预制隔墙板在地铁车站中的应用浅析

李 明，王国良，路贵林，齐大洪

（徐州地铁集团有限公司，江苏 徐州 221000）

0 引言

我国建筑隔墙发展经历了三代墙材。第一代是以黏土砖为代表的砖砌隔墙［见图 1（a）］；第二代是以加气混凝土砌块为代表的砌块类隔墙［见图 1（b）］；第三代是以预制条板为代表的墙板类隔墙［见图 1（c）］。图 1 为三代隔墙墙材的实物照片。

第一代和第二代隔墙在施工时需要耗费大量人力资源，砌筑效率低、质量难以保证，不符合建筑工业化的发展趋势，也难以满足绿色建筑对节能、节材和环保的要求，正逐渐被预制条板隔墙所取代［1］。在地铁建设中，已有北京地铁 19 号线车站内隔墙采用蒸压加气混凝土条板 ALC、深圳广深港福田车站部分内隔墙采用聚苯乙烯泡沫颗粒复合条板，都在研究应用阶段［2］。目前还没有法规和文件强制要求使用预制条板隔墙，地铁车站内隔墙仍主要采用第二代墙材加气混凝土砌块砌筑。加气混凝土砌块隔墙在地铁施工中已显现出很多弊端，如：①砌筑效率低，施工周期长，影响地铁建设进度；②砌墙需要耗费大量人工，目前建筑市场人力资源匮乏，人力成本较高，导致砌墙成本较高；③砌墙现场湿作业量大，给文明施工管理带来困难；④加气混凝土砌块防水抗渗性差，在地下环境使用时墙体底部要制作现浇混凝土条形防潮墙垫，增加工序和成本；⑤加气混凝土砌块隔墙强度低、整体性差，后期装修和设备吊挂困难，且不安全。

图1 砖、砌块、条板，三代隔墙墙材

因此，为了适应国家建筑工业化和绿色建筑的政策要求，提高地铁内隔墙的工程质量，加快施工进度，地铁工程中应积极开展探索研究，在保证安全的前提下逐步采用预制条板代替砖和加气混凝土砌块作为地铁工程内隔墙使用。

1 地铁工程内隔墙预制条板类型的选择

目前，应用较广泛的轻质隔墙板主要有空心墙板、实心墙板、复合墙板。其中空心墙板根据材料的不同分为：混凝土空心墙板、玻璃纤维增强水泥（GRC）空心墙板、陶粒混凝土空心墙板。实心墙板分为：蒸压加气混凝土墙板（ALC）、发泡陶瓷轻质墙板。复合墙板分为：聚苯颗粒水泥夹芯复合墙板、轻钢龙骨硅酸钙墙板、钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯墙板［3］。

1.1 空心墙板

1.1.1 混凝土空心条板

混凝土空心条板是一种以水泥为胶凝材料，以砂、石，以及适量建筑废弃物为集料，适量配筋，经挤压成型或立模浇筑成型，沿板长方向有若干贯通长孔的混凝土轻质条板。该产品取材方便，吊挂力强，生产工艺简单，价格低廉。但自重较大，产品质量不稳定，运输和吊装过程中易破损。

1.1.2 玻璃纤维增强水泥（GRC）空心条板

GRC 空心墙板是一种将玻璃纤维、水泥砂浆、膨胀珍珠岩骨料和聚合物外加剂等原料搅拌均匀后通过浇筑，经养护得到沿板长方向有若干贯通长孔的空心条板。GRC 空心条板具有韧性，抗裂性、耐火性较好，质轻等优点。但具有干缩值较大，对接缝材料要求较高，且耐久性较差，如严格按照标准生产的 GRC 空心条板价格较贵，目前使用逐渐减少。

1.1.3 钢筋陶粒混凝土空心条板

钢筋陶粒混凝土空心墙板是一种以水泥、硅砂粉、陶粒、砂、外加剂和水等原料配制成的轻集料混凝土为基料，内置冷拔钢筋网架，经成组立模浇筑成型、养护制成沿板长方向有若干贯通长孔的空心条板。相对混凝土空心条板，钢筋陶粒混凝土空心条板密度较小、抗渗性能好、抗震性能强、防火及吸声、隔音性能良好。但是由于环保原因，陶粒烧结生产受制约，产量和价格波动影响大，且由于内加钢筋，导热系数大于混凝土空心条板。

1.2 实心墙板

1.2.1 蒸压加气混凝土条板

蒸压加气混凝土是由磨细的硅质材料、钙质材料（水泥、石灰等）、冷拔钢筋网架、发气剂（铝粉）和水等搅拌、浇筑、发泡、静停、切割和蒸压养护而成的多孔轻质实心混凝土制品。该产品具有质轻、保温隔热，耐火性、耐久性、抗震性、可加工性、隔音性能好等优点。但抗冲击能力差，易损坏，易出现干缩裂缝，且表面浅层易于吸水、吸湿。

