铁路客站金属屋面工程质量安全管理探索

郭烽陈大斌

（1武汉铁路局汉口站改造工程建设指挥部 工程师；

2武汉铁路局汉口站改造工程建设指挥部 副指挥长、高级工程师，湖北 武汉 430023）

0 引言

随着我国铁路快速发展以及大规模的路网建设，金属屋面系统因其自重轻、防水性能好，伸展性可塑性强、防腐蚀性优良，施工效率高，安装方便快捷，以及丰富的色彩与多变的造型性能，且适用于大跨度、大空间结构，被广泛应用在当前铁路客站站房和站台风雨棚屋面建筑中（如图1—4）。

图1 北京南站

2 武汉站

图3 汉口站

图4 汉口站

1 铁路客站金属屋面的功能和应用特点

建筑屋面除结构的安全可靠和建筑造型美观外，功能上必须确保能够抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、气温变化和外界的其他不利因素，以使其覆盖下的空间有一个良好的使用环境。金属屋面系统在当前新型客站建设中的最主要特点是跨度大、工程量大，几乎覆盖整个车站，包括站房、站台以及股道、接触网等，要求在设计时解决防水、保温、隔热、隔声、防火、排水、防雷以及抗风等问题，并且要保证使用中各种构件的强度、刚度和整体稳定性，防止因过大构件变形引起的金属屋面板开裂导致的漏水等问题。铁路客站作为公共交通建筑，是人群密集的交通集散场所，也是铁路对外的形象窗口[1]。客站金属屋面系统的质量安全关系到旅客候乘环境，关系到旅客的人身安全和列车的行车安全[2]。

2 金属屋面工程质量安全管理控制要素

金属屋面工程质量安全管理总的来说要从设计、原材料、工艺、验收等四个方面进行控制。现以汉口站为例，探讨如何加强金属屋面工程质量安全管理。

2.1 把好设计关，完善金属屋面的技术设计及其细部构造

我国虽然有一些金属屋面的规范、技术标准，如《屋面工程技术规范》、《建筑用压型钢板》、《坡屋面工程技术规范》等，但对于新型金属屋面系统来说仍不够全面，如固定支架制造及其支架安装、其与板面咬合力等均无详细的规定。金属屋面系统由于自重轻，与其他结构形式相比它受到的风荷载影响较为突出，其对风荷载的承载能力直接关系到金属屋面系统的安全可靠性。金属屋面系统在风荷载作用下整体破坏的例子并不多见，但其局部被风掀开以致整个屋面遭受大风破坏的例子却屡见不鲜（如图5）。单纯地采用荷载规范进行金属屋面系统结构设计，并不能完全保证结构的安全。因此在金属屋面系统设计时，对风荷载合理取值，并掌握不同体型金属屋面的荷载分布情况，继而进行抗风揭试验十分必要。

例如汉口站站房和雨棚屋面风洞试验（如图6、图7），利用空气动力学研究手段，对风载风振现象进行风洞模拟试验，能够较为真实地反映建筑物在风荷载作用下的实际状况。对试验数据进行了分析计算，为汉口站屋面提供了50年和100年重现期平均风压和极值风压值（如图8），为设计提供了理论参考数据。

金属板面与固定支架间是采用咬合连接的，由于不同厂家材料及配件的制造标准的不统一，加之现场施工条件和工艺水平不同等因素，其连接强度往往不能通过设计准确计算出来。汉口站工程中站台雨棚采用的是角驰三型彩钢屋面和卡式龙骨铝合金板吊顶，汉口站改造工程建设指挥部(以下简称建设指挥部)组织设计、施工、监理等一起研究后，在现场制作了6 m×6 m实样，通过反向模拟风荷载逐级均匀加载进行破坏性实验，来验证雨棚所受风吸力作用下的设计值，并获取了屋面板和吊顶板在负压力作用下的系统破坏时的极限承载力，为设计提供了详实的数据，在设计过程中能够较为科学地选择风荷载设计值，完善了屋面构造。为确保金属屋面系统工程质量安全，首先必须确保设计质量，为此建设指挥部进一步加强了对深化设计施工图审核工作。设计单位在对金属屋面深化设计施工图进行复核验算时，也对金属屋面构造较薄弱处和出屋面的其他构筑进行了逐一核算，进一步完善了金属屋面系统的细部构造，如檐口、排水天沟等处的连接方式等，从而保证了金属屋面工程的质量及其安全。

2.2 把好进场关，严格控制金属屋面原材料质量和进场检验

与其他传统屋面不同，金属屋面系统是由金属面板、固定支架、檩条、保温棉、隔汽层、支撑板网等组合装配后与主体结构连接形成的屋面整体体系，是由各种材料现场装配构成的屋面结构系统。由于是现场拼装，涉及材料和配件多，只有确保其原材料质量，才能从根本上控制整个系统的质量安全，杜绝因材料缺陷造成的质量安全隐患[3]。

