在建轨道交通典型土建设计问题分析

杨凤梅 叶至盛

(1.中国电建华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 310014； 2.中国电建集团铁路建设有限公司,北京 100044)

1 背景

全国轨道交通都在如火如荼的大干建设,今年是成都轨道交通进入线网建设的攻坚年。成都轨道交通2020年面临5线6项目(213 km)建成通车的目标任务,还有第四期建设规划项目(8个项目176 km)全面开工。近年来地铁工程工期异常紧张,也间接导致设计工作任务非常繁重,设计项目多,周期短,出图量大,设计人员偏少。随着工程的推进,在土建工程收尾、机电设备安装、消缺和调试过程中逐渐暴露出一些设计问题,影响了工程的正常推进。作者希望结合在建线路及前期通车线路,对一些典型土建设计问题进行深入剖析和总结,以期设计师们能吸取经验教训,举一反三,避免再犯类似错误。

2 典型土建设计问题类型

经分析统计,典型土建设计问题主要为以下三种类型:

1)勘察、测量问题。

地质勘察资料不准确、重要管线、建构筑物基础疏漏、关键性测量数据误差等对设计方案有极大影响。

2)专业接口问题。

地铁涉及专业众多,几十个专业需要衔接配合,稍有疏忽就可能导致出现重大问题,尤其表现在车站和停车场、车辆段。

3)专业设计疏漏问题。

建筑、结构、机电等专业设计自身出现不应有的疏忽和遗漏,设计人员水平、责任心和各级审查会签是关键。

3 在建线路土建设计典型问题案例

3.1 勘测问题

典型问题:有线路曾出现10 kV电力通道中敷设有110 kV或220 kV电力线,管线调查单位不揭开井盖检查或揭开后未仔细辨识而遗漏,最终导致建筑方案调整。如某车站附属设计范围内存在电力管沟,在管线探测时井内共有6根管线,勘测时未逐一核实,仅确认了2根为10 kV电缆就以偏概全,误认为6根电缆电压均为10 kV。设计方案是在改迁电力管沟的前提下进行,后经核实有3根电缆电压为110 kV,改迁代价大、周期长、社会影响大。问题出现后亡羊补牢,勘测人员重新逐个揭开井盖核查,并会同电力公司逐一落实,最终调整车站附属方案,并重新上报规划审查。

典型问题还有如地质勘察时,未勘察到基坑的软弱夹层,导致施工过程中基坑变形报警,后变更设计,调整放坡处理方式;前期管线调查时不进行管线实测,弄错管线标高或管线平面位置导致设计方案调整;前期建构筑物基础调查不准确,盾构掘进线路与已建成桥的桩基础冲突,变更线路设计平纵等。

3.2 专业接口问题

典型问题:车站、区间机电系统各专业管线在穿越结构板、墙时均需预留孔洞或预埋套管,预留预埋的差错漏碰成了专业接口间一个最为普遍的现象。虽然各线均设计有孔洞专册图,但问题仍然频繁出现、屡禁不止。此类问题主要体现在以下几个方面:预留孔洞过多,增加封堵工作量;预留孔洞尺寸不合理,尺寸过大增加封堵工作量;临时运输门洞尺寸过小,现场设备无法运入设备房;预留孔洞位置不合理,影响设备房墙体砌筑;出入口侧墙预留孔洞遗漏,后期无法安装设备,需要凿除部分结构墙,影响结构安全等。

以建筑和结构设计的专业接口为例,典型问题如下:车站公共区楼梯的梯柱位置不合理影响站厅站台乘客通行;结构下翻梁遮挡人防门开启;人防门不能完全开启影响疏散通道;中板下翻纵梁、底板上翻梁高度侵入行车限界;结构专业未考虑转辙机贴墙布置的安装需求设置腋角,导致转辙机无法安装;顶部管线综合设置偏低、换乘通道台阶处净高无法满足装修需求;场段排水沟与接触网立柱基础冲突等。

3.3 专业设计疏漏问题

典型问题1:换乘站换乘区域临时侧墙上设置有先开通线路的消防水管及机电末端设备等,在后建线实施时需要拆除临时侧墙,打开接口作为换乘通道。由于先开通线路设计时,建筑专业未标示该处墙体会拆除或者即使标示了,但机电设备安装设计未考虑后期需拆除因素。造成后建线需拆除既有线吊顶天花,改造既有线消防水管和机电末端设备,不仅浪费投资,影响了新建线路工期,还对既有线正常运营造成不良社会影响,老百姓会产生为何刚开通一两年又进行较大规模改造的疑虑。建议换乘站设计时,先开通线路设计应核实清楚是否存在后期会拆除的侧墙,原则上不要在此侧墙设置任何设备,避免后期改造影响既有线运营。

