地铁机电管综调整方案

地铁机电管综调整方案

陈杰

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江杭州 310014）

摘要：地铁车站机电安装传统施工，在平面上进行深化设计已经无法满足繁多复杂的管线在有限的空间里排布美观合理的要求了。而基于BIM技术的管线综合方案深化给地铁机电安装行业带来了新的技术支持，能够在满足设计功能要求的前提下，充分考虑运营单位以及业主方对机电管线排布合理美观、检修便捷的要求，同时使得地铁机电安装工程在施工作业中快捷有效的进行下去。

关键词：BIM技术 地铁机电安装 管线综合

引言：目前，国内的机电安装设计图纸是由电气、通风防排烟、给排水及消防与其他系统专业各自绘制，总体院与工点院之间普遍缺乏统一安排及协调。各个专业之间各自为战，导致施工图只是一定意义上的管线示意图，需要进行管线的二次深化设计。其中，又以地铁车站为最：专业繁多（包括通风空调、给排水、消防系统、气灭系统、动力照明、FAS、BAS、通信、信号、民用通信、综合监控等）、车站空间狭小、主体结构限制，管线众多、布局复杂等特点。这对地铁机电施工是一个挑战，按照传统的施工作业，仅仅在二维平面图上进行管线深化设计，已经达不到施工作业行之有效，节省材料、优化施工流程的效果。这就对地铁机电施工作业提出了新的挑战。

1. 管线综合的意义

地铁车站的综合管线排布是关系各专业、各系统设计可实现性的重要步骤，是各专业、各系统管线设计和设备布置的整体布局。其目的是在保证各专业、各系统设计的工艺流程合理、功能要求满足的前提下[1]，布局简单、美观，使地下空间获得充分合理有效的使用，以节省地下空间，减少造价；同时便于施工安装和运营管理维修，并为建筑装修设计提供设计、装饰基础。

2. 综合管线的内容

2.1综合管线涉及的专业

地铁综合管线包含的专业有通风空调、动力照明、供电、给排水及消防、气体灭火、防灾报警（FAS）、通信、信号、民用通信、综合监控（ISCS）、设备监控（BAS）、自动售票（AFC）、门禁（ACS）、屏蔽门等。

2.2综合管线排布的原则

管线综合排布的最终目的是：便于安装、易于维护，在满足功能要求的前提下，尽量提高车站建筑高度，做到空间布局管理、管线整齐美观。

管 线排布需要考虑各专业之间对空间需求及管线自身特性，进行整体布局。总的来说，最为基本的避让原则有：

1）有压管让无压管

2）小管让大管

3）冷水管道避让热水管

4）附件少的管道避让附件多的管道

5）临时管道避让永久管道

管线综合排布整体上需要合理利用上层下翻梁梁内空间，在管道十字交叉时，这些梁内空间可以被很好的利用起来。在满足弯曲半径条件下，空调风管和有压水管均可以通过翻转到梁内空间的方法，避免与其他管道冲突，保持路由通畅，满足层高要求。