1.2.2 发泡陶瓷轻质条板

发泡陶瓷墙板是由瓷砖抛光渣、矿渣、钢渣等材料按比例配料，加发泡剂搅拌均匀，干铺入模，经 1 200 ℃ 高温烧结，切割成需要厚度的多孔实心板材。该产品具有轻质、强度较高、防火性能好、尺寸和颜色长期稳定性好等优点。但脆性大易碎、隔音性能差、产品标准不健全。

1.3 复合墙板

1.3.1 聚苯颗粒水泥夹芯复合条板

聚苯颗粒夹芯板是以硅酸钙板作为面板，中间填充聚苯乙烯颗粒和发泡水泥一次复合成形。该产品具有质轻、体薄、隔热保温，可任意开槽，重复使用等优点。但易吸潮，干湿交替下耐久性较低，墙板干燥收缩值较大。

1.3.2 轻钢龙骨硅酸钙条板

轻钢龙骨平板墙体是以轻钢龙骨为骨架，以 4～25 mm 厚的建筑平板为罩面板，内部可铺设岩棉、玻璃棉等隔声、隔热材料所形成的非承重轻质墙体。该产品具有重量轻、保温性能好、墙体薄、安装方便，施工快捷、完全干作业的特点。但内置岩棉等材料易吸潮，致使含水率增高，隔声、隔热性能降低，长期使用效果变差，墙体造价较高，使用寿命较低。

1.3.3 钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯条板

钢丝网架混凝土复合墙板是以镀锌钢丝焊接成符合各种使用功能和结构要求的三维空间网架，中间填充模塑聚苯乙烯泡沫塑料板或岩棉板形成，简称“CS 板”。在施工现场两面喷涂 25～35 mm 的抗裂砂浆或细石混凝土。具有轻便、灵活、保温、抗震性好、隔声性好、墙体施工速度快等优点。但施工现场抹灰作业量较大，不利于文明施工。墙体内夹芯材料若是聚苯乙烯夹芯板，消防检查困难。墙体内夹芯材料若是岩棉，岩棉材料易吸潮影响墙体质量，长期使用会导致发霉。

地铁施工环境相对于民用建筑相比有潮湿、车站净空较高（地铁车站站厅层净高一般为 4.9 m，站台层净高 4.65 m）、同时还有行车震动等特点。通过对以上各种墙板性能的分析，比较经济性、使用舒适性、减少墙体裂缝、建筑节能、建筑消防和一般产品质量水平等，地铁工程中建议优先推荐采用钢筋陶粒混凝土空心条板作为内隔墙墙材使用。钢筋陶粒混凝土空心条板（见图 2）以水泥为胶凝材料，采用干硬性轻混凝土材料经抽芯挤压成型，采用抽心工艺减轻条板自重，材料致密，强度较高，空隙率低，吸水率小，软化系数大，防水抗渗性能好，比较适合地下潮湿环境使用，是地铁工程中较为适用的预制条板隔墙类型。

图2 轻混凝土空心条板

2 预制条板内隔墙在地铁工程中应用需解决的问题

2.1 地铁工程中条板隔墙技术标准和构造措施尚不明确

条板在民用建筑中应用较多，已有相关的技术标准和构造图集。目前民用建筑条板隔墙的主要技术标准是 JGJT 157－2014《建筑轻质条板隔墙技术规程》［4］，主要设计图集是国家图集 10 J113－1《内隔墙-轻质条板（一）》和江苏省图集苏 G 29－2019《轻质内隔墙构造图集》［5］。

但是地铁工程中的隔墙和民用建筑相比，在很多方面有所不同。比如：①地铁工程中地震作用计算依据 GB 50909－2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》［6］；而民用建筑中地震作用计算依据 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）［7］，两者地震作用的计算方法有所不同。②地铁工程中邻轨区隔墙会受到行车气动风压的水平荷载作用；而民用建筑内隔墙设计时不考虑水平风荷载。③地铁工程属于人员密集的公共建筑，且存在行车噪音，因此，对隔墙的防火和隔音相比普通民用建筑有更高的要求。④地铁工程中设备管线众多，许多管线需要穿越隔墙，因此地铁隔墙中存在大量开洞的情况，这点也不同于普通的民用建筑。⑤在普通民用建筑中，隔墙的净高一般在 3 m 左右，隔墙竖向采用单块预制条板即可，而且预制条板生产时一般只进行少量的单层配筋或不配筋。如 苏 G 29－2019《轻质内隔墙构造图集》规定：单块预制条板的长度不超过 3.2 m，且预制条板内配筋不做要求，即可以采用素混凝土条板。对净高超过 3.2 m 的隔墙，需要沿高度方向用两块条板进行拼接，图集规定相邻条板的拼缝竖向错开距离不小于 300 mm，可取 300～500 mm。而典型的地铁车站站厅层净高为 4.9 m，站台层净高 4.65 m。参考上述民建条板隔墙构造图集，地铁车站内采用预制条板做内隔墙均需要进行竖向拼板。未配筋的素混凝土条板难以形成可靠的平面外抗弯承载力，条板竖向拼接后整体性进一步削弱，隔墙在平面外水平地震作用下很容易折断或从主体结构中甩出而倒塌破坏。因此，在地铁工程中直接采用 苏 G 29－2019《轻质内隔墙构造图集》的构造措施存在一定的安全隐患。

