地下室綜合管線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與施工方案研究

倪同濤，李健

(中交一公局集團有限公司，北京100024)

1 引言

地下室綜合管線系統(tǒng)涉及項目多，復雜性較高，包括采暖系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、弱電橋架系統(tǒng)以及強電橋架系統(tǒng)等，其設(shè)計以及施工直接影響著建筑的功能性。這無疑增加了綜合管線系統(tǒng)設(shè)計、施工的難度，要實現(xiàn)不同專業(yè)管線保持合理分布、互補影響，在系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)遵循合理避讓原則，結(jié)合管線功能、設(shè)計、施工規(guī)范等，明確不同管線的優(yōu)先級，從而達到優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計的目的，確保后續(xù)施工活動順利進行。

2 工程案例

2.1 工程概況

某建筑地下室面積31 438.87 m2，層高3.95 m，地下室設(shè)計凈高為3.35 m。綜合管線系統(tǒng)設(shè)計如下：（1）采暖系統(tǒng)，包括進換熱站一次網(wǎng)與出換熱站二次網(wǎng)，最大管徑為250 mm；（2）送風與防排煙系統(tǒng)，其中送風系統(tǒng)9 套、防排煙系統(tǒng)20套，最大管徑為500 mm；（3）給排水系統(tǒng)，包括壓力排水系統(tǒng)與二次加壓給水系統(tǒng)；（4）消防栓系統(tǒng)，最大管徑為150 mm；（5）電氣系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)強電與弱電橋架系統(tǒng)；（6）自動化噴淋系統(tǒng)，最大管徑為150 mm。

2.2 項目重難點分析

整個綜合管線系統(tǒng)復雜，平面以及空間交叉點較多，難以有效保證項目設(shè)計凈高，結(jié)合項目實際情況以及同類型項目經(jīng)驗，主要存在以下重難點：（1）項目采用的風管規(guī)格較大，并且與其他管線交叉點較多；（2）在平面位置上強電、弱電橋架系統(tǒng)與供熱管道存在沖突；（3）風管和主梁平行布置，與主梁距離過小，施工空間不足；（4）強電、弱電橋架系統(tǒng)需要貫穿防火卷簾門，施工上存在一定難度；（5）風管與供熱管道在平面位置上與照明系統(tǒng)存在沖突，對照明效果有影響。

3 地下室綜合管線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究

3.1 優(yōu)化設(shè)計的基本原則

合理避讓原則是地下室綜合管線系統(tǒng)設(shè)計必須遵循的基本原則，要求在不影響各管線功能、不違反各管線設(shè)計、符合施工規(guī)范、保留一定余量的前提下合理避讓，確定施工順序。具體而言，應(yīng)注意以下幾點：（1）大管優(yōu)先級高于小管。相對而言小管成本低，并且繞彎更容易。（2）主干管線優(yōu)先級高于分支管線。主干管線管徑大、輻射范圍廣、重要性高，分支管線管徑小、影響范圍有限、重要性次之。（3）無壓管線優(yōu)先級高于有壓管線。比如，壓力流管和重力流管，在設(shè)計、施工中壓力流管應(yīng)避讓重力流管。更改無壓管線的流向與坡度難度相對較大，會影響流動效果[1]。（4）排水管道優(yōu)先級高于給水管道。排水管道管徑較大，水中含有大量雜質(zhì)，若轉(zhuǎn)彎較多容易堵塞。（5）高溫和低溫管道優(yōu)先級高于常溫管道。高溫管道需要考慮到排氣問題，低溫管道需要考慮到保溫、防結(jié)露、結(jié)霜問題，改動難度較大。（6）高壓管道優(yōu)先級高于低壓管道。（7）非金屬管道優(yōu)先級高于金屬管道。金屬管道改動難度較小，處理較為容易。（8）通風管道優(yōu)先級高于一般管道。通風管道管徑大、體積大，不易彎曲。（9）閥件較多的管線優(yōu)先級高于閥件較少的管線。閥件較多的管線安裝施工、操作以及維護保養(yǎng)難度更大。（10）施工難度高的管線優(yōu)先級高于施工簡單的管線。