金属屋面板、檩条等主要材料的质量一般能够得到较好的控制，但其他配件如固定支架、螺钉等的质量往往容易被忽视。例如有的工程采用碳钢钉固定铝镁锰直立锁边金属屋面的铝合金固定支架，尽管暂时看不出问题，但天长日久，钢铝之间发生电化学腐蚀至固定支架失效，将会产生严重的后果。

在汉口站工程施工过程中，建设单位要求工程监理严格实行材料进场检验制度，坚决杜绝无出厂合格证和无检测报告的材料及配件进场。各种原材料按照先检验后使用的原则，工程监理对进场材料按规范进行现场随机批次抽验和送检验单位检验，建设单位定期和不定期地对监理单位批次抽验送检情况进行严格检查和考核，及时掌握原材料及配件质量情况。以材料质量控制为基础，杜绝因材料质量问题造成的工程质量安全隐患，保障了汉口站金属屋面系统的质量安全。

2.3 把好过程关，细化落实金属屋面安装工艺技术和施工质量

通过对金属屋面体系和构造的分析，可知金属屋面的承载能力与屋面檩条、支架、面板厚度、檩距、连接方式、螺钉、紧固件咬合力、固定支架密度等有关，保证金属屋面系统的质量，确保安装工艺是关键环节。风荷载作用下金属屋面会产生负风压，而最大的负风压发生在建筑物的暴露边缘和转角区域，如屋面形变部位、不同材料交接等有缝的部位。金属板连接不牢固或是支架安装不好，抗风能力则差，在局部较为薄弱处受到的瞬间风力超过其承载能力，从而导致破坏等。又如金属屋面的支架安装固定不好或漏上螺钉，屋面在风载作用下支架有可能被拔起，造成屋面板松动直至被风掀开破坏等。屋面板交接处若构造处理不好，轻则漏雨，重则在受到外力如风载、雪载作用下造成结构破坏，影响到使用安全。

如果施工工艺不到位，即使使用再好的材料和机械设备也不可能生产出合格的产品。建设指挥部在组织设计施工图技术交底后，依据工程总的指导性施工组织设计要求，组织编制了金属屋面工程专项施工组织设计及具体实施方案，对金属屋面工程进行全面规划管理。其中包括原材料供应机具设备进场管理、样板工程施工管理、明确工序及工艺操作标准、施工作业指导书的编制、施工现场管理和作业人员技术安全教育培训、施工技术交底、施工作业面及作业区域分段施工等，要求监理编制专项监理方案及工艺质量验收标准。坚持“样板先行”的原则，充分发挥样板工程的高起点、高标准和示范作用，全面深入完善工艺工法。同时组织参建各方的工程技术和安全质量部门，要求工程项目部项目经理和总工负责，对每个施工步骤进行细化，将工艺标准和操作要求交底到每个具体的作业人，对每一块板现场压型，每一檩条、每一支架的安装，落实责任到架子队、班组和个人，各班组明确每个工作日作业区域，施行现场施工管理和作业人员全员签认制度。建设单位要求监理对金属屋面安装工艺技术分析和安装质量按班组作业区域进行考评，并及时向建设单位反馈质量安全信息，由建设单位对工程质量安全信息进行通报，并对工程项目部进行考评，激励每一名参建管理、作业人员的责任心，从工艺标准和作业规范上保障汉口站金属屋面工程施工质量。

2.4 把好验收关，规范过程控制和质量验收程序管理

建设指挥部组织监理单位编制金属屋面监理专项方案及验收细则，金属屋面施工质量不仅应符合金属屋面相关质量验收规范和设计要求，还应符合工艺技术标准。汉口站的金属屋面工程量大，约14万m2（如图9），金属屋面实施过程中与其他专业同时穿插进行，包括防雷、建筑防火、电气照明、客服揭挂、通信覆盖、装饰吊顶，主候车室设置采光带和消防自动排烟窗等。建设指挥部结合汉口站金属屋面工程实际情况，从开始金属面板现场辊压制作、檩条镙钉的安装到金属板的咬边等，对金属屋面施工全程监控确保质量验收合格。在施工过程中，对发现的问题及时安排整改，比如支架安装位置偏差造成的机械锁边质量不好的问题，立即组织召开质量分析会，查找原因，及时纠偏，有效地避免了大面积质量问题造成的返工，确保了质量和工程进度。建设指挥部对金属屋面的工程质量进行全过程控制和监督检查，同时加大对监理单位考核力度，对监理管理水平、监理工作质量和业务能力等进行考核和评价，通报考评结果并进行奖惩，树立工程建设“百年大计，质量为先”的质量安全责任意识，把好工程验收关。按照施工组织设计，建设指挥部根据施工区域组织监理、施工以及设计单位对金属屋面工程进行分段验收，每完成一段就验收一段，确保了金属屋面工程的整体质量。