典型问题2:车辆基地室外综合管线设计时各专业管线种类繁多,一般采用供电电缆沟、给排水及弱电管线直埋,各专业管线分别敷设的方式,管线敷设存在施工进场时序不同,造成多次反复开挖现象;压力管线直埋,施工现场容易保护不当造成损坏;且随着使用年限增加,发生泄漏时难以排查泄漏点等问题。建议室外综合管线设计中积极采用综合管沟方式。室外管线场内沿主干道采用综合管沟的方案进行设计,综合管沟应为双仓设计,消防、给水等压力管和弱电系统管线共仓,供电和动照专业管线共仓。

典型问题还有如卫生间私密性设计不足(门外看到蹲位门体,镜面反射看到小便斗等);将地面消火栓设置在影响人行流线和影响街道景观位置;排水管设计选材不对,采用内衬式钢塑复合管,现场切割后会导致内衬层脱离,排水不畅,拆除重换;场段大门位置,只设置机动车道,未设置行人和非机动车道等。

4 以车站楼梯梯柱设计问题分析

楼梯梯柱设计位置一直是建筑专业和结构专业争论的焦点,两个专业经常各自为战。建筑工程师认为：完美的楼梯最好是没有柱子的,柱子看着碍眼,影响楼梯下部空间和人行流线。结构工程师认为:结实的楼梯才是最完美的,柱子越多越安全,看着心里踏实。

以常规两层车站站厅通往站台的楼梯为例,一般楼梯设计为两层平台,平台下分别设4根梯柱穿过站台板,以底板为基础。梯柱的位置极易占用站台层乘客实用空间,且不美观。如图1所示,试想一下,如果此处没有梯柱,是否站台层公共区空间更大气宽敞,乘客的通行流线更灵活顺畅,使用空间更方便。

造成梯柱设计错误的原因分析如下:建筑和结构设计存在脱节,建筑专业对结构设计理念理解不够,结构需求考虑不足;结构设计对建筑专业设计意图理解不够,对实际使用功能考虑不足。建议解决措施:提前做好沟通,建筑专业应向结构专业提出明确的设计要求,并跟踪落实;结构专业无特殊原因应落实建筑设计意图,确需调整布置时要及时反馈;加强设计流程管理,做好专业互签确认;采用BIM三维技术事前检查，强化设计现场配合。

建议方案一:上层平台通过主梁下吊的梁受力(可取消上层平台到站台板上的立柱),下层平台在三角间内设立柱(见图2)。

建议方案二:楼梯支撑设置在中部,并贴合结构柱设计,减少支撑柱的数量,对站台空间影响较小(见图3)。

建议方案三:楼梯柱结合垂直电梯井进行设计(如图4所示)。

5 解决常见典型设计问题的建议

现场配合施工过程中,遇到的土建设计问题五花八门,对整个工程的影响有大有小,为了在后续线路的设计中,杜绝此类问题的发生,建议从以下几个方面的工作入手:

1)设计人员从根本上认识到如预留预埋等设计问题的重要性,加强责任心,机电专业从配合土建出图阶段开始,认真细化本专业设计方案,尤其是管线布置、走向等与预留预埋密切相关的方案必须做实。

2)加强专业间会签制度的管理和落实,争取做到图纸落地前,发现一个问题,解决一个问题。

3)继续加强和细化建筑图孔洞专册这一重大改进措施。

4)设计人员应转变理念、加强学习。站在施工、运营的立场上思考设计问题,假设自己是施工管理者,如何看待自己的设计图纸和设计方案。学习工程建设的业务知识,了解施工工序、施工机械、运输和吊装条件等。市场可保障的产品情况、施工规范和标准要求等。同时真正做到根据信息化施工,做好及时调整设计的配合工作。

5)设计人员应做好对外协调和勘察工作。杜绝“纸上谈兵”,设计人员应主动沟通协调,积极对接外部单位,不能闭门造车,切实落实工程的外部边界条件。满足使用功能的前提下,减少征拆,避让重大管线,减少社会影响,节约投资。

6)作者总结出“三个一”设计基本原则:任何一个空间净空都能满足,任何一个位置检修人员都能到达,任何一处地面都能排水顺畅。

6 结论与建议

除以上典型问题案例,地铁项目还常伴有设计进度滞后,造成工期延误;过度设计,造成资源浪费;依法合规手续办理不及时;初设概算和施工图工程量差别大等问题。希望地铁设计师们能一起努力,做好专业间的相互配合,加强对外协调,杜绝“纸上谈兵”和“闭门造车”,积极进取,不断改进,提高设计水平,将设计工作越做越好,精益求精,不留遗憾,对自己负责,对业主负责,对工程负责,对老百姓负责。能及时解决设计过程中存在的问题, 提高服务意识、服务水平和业务水平,切实为工程建设做好服务和保障工作。