3.2 綜合管線系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點優(yōu)化設(shè)計

1）給水、排水以及消防主干管道的位置應(yīng)盡量貼近地下室墻體內(nèi)側(cè)，若條件允許最好設(shè)計專用管井，從而避免直徑較大的管道影響使用空間，并且這種設(shè)計也更為美觀。

2）通風管道由于管徑大，需要占據(jù)較大空間，因此，在綜合管線系統(tǒng)設(shè)計中要盡可能選擇扁平狀的管道，同時管道應(yīng)盡可能貼近次梁，從而避免占用過多空間，確保綜合管線系統(tǒng)施工完成后地下室凈高符合設(shè)計標準。

3）電纜橋架在設(shè)計上應(yīng)選擇并排布置，緊貼梁底，若條件允許則最好緊貼著次梁布設(shè)電纜橋架。關(guān)于橋架的選擇以扁平狀橋架最佳，可以節(jié)省空間。

4）綜合管線系統(tǒng)整體設(shè)計重點為以下方面：（1）明確管徑較大的管道布設(shè)位置，如電纜橋架、通風管道以及熱力管道等；（2）確定管徑較小的管線位置，如自動化噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)；（3）確定照明系統(tǒng)、消防煙感系統(tǒng)等直徑最小的管線。

5）在綜合管線系統(tǒng)中，強電與弱電橋架系統(tǒng)采用的電線橋架成本較低，但是電纜成本較高，因此，基于管控項目成本的角度考慮，在強電與弱電橋架系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)先明確電纜橋架的位置，再確定自動噴淋系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)管道，合理控制管道長度，以降低電纜成本。

6）從美觀性的角度考慮，包括電纜橋架、通風管道以及排水管道等大型管道的底標高應(yīng)當盡量保持一致，照明系統(tǒng)光管底座應(yīng)與管道底部保持齊平，這樣設(shè)計在視覺效果更為美觀。此外，涉及管線交叉的部分，應(yīng)盡可能減少直徑較大的管線交叉，若無法避免，則應(yīng)當將交叉點設(shè)計在非重點活動或者使用的區(qū)域。

7）在地下室綜合管線系統(tǒng)中，由于部分管線需要增加保溫層或者進行防結(jié)露、防結(jié)霜設(shè)計，如采暖管道、低溫管道，這需要占據(jù)一定的空間，因此，設(shè)計階段必須根據(jù)管線尺寸以及保溫層或者防結(jié)露、防結(jié)霜設(shè)計，合理設(shè)計管線布設(shè)位置，確保具有足夠的空間。

8）為避免強電橋架系統(tǒng)與弱電橋架系統(tǒng)相互干擾，影響系統(tǒng)功能，在設(shè)計上應(yīng)合理控制強弱電橋架系統(tǒng)的間距，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮各種影響因素，通過科學合理的規(guī)劃設(shè)計有效規(guī)避強弱電橋架系統(tǒng)的互相干擾[2]。

4 地下室綜合管線系統(tǒng)施工方案研究

地下室綜合管線系統(tǒng)施工專業(yè)多、施工空間小、交叉作業(yè)多，整體施工難度較多，科學合理的施工組織方案設(shè)計可以有效保障施工活動順利進行，減少施工沖突，確保施工效率與施工質(zhì)量。

4.1 通風系統(tǒng)

通風系統(tǒng)施工的關(guān)鍵是風管的制作以及安裝施工，本項目施工中風管選擇在現(xiàn)場加工制作，安裝施工流程如下：（1）安裝施工前，需對風管進行清理，清除風管內(nèi)外的雜物，同時做好必要的保護措施；（2）風管連接部位采用法蘭連接，要求接口處牢固、嚴密，采用的墊片厚度、材質(zhì)以及位置均應(yīng)符合設(shè)計要求；（3）風管安裝位置、走向、標高均應(yīng)嚴格執(zhí)行設(shè)計標準，確保風管有效截面積符合要求；（4）安裝施工過程中，風管吊架、支架間距控制在400 mm；（5）風管連接位置要保持平順，無扭曲的情況，若為明裝風管，要求風管水平度符合設(shè)計標準；（6）當風管處于水平懸吊狀態(tài)且風管長度超過20 m，則應(yīng)當設(shè)置固定點，防止風管暴動；（7）若風管需要穿越防爆墻、防火墻等設(shè)施時，需要設(shè)置防火閥，同時在風管外部增設(shè)防護套管，要求厚度不小于1.6 mm。

