为1100~1300米，宽度随地铁车辆的列位数不同而不同，多为300~450米。盖板不仅需要考虑顶棚的挡雨作用，还须考虑未来上盖开放项目的建设开发及使用需求，最后还需做好上下的物理分隔（盖板下为地铁功能，盖板上为开发的民建项目），减少对地铁运行的安全影响。二、盖板的设计地铁车辆段为厂房，而上盖开发是民建。盖板既为地铁车辆段的顶棚，也为上盖开发的基础及底板，同时为上盖开发的建设平台。盖板的设计基本采用混凝土结构，根据相应的柱距可采用钢筋、型钢等结构形式。（一）盖板的设计情况1、变形缝设计根据相关结构设计规范要求，根据地铁车辆段功能布局，一般设置变形缝（抗震缝、伸缩缝等）的距离在50~100米之间。对于整个盖板而说，存在比较多的变形缝（详见下图）。在盖板上进行上盖开发，一般再做一层盖板，为上盖开发项目的0.00平面（即上盖开发的0.00面），该层盖板按照全平面进行设计，变形缝的位置与盖板的变形缝位置须保持一致。2、排水设计盖板在每个变形缝围合的区域须设置雨水排水系统。盖板中间的围合区域由于车辆停放检修等要求须设置特殊的雨水排水系统，将雨水引到四周进行排放。3、细节设计（1）变形缝柱头设计，采用传统的设计方式，两个柱头紧挨设计，柱头间宽度为变形风宽度约为100~150mm，而柱头尺寸约为1m*1米的。（2）上盖排水设计，盖板上的0.00平面板采用平面设计，上设1.5米的覆土。上盖住宅或其他建筑的排水管道不仅需要穿越变形缝（穿越的孔洞尺寸须预留合适并须做好防返流的坡度设计，以致加大排水管在变形缝处的坡降，压缩了排水管在1.5米覆土层中的安装空间。），还因相关的覆土高度以及变形缝做法等约束而局部需要下穿平面板在车库层中吊顶排出。同时，0.00平面板也在变形缝围合的区域内收集雨水后下排到盖板预留的集水井，再由集水井抽排到盖板外。（二）目前应用的情况1、变形缝渗漏水通过上述的盖板设计，经过几年的地铁上盖开发建设，在上盖开发建设施工的阶段，变形缝渗漏水的情况较为多。这会影响列车以及车辆段中设置的相关设备。经分析，在施工阶段，为提高施工效率，打凿部分的变形缝并进行防渗漏处理，但施工车辆不断经过，产生的振动极易破坏防渗漏处理的措施。对于原建筑找坡层进行打凿做车库底层，也极度容易破坏原盖板的防水层而引发渗漏水以及工人不慎打穿盖板的安全风险。无论在建设阶段还是正常使用阶段，柱头处的渗漏水处理仍然有较大概率产生渗漏水。同时，柱头的间距只有150mm，在上盖开发施工的过程中，不利于在柱子中间设置相应的截水槽或其他措施，成为渗漏水的隐患位置。2、排水影响由于盖板宽度较大，在盖板中间被变形缝围合区域的0.00平面板排水须下排到盖板预留的集水井，再通过潜污泵抽出。这将增加后期上盖开发项目运行的费用。三、盖板优化设计考虑到上述问题，因此对盖板设计进行优化。优化的核心就是减少变形缝，不仅减少渗漏水的缺口，而且可优化排水的条件。1、大面积盖板设计将车辆段盖板原来的分缝条件进行优化，将分缝的距离增加接近200米，基本按照地铁车辆段功能进行分缝切分，可以覆盖2~3个功能区，可以减少约40%~50%的变形缝数量。对于大面积混凝土盖板设计，须着重考虑混凝土的开裂问题。因此，在设计阶段，充分进行混凝土面钢筋的排布及精细化计算，配合施工顺序进行精细化设计，处理好温度应力。2、柱头优化将原柱头间距为150mm，优化调整为2000mm。柱子中间可设置连贯的变形缝。3、盖板坡度设计盖板采用0.5%的结构找坡方式向盖板两侧。上盖开发项目的0.00大平面板也采用盖板的设计方式。四、盖板优化设计后的应用情况1、变形缝渗漏水情况大幅减少车辆段的变形缝数量大幅减少。同时，通过拉宽柱头的间距，使柱头间的防水可以有更可靠的设计和施工，保证了变形缝的统一性，使得防渗漏效果非常显著。2、有利于上盖二层盖板面的排水以及覆土中机电管线的布置

对于中间区域的排水管及相关机电管线，可以沿着盖板的坡度布置，无须穿越变形缝，减少渗漏水的情况。3、有利于落实政府有关调蓄的要求而无须增加过多的投入根据雨水调蓄的要求，新建项目硬化面积超过1万平方须配备500立方调蓄设备进行调蓄。若按照常规做法，则需在地面下埋设大型的雨水调蓄池，造价高昂。后续上盖开发，无需这么大的调蓄池，因为上盖开发项目有较大的绿化面积。若将盖板面作为蓄水池使用，降低盖板的排水量来进行雨水调蓄，既达到调蓄作用也节省投资。在大面积盖板应用的情况下，变形缝数量减少，则该方式可以实现，且不渗漏水到地铁，满足城市功能需求也节省大量投资。4、减少雨水排水系统的投入盖板的雨水排水系统在上盖开发后是不再使用。原盖板采用的特殊排水设施，投入费用较高。在大面积盖板应用的情况下，减少了排水系统的数量，同时可以仅使用传统重力流雨水排水