在近期雨棚安全专项检查活动中，汉口站金属屋面未发现因施工质量缺陷造成的安全隐患，充分体现了严格过程控制、严把质量验收关的有效成果。

3 对客站金属屋面质量安全管理的体会

3.1 强化施工图设计管理是源头

此前，铁路客站的深化施工图设计一般为具备设计、施工双资质的企业实施。就金属屋面而言，总体设计单位仅仅对其建筑造型尺度、构造等进行简单复核，缺少全面详细的复核验算过程，建设单位在组织深化施工图审核时专业能力不强，监理在施工中把关不严、验收规范和标准不详细，专业施工企业自行设计和按照自行编制的工艺质量标准施工，以上环节任一疏漏均会造成金属屋面质量安全隐患。

铁路客站的施工图设计与细部深化设计施工图由总体设计单位全面负责完成，十分必要且势在必行，如客站的装修设计、金属屋面系统深化设计等等。一方面总体设计单位有着丰富的设计经验和系统专业的设计技术力量，以及严格的设计工作管理制度，能够保证出图质量；另一方面由总体设计单位进行深化施工图设计可以直接落实设计意图、质量要求及其工艺标准，避免因某些施工企业自行进行深化设计时追求利益的不良行为或其他原因造成的质量问题、安全隐患，又可以明晰具体工程实施过程中的责任，避免因专业施工企业设计时责任不明确发生互相推诿的现象。既保证了施工图设计质量，又利于建设单位对设计质量进行有效控制与管理。

3.2 严格原材料进场管理是基础

材料的质量好坏直接关系着整个金属屋面的质量等级、结构安全、外部造型和建成后的使用功能。材料质量低劣造成的工程质量事故和损失往往是非常严重并难以弥补的,在工程中必须避免发生此类事故，防患于未然。在材料的质量管理中,首先要求建立健全质量保证体系,在人员配备、组织管理、检测程序、方法、手段等各个环节上加强施工管理。其次在施工承包合同中要明确对材料的质量要求和技术标准。在工程中要坚持以施工单位自检为主,以监理方的复检作为评定自检结果的标准，同时还要坚持主要或是关键技术材料送第三方试验检测的制度。进入现场的工程材料，特别是非标材料或产品，例如角驰支架等，必须有合格证或质量保证书，并应符合设计要求。需复试检测的材料，必须经抽检、送验合格才能使用。在原材料进场管理过程中，还应注意材料来源的调查工作，材料供应需求计划管理，批次抽检和需送检材料的规定及标准，材料进场使用管理标准，材料运输和进场存放管理标准，以及施工过程中材料使用的日常监督检查和监控材料质量动态等。

3.3 加强过程控制是关键

过程控制是指对铁路建设项目以及客站工程建设实施全过程标准化管理，是将现场管理标准化贯穿于整个工程建设中。对于汉口站金属屋面工程质量安全管理，过程控制也始终贯彻到实践当中。要以设计质量为源头，以材料质量控制为基础，重点狠抓金属屋面工艺标准和施工过程中的质量控制。一是规范施工管理程序，以建设管理过程即高效率的施工组织来保障现场施工顺利开展，具体分工落实到每个责任单位每个责任人。二是以各道工序工艺为基本卡控点，细化现场工艺标准及其质量控制。三是加强监理单位的监管力度，监督和规范现场管理，督促每一个具体作业人员按规范、工艺质量标准施工。

3.4 规范验收管理是保证

规范工程质量验收管理主要是要明确验收组织和验收标准。一是要明确质量验收规范标准，对质量验收做到有章可循，有据可依，有度可量。二是要加强施工过程中的质量控制，要实行随时完工、随时检查验收的过程验收制度，将质量缺陷和安全隐患消灭在施工过程中。三是要做好验收组织工作，在监督施工单位自检自验的基础上，监理单位要做好过程中的检验批验收、分部分项工程的验收评定工作，建设单位检查监理单位的验收过程的及时性、正确性和资料的完整性，同时要认真进行现场检查，按照建设验收程序对单位工程验收进行组织管理。规范验收管理是客站金属屋面工程质量安全的保证，这是实现工程“一次验收合格率100%”工程质量目标过程中的重要环节。工程验收不仅要做好工程实体的验收，还应做好验收资料及时整理归档工作。工程的质量安全是我们的生命线，规范质量验收管理是工程顺利开展和质量安全的保证。

4 结语

一个合格的产品必须“抓源头、抓过程、抓细节”。在管理中必须强化领导、提高认识、增强使命感责任感，牢固树立“不留遗憾、不当罪人、建不朽工程”的建设理念。金属屋面是目前铁路客站质量安全管理的薄弱环节，对其加强质量安全管理和有效探索与实践，有其重要的现实指导意义。

[1]郑健.总结提升 持续改进 进一步推动中国铁路客站的创新与发展[J].铁道经济研究，2009（6）：1-5

[2]党立.着眼治理安全质量隐患 提升铁路客站建设项目管理水平[J].铁道经济研究，2011（5）：1-4

[3]周东伟，刘琨.现代化铁路精品客站建设管理探索与实践[J].铁道经济研究，2012（1）：27-31