4.2 消火栓以及自動噴淋系統(tǒng)

在消火栓及自動噴淋系統(tǒng)施工過程中，要求所有施工材料必須符合國家相關(guān)標準。施工時直徑在80 mm 以上的管線選擇溝槽連接；直徑在80 mm 以下的管線選擇絲扣連接。若管線需要穿越墻體或者樓板時，需要做好管線與套管的封堵處理；若管線需要穿越防火分區(qū)，則需要做好防火封堵。管道支架、防晃支架、吊架要做好固定處理；管道吊架以及支架間距要控制在合理范圍，管道中心線和梁、柱、樓板的最小間距以及管道吊架間距設(shè)計如表1 和表2所示。

表1 管道中心線與梁、柱以及樓板最小間距表

表2 管線吊架間距設(shè)計表

4.3 給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)管線施工應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面：（1）若給排水管線需要穿越人防圍護結(jié)構(gòu)，則需要在人防墻體內(nèi)側(cè)安裝銅芯閘閥，若給排水管線需要穿越防護單元隔墻時，則需要在墻體兩側(cè)均安裝銅芯閘閥；（2）若給排水管線需要穿越變形縫，則需要根據(jù)施工規(guī)范設(shè)置伸縮節(jié)；（3）安裝支架以及吊架前，需要先對支架以及吊架進行除銹處理[3]，然后在表面刷漆，以防支架和吊架生銹；（4）安裝立管時要注意確保管線垂直度符合要求，管道連接部位必須采用密封圈進行密封處理并利用卡箍進行固定，施工完成后應(yīng)對管道垂直度以及密封、固定處理效果進行復查；（5）若給排水管線需要穿越非人防墻體，則需要在穿越墻體的部分安裝剛性防護套管。

4.4 強電橋架系統(tǒng)與弱電橋架系統(tǒng)

在強電橋架系統(tǒng)與弱電橋架系統(tǒng)施工中，橋架是連接電纜線路以及相關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵，因此，施工中應(yīng)重點關(guān)注以下幾方面：（1）橋架安裝施工前，需做好與其他專業(yè)管線的協(xié)調(diào)工作，注意避讓直徑較大的管線，如風管、排水管、消防管線等，防止在施工時出現(xiàn)沖突。（2）橋架和支架之間利用螺栓進行固定，轉(zhuǎn)彎位置要嚴格校核材料尺寸；橋架和橋架間采用連接板進行連接，螺栓選擇半圓頭螺栓，安裝時半圓頭應(yīng)處于橋架內(nèi)側(cè)。施工完成后需要對橋架間的縫隙進行復核，確保符合設(shè)計規(guī)范。（3）所有橋架安裝要嚴格按照遵循設(shè)計圖紙，橋架支架保持平直、美觀、整體、間距一致，固定處理效果良好。（4）橋架平面布置應(yīng)符合強電與弱電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的要求，同時滿足后續(xù)電纜敷設(shè)、維護保養(yǎng)的需要。（5）水平敷設(shè)的橋架，支架間距控制在200 mm 吊架安裝在伸縮節(jié)的兩側(cè)；垂直敷設(shè)的橋架，支架間距控制在300 mm。（6）若橋架寬度在300 mm 以下，則應(yīng)在距離直線段與非直線段連接處的500 mm 處安裝1 個支架或者吊架；若橋架寬度超過300 mm，則除在連接處安裝1 個支架或者吊架外，還需要非直線段的中間位置安裝1個支架或者吊架。（7）橋架安裝直線段區(qū)域內(nèi)間隔30 m 設(shè)置1道30 mm 的伸縮縫.

5 結(jié)語

地下室綜合管線系統(tǒng)復雜，管道與管道、管道與設(shè)備間交叉點多，為確保地下室凈高，保障綜合管線系統(tǒng)施工活動順利開展，本文以某地下室綜合管線項目為例，分析了本項目的重難點，在此基礎(chǔ)上對地下室綜合管線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計以及施工方案展開了研究討論。