因此，地铁工程中条板隔墙的技术标准和构造措施需要考虑地铁的特殊性，不能照搬民用建筑已有的标准和图集。但目前尚无地铁工程条板隔墙相应的技术标准和设计图集，这就给条板隔墙在地铁中的应用带来困难。因此，应该根据地铁工程中条板隔墙的实际情况进行科学研究，确定地铁工程条板隔墙的技术标准和构造措施，以保证条板隔墙在地铁工程中应用的安全性和合理性。

2.2 地铁工程中存在行车气动风压特殊荷载

相比普通的民用建筑，地铁工程中存在行车气动风压这类特殊荷载。地铁行车气动风压是一种脉动冲击荷载，在长期脉动风压反复冲击作用下，条板隔墙与主体结构的连接，以及条板之间的拼接有可能发生松脱进而使隔墙产生破坏。针对地铁车站中这种特殊的脉动风压荷载，需要进行科学研究，通过优化比选找到可靠的条板隔墙与主体结构的连接以及条板之间的连接构造措施，保证条板隔墙的长期使用安全。

普通的预制条板作为非承重隔墙使用，一般不考虑这种水平风压荷载。因此，在地铁工程中邻轨区域使用预制条板做隔墙时必须考虑水平风压的作用，做特殊设计。如何设计制作条板隔墙来保证行车风压作用下隔墙的安全必须通过专门的研究才能确定。

2.3 预制条板隔墙的防火和隔音性能不明确

地铁车站是人员密集场所，且处于地下封闭环境，隔墙的防火要求高于普通民用建筑。预制条板一般为抽芯条板，抽芯孔洞内存在热对流，防火特性不同于普通实心墙体，条板隔墙的防火性能需要进行科学的测定，检测是否满足地铁工程的防火要求。

地铁工程存在行车噪音和大量设备运行噪音，为了给旅客提供良好的乘车环境，对隔墙的隔音也有更高的要求。因此需要对条板隔墙的隔音进行测定，检测是否满足地铁工程隔墙隔音要求。

因此，需要对预制条板隔墙进行防火和隔音性能的测定，提出满足地铁工程使用要求的预制条板隔墙技术标准。

2.4 地铁应用中预制条板隔墙的抗开裂措施不明确

预制条板隔墙的拼缝易开裂，这是预制条板隔墙的一个传统弊端，墙体易开裂在很大程度上限制了预制条板隔墙的推广应用。条板隔墙开裂不仅影响美观，严重的裂缝还可能导致墙体透风，使隔墙的防水、防火、隔音功能失效。虽然近年来提出了一些条板隔墙防开裂的构造措施，但实际效果并没有进行科学真实的检测、总结，对条板隔墙的抗裂性能一直缺少科学系统的研究。

地铁车站建筑空间跨度大，同时又是人员密集场所，隔墙较长，在美观、防火、隔音等方面也有更高的要求，因此对条板隔墙的抗裂性能提出更高要求。在地铁车站中应用条板隔墙就需要对条板隔墙的抗裂性能进行深入系统的研究，找到科学合理的抗裂构造措施，彻底解决条板隔墙的开裂问题。

2.5 轨道震动对内隔墙板连接及接缝的影响尚不明确

由于地铁车站不同于民用建筑，车站站内持续受轨道震动影响，轻质隔墙墙板本身抗震效果较好，但板与板接缝处在长期震动下有开裂可能。同时长时间震动对隔墙板上下卡扣以及连接是否会造成松动，以至于墙板脱落，需进一步分析。针对地铁工程的特殊荷载和实际工况，需要对地铁车站预制条板隔墙的震动安全性进行研究，确定科学合理的构造措施，保证地铁车站条板隔墙的结构安全性。

3 结语

近年来，随着我国建筑工业化的不断发展，装配式也是建筑行业的必然趋势，地铁车站预制隔墙可有效提高车站的装配率，相对于传统的墙材从人员成本、施工环境、空间利用等方面具有较强的社会及经济效益。但在地铁工程中应用推广仍面临诸多问题需要解决，如地铁车站预制隔墙的技术标准和构造措施、防火和隔音性能、抗开裂措施，以及行车气动风压、轨道震动对内隔墙板连接及接缝的影响等仍需进一步深入研究探讨。Q