需要注意的是，各种管线的布置要综合考虑设备检修，更换方式及空间需求，包括检修孔、阀门开关、探头检测、设备更换等以及对其他专业管线的影响恢复等。

一般来说，管综调整顺序：建议采用通风空调 强弱电 水系统的调整方式或者强弱电 通风空调 水系统的方式。

1）考虑不同专业管线之间的排布规范要求，满足最小间距，若空间足够可考虑分层排布。

2）预留管线检修空间（一般为250mm-350mm）。

3）预留空调水管保温层50mm以上。

4）与空调连接的风管预留保温层50mm以上。

5）公共区管线排布注意满足吊顶最低标高以及屏蔽门的安装净高要求。

6）设备区管线排布注意美观合理、风管要求少翻弯；

7）预留支吊架安装位置，根据支吊架不同的形式一般横担、吊杆预留位置100mm以上。

3. 管线综合的现状

在过往的项目实施过程中，综合管线设计并未达到指导施工现场的作用，实际安装管线错乱交叉、专业冲突及碰撞频繁出现，产生大量的返工，一旦需要协调，需要耗费多个专业多个单位的人力，最终成果也随着设计单位、施工企业之间的经验、责任心的不同产生不同的结果。造成此结果的主要原因有二，其一，管综图纸的指导意义未能被重视，现场各施工单位仍旧以各自专业蓝图进行管线安装依据，各单位各自为战、后施工的专业往往无法找到有效空间进行其管线的安装；其二，目前的地铁车站管综设计大部分仍然以二维协同方式展开，管线的错综复杂、专业繁多以及土建结构的限制，造成了管线重叠、遮挡，在二维设计过程中难免出现错漏碰缺等问题，同时图纸表达不足，重要节点不能直观形象的展示出来，导致图纸本身质量达不到指导现场施工的要求。

设计人员的深化不足以及施工单位的协调不够造成了车站风、水、电及管线综合专业与有限的结构空间之间的冲突，导致现场施工实施困难，管线排布错综复杂，检修空间的遗漏等问题，对施工单位造成材料浪费，返工等损失。

4. 基于BIM技术的管线综合

在建筑行业高度发展的今天，对地铁车站的管线排布提出了新的要求，不仅要满足基本的功能需求，还需要保证各专业之间排布的合理美观，吊顶装饰造型独特等。这就需要我们跳出传统二维的管线综合排布方式，利用新的BIM技术、作为行之有效的手段对地铁车站管线进行排布。

因为BIM具有可视化、模拟性、优化性等特点，所以能够在实际施工前将地铁车站内所有专业管线进行建模优化，在事前进行“预安装”，提前发现碰撞点、施工难点、复杂节点等部位，进行协调深化，避免深化图纸与各专业实际施工之间脱节，无法指导现场施工；同样，BIM自身的可视化，也能让我们能将单一、晦涩的二维平面图纸转变为三维立体模型，所见即所得。提前预知车站内的复杂节点，及时预警，提出相应的解决方案以及合理的施工顺序，便于施工单位进行作业时便捷有序。

5. 地铁管综方案

在地铁车站有限的空间内，将数十个不同专业的风管、桥架、水管、线管及设备合理美观布置，使其各专业之间有序实施安装，运营维修便捷。需要我们对不同站点的土建结构及相关管线进行整体分析，从众多排布方式中，找到最优解。

检修空间预留位置决定管线排布方式

在地铁车站中，以走廊为例，我们需要兼顾在施工过程中各强弱电专业对放缆空间以及运营单位后期对管线的维保检修，就需要我们在管线安装过程中就考虑预留检修空间。检修空间的预留一般就能决定管线排布的方式。

5.1检修空间在中部

图1 检修空间在中部

图1所示管线排布方式，考虑到电缆桥架较多，结构净高有限，在满足放缆需求的情况下，将检修空间（兼放缆空间）预留在走廊中部位置，采用通风空调 强弱电 水系统的排布方式，能够合理运用上下管线之间的垂直高度进行管线的左右翻弯，同时也能兼顾检修与放缆的要求。

5.2检修空间在一侧

图2 检修空间在一侧

图2所示管线排布方式，考虑到水管、气灭管较多，走廊宽度有限且为弧顶，在靠近结构墙体的位置活动底座固定安装不变，在满足施工安全便捷的情况下，将检修空间（兼放缆空间）预留在走廊靠结构墙体一侧的位置，采用通风空调 强弱电 水系统的排布方式，将各个系统近乎单层排布预留足够大的检修空间用于放缆与维保。

5.3土建结构形式决定管综排布方式

图3 桥架贴顶形式

图3所示即为桥架贴梁排布，此处为地铁综合楼位置管线，因为主梁的限制，导致结构净高过低，管线排布无法满足装修吊顶需求标高，考虑到除间距为8m的主梁外，其余部分空间满足，且中部排烟风管仅有两个轴线的长度，故将桥架靠主梁排布，在没有排烟管的区域，检修空间设置在排烟管的位置，满足需求。

