地下室綜合管線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】通過對(duì)地下室綜合管線系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工的重難點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于合理避讓的基本原則，明確了綜合管線系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)綜合管線系統(tǒng)中的通風(fēng)系統(tǒng)、消火栓以及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)以及強(qiáng)弱電橋架系統(tǒng)施工進(jìn)行了研究，有效解決了項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及施工存在的重難點(diǎn)問題。

【關(guān)鍵詞】綜合管線系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；地下室；施工方案

1引言

地下室綜合管線系統(tǒng)涉及項(xiàng)目多，復(fù)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(fēng)系統(tǒng)、弱電橋架系統(tǒng)以及強(qiáng)電橋架系統(tǒng)等，其設(shè)計(jì)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(jì)、施工的難度，要實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)管線保持合理分布、互補(bǔ)影響，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)遵循合理避讓原則，結(jié)合管線功能、設(shè)計(jì)、施工規(guī)范等，明確不同管線的優(yōu)先級(jí)，從而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，確保后續(xù)施工活動(dòng)順利進(jìn)行。

2工程案例

2.1工程概況

某建筑地下室面積31438.87m2，層高3.95m，地下室設(shè)計(jì)凈高為3.35m。綜合管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：（1）采暖系統(tǒng)，包括進(jìn)換熱站一次網(wǎng)與出換熱站二次網(wǎng)，最大管徑為250mm；（2）送風(fēng)與防排煙系統(tǒng)，其中送風(fēng)系統(tǒng)9套、防排煙系統(tǒng)20套，最大管徑為500mm；（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150mm；（5）電氣系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)強(qiáng)電與弱電橋架系統(tǒng)；（6）自動(dòng)化噴淋系統(tǒng)，最大管徑為150mm。

2.2項(xiàng)目重難點(diǎn)分析

整個(gè)綜合管線系統(tǒng)復(fù)雜，平面以及空間交叉點(diǎn)較多，難以有效保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)凈高，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況以及同類型項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，主要存在以下重難點(diǎn)：（1）項(xiàng)目采用的風(fēng)管規(guī)格較大，并且與其他管線交叉點(diǎn)較多；（2）在平面位置上強(qiáng)電、弱電橋架系統(tǒng)與供熱管道存在沖突；（3）風(fēng)管和主梁平行布置，與主梁距離過小，施工空間不足；（4）強(qiáng)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(fēng)管與供熱管道在平面位置上與照明系統(tǒng)存在沖突，對(duì)照明效果有影響。

3地下室綜合管線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)、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(diǎn)：（1）大管優(yōu)先級(jí)高于小管。相對(duì)而言小管成本低，并且繞彎更容易。（2）主干管線優(yōu)先級(jí)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(jí)高于有壓管線。比如，壓力流管和重力流管，在設(shè)計(jì)、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(duì)較大，會(huì)影響流動(dòng)效果[1]。（4）排水管道優(yōu)先級(jí)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(jí)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(dòng)難度較大。（6）高壓管道優(yōu)先級(jí)高于低壓管道。（7）非金屬管道優(yōu)先級(jí)高于金屬管道。金屬管道改動(dòng)難度較小，處理較為容易。（8）通風(fēng)管道優(yōu)先級(jí)高于一般管道。通風(fēng)管道管徑大、體積大，不易彎曲。（9）閥件較多的管線優(yōu)先級(jí)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(hù)保養(yǎng)難度更大。（10）施工難度高的管線優(yōu)先級(jí)高于施工簡(jiǎn)單的管線。

3.2綜合管線系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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(jì)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(jì)也更為美觀。2）通風(fēng)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(jì)中要盡可能選擇扁平狀的管道，同時(shí)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3）電纜橋架在設(shè)計(jì)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(jì)重點(diǎn)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(fēng)管道以及熱力管道等；（2）確定管徑較小的管線位置，如自動(dòng)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(qiáng)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(xiàng)目成本的角度考慮，在強(qiáng)電與弱電橋架系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)先明確電纜橋架的位置，再確定自動(dòng)噴淋系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)管道，合理控制管道長(zhǎng)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(fēng)管道以及排水管道等大型管道的底標(biāo)高應(yīng)當(dāng)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(jì)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(dāng)將交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)在非重點(diǎn)活動(dòng)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(jìn)行防結(jié)露、防結(jié)霜設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)，合理設(shè)計(jì)管線布設(shè)位置，確保具有足夠的空間。8）為避免強(qiáng)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(jì)上應(yīng)合理控制強(qiáng)弱電橋架系統(tǒng)的間距，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮各種影響因素，通過科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)有效規(guī)避強(qiáng)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(xué)合理的施工組織方案設(shè)計(jì)可以有效保障施工活動(dòng)順利進(jìn)行，減少施工沖突，確保施工效率與施工質(zhì)量。

4.1通風(fēng)系統(tǒng)

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

4.2消火栓以及自動(dòng)噴淋系統(tǒng)

在消火栓及自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)。施工時(shí)直徑在80mm以上的管線選擇溝槽連接；直徑在80mm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(shí)，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(jì)如表1和表2所示。

4.3給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)管線施工應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面：（1）若給排水管線需要穿越人防圍護(hù)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(hù)單元隔墻時(shí)，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(duì)支架以及吊架進(jìn)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(shí)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(jìn)行密封處理并利用卡箍進(jìn)行固定，施工完成后應(yīng)對(duì)管道垂直度以及密封、固定處理效果進(jìn)行復(fù)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(hù)套管。

4.4強(qiáng)電橋架系統(tǒng)與弱電橋架系統(tǒng)

在強(qiáng)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(diǎn)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(fēng)管、排水管、消防管線等，防止在施工時(shí)出現(xiàn)沖突。（2）橋架和支架之間利用螺栓進(jìn)行固定，轉(zhuǎn)彎位置要嚴(yán)格校核材料尺寸；橋架和橋架間采用連接板進(jìn)行連接，螺栓選擇半圓頭螺栓，安裝時(shí)半圓頭應(yīng)處于橋架內(nèi)側(cè)。施工完成后需要對(duì)橋架間的縫隙進(jìn)行復(fù)核，確保符合設(shè)計(jì)規(guī)范。（3）所有橋架安裝要嚴(yán)格按照遵循設(shè)計(jì)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(qiáng)電與弱電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求，同時(shí)滿足后續(xù)電纜敷設(shè)、維護(hù)保養(yǎng)的需要。（5）水平敷設(shè)的橋架，支架間距控制在200mm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300mm。（6）若橋架寬度在300mm以下，則應(yīng)在距離直線段與非直線段連接處的500mm處安裝1個(gè)支架或者吊架；若橋架寬度超過300mm，則除在連接處安裝1個(gè)支架或者吊架外，還需要非直線段的中間位置安裝1個(gè)支架或者吊架。（7）橋架安裝直線段區(qū)域內(nèi)間隔30m設(shè)置1道30mm的伸縮縫.

5結(jié)語

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

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作者：倪同濤 李健 單位：中交一公局集團(tuán)有限公司