6. 管综实例

6.1 项目概述：

以某地地铁站站为例，作为既有线地铁1号线与2号线的换乘站，二号线土建结构受一号线土建结构限制，层高、站台宽度被压缩，需要在有限的空间进行多专业管线排布。

6.2 重难点分析：

根据设计院所提供的土建图纸，完成土建模型建立。得到如图所示标高及站台公共区可利用宽度。且在楼扶梯位置，有下翻梁。从初版暖通设计图可看出，站台层作为孤岛式车站设计，在屏蔽门内侧均有送、回风风管一根，尺寸为1000x1000，端头变为1000x800。在有效宽度2450mm，完成面上净高4550mm，吊顶标高为3000mm，安装空间考虑250mm -300mm，局部可以考虑为200mm；空间有限、管线繁杂，对施工单位的施工排布、安装作业是个巨大的难题。

6.3方案比选：

在进行正式管线调整之前，考虑两种方案，方案一是暖通靠近屏蔽门，桥架位于内侧；方案二是桥架位于靠近屏蔽门一侧，风管位于内侧。经过对方案的比选，方案二对桥架放缆、检修以及引线不便，故选择方案一。在进行各专业碰撞及检修、放缆空间等的考虑，经过设计人员对风量的从新计算。将送回风管起点变更为800x1000，端头调整为800x800。风管排布与靠近轨顶风道一侧，强弱电桥架排布于风管内侧，便于放缆与引线。并且风管贴下翻梁安装。如图：

本方案在桥架与梁之间的保留了部分放缆空间，在风管下部，避开风口位置，有两根弱电桥架，避开装修吊顶主副龙骨区域，下部避开屏蔽门盖板安装区域保证了施工放缆以及运营检修的要求。同时对楼扶梯位置挡烟垂壁预留了安装空间，主为主要的是，使得车站各专业之间的安装作业有序进行，返工量大大减少；各专业之间施工沟通、管线协调得到强有力的提升。

7. 综合管线排布注意事项

需要特别强调的是，在管线排布的过程中，各专业有很多细节需要注意：

1）通风空调：需要考虑风管的翻弯，是否会增大风阻，影响风量；在管线尺寸不满足排布要求时，是否可以保证截面积不变，修改宽高比例；风管尺寸调整所涉及到的阀门是否需要满足3C认证需求。

2）动照及弱电：需要考虑桥架的放缆空间、爬升（下降）角度的大小是否满足现场安装标准，是否预留盖板空间；需要特别注意动照桥架中所放置的矿物绝缘电缆，桥架的上翻起伏是否能保证电缆的弯曲角度。

3）给排水及消防：需要注意重力水坡度，水管上下翻弯的高度，阀门安装空间、操作空间等。

4）气灭：气体灭火专业较为特殊，因其高压的原因，特别注意不能翻弯过多。

5）挡烟垂壁：挡烟垂壁是否会与管线交叉，预留安装空间是否足够。

6）装修吊顶：对装修专业来说，吊顶龙骨的安装空间，吊杆的位置，需要与机电专业管线区分开，不能重合。

8. 总结

在城市轨道交通日益发展的今天，地铁管线综合排布与BIM技术的需求日益强烈，很多城市的轨道公司强制使用BIM技术对地铁车站全生命周期进行关联管理。对于不同的车站来说，管线综合排布的方式不一而同，如何在有限的结构空间内，将纷繁复杂的专业管线排布的合理有序，除了专业知识的精通，还需要我们BIM技术的熟练，才能更好的为城市轨道交通建设添砖加瓦。

参考文献：[1]张锋明.地铁机电安装综合管线优化管理研究[J].机电安装论文，2019-01-22