地鐵通風系統管路設計失誤及施工對策分析

潘二倩（上海地鐵咨詢監理科技有限公司， 上海 200032)

地鐵風管制作安裝一般是地鐵機電安裝進場施工的第一步，因為風管尺寸相對較大，需要優先安排空間。但是，通風專業設計存在的不足，綜合管線深化設計圖很可能未完成，以及綜合管線深化設計精度的不足，都會給現場施工標高及位置的沖突埋下隱患[1]。常見的地鐵通風系統管路設計失誤有多種表現形式。本文主要分析設計失誤的主要原因及施工對策。

1 常見設計失誤的幾種情況

1.1 兩趟或多趟風管位置沖突，綜合管線設計未深入核實

此種失誤在風管較多的房間或區域內發生。其主要表現在同一個房間或區域內，不同的風管局部甚至全部重合，造成實際沒有辦法按圖施工。比較常見的情況是同一個房間內既有大系統又有小系統的多趟風管穿過，設計時由于風管路徑按照系統單獨設計，大系統及小系統圖紙僅僅顯示本系統風管，通風專業設計完成后不認真核對，在極端情況下，綜合管線設計也未能全部核實，直接照抄照搬甚至遺漏，直到施工時才會發現此問題。

某地鐵項目通風專業設計存在風管位置重合的情況，其中小系統 （S 800 mm×630 mm，標高 4.37 m）與大系統（S 1 250 mm×800 mm，標高 4.30 m）位置重合。需要特別指出的是，在該項目的實際設計中，綜合管線圖遺漏了上述多個管線。該項目小系統風管位置見圖1 ，大系統風管位置見圖2。

圖1 小系統風管位置

圖2 大系統風管位置

1.2 局部風管布置過于密集，路徑上往往難以走通，并影響探頭安裝

地鐵車站空間有限，風管數量較多。實踐中經常發現專業設計未統籌考慮，造成個別房間的風管特別密集，不但占滿了房間的整個上部區域，而且不得不多層排布風管，造成上層風閥的操作機構被遮擋，給將來運營過程中的檢修造成極大不便。如此密集的風管設置，也使得多趟風管自房間內穿出至走廊后與綜合支吊架位置沖突，無法穿越走廊。

設計風管眾多且密集，一般圖紙會審難以真正發現隱藏的這類問題。往往是風管安裝過程中發現路徑走不通，不得不重新“另辟蹊徑”，造成的局部較大的制作及安裝返工損失；同時密集的風管占據了氣體滅火探測設備的安裝位置，導致無法安裝氣體滅火探測設備，此問題解決往往很棘手。

例如，某地鐵站站廳 B 端照明配電室出現以下情況：風管密集，風管路徑不通，探測設備無法安裝；風機基礎高度錯誤。

1.3 風管通風路徑不通，排風路徑丟失

此類情況主要出現在既有土建風道，又有鐵皮風管（或復合風管）風道的排風系統中。主要是因建筑專業設計與通風專業設計提供資料遺漏配合不當造成。發現的實例中有一例是站臺板下軌底風道熱風進入站臺的環控小室之后，再無排出去的路徑。在建筑圖中環控小室頂板（即車站中板）上通向環控機房（位于站廳，環控小室上方）的孔洞遺漏，雖在通風專業圖中有孔洞，但之后由環控機房通向土建風井中排風道的鐵皮風管卻被遺漏。此類遺漏發現后只要能盡早解決，一般不會有太大的難度。

風管路徑丟失的另一種情況比較特殊，就是在設置渡線的車站，軌頂排熱風道丟失。一般車站軌頂排熱風道與站臺環控小室的距離很近，兩者之間通過土建風道聯結（或者預留風口，用鋼板風管聯結），軌頂熱風將通過環控小室及其后的管路系統經風井排至站外。設置渡線的車站，站臺輪廓會跟隨渡線做成曲線，導致環控小室與軌頂排熱風道距離較遠，這種情況下往往會遺漏了兩者之間本應有的土建風道。這種問題的解決，最后不得已只能使用鍍鋅鋼板風管，上跨渡線的接觸網，聯結軌頂風道和環控小室。鍍鋅鋼板風管上跨接觸網，存在著長久間斷性受區間活塞風壓晃動的風險，以及距離接觸網較近等風險。

1.4 站臺風管侵入限界

此類情況不算常見，但實踐中確實在設置渡線車站時發生過。設置渡線的車站，如果通風專業設計忽視在站臺末端渡線曲線將靠近站臺，那么風管支架及風管就會侵入行車限界，并且距離接觸網的距離小于安全距離。一般在圖紙會審階段難以注意到這樣隱藏的問題，但渡線一旦施工完成就會立即發現侵限問題，將不得不對侵限風管支架等進行返工。

1.5 未考慮車站下翻梁及局部吊頂造型，影響藍圖的可實施性

通風專業設計時，使用的建筑底圖一般不會表示頂板、中板下的各種形式的下翻梁。通風專業設計也不太會去對照結構圖，考慮下翻梁對風管局部路徑標高的影響。這就容易出現站廳、站臺吊掛安裝的風管無法完全按照通風藍圖施工的問題。

另外還有一種稍微復雜的情況是，公共區風管設計時，既忽略了下翻梁的影響，又未能考慮公共區裝修吊頂局部造型較高的問題。這種情況下風管需要安裝較高，然而下翻梁卻限制了安裝高度。為保證公共區吊頂造型效果，往往只能經通風設計驗算后縮小風管尺寸。

風管設計中未考慮車站下翻梁及吊頂造型的情況較常見，一般不會造成較大返工，但工期會有所延誤。

1.6 風機基礎高度錯誤導致風管無法連接

一般大的風機安裝于混凝土基礎上，風管與風機的連接、風機與擴散筒的連接均要求中心線同軸線安裝。由于通風專業設計所給定的風機基礎完成面標高錯誤（以風機安裝所在房間或風道的地面裝修完成面為基準），導致風機與風管、風機與擴散筒無法保持中心線同軸安裝，因此不得不將設備基礎鑿除返工，再次安裝。

出現這類設計失誤的最大可能原因是通風專業設計單位在與風機廠商對接過程中，取得多批次的風機外觀尺寸數據，卻誤用了非最終版的數據，而圖紙會審一般較難發現這類設計失誤問題。

1.7 風管截面積過大，施工排布困難，風管安裝及保溫施工難度極大

由于通風專業設計過于保守，所以設計的風管尺寸往往偏大。一方面會造成在地鐵較為狹小的空間及綜合支吊架中，風管排布困難；另一方面也會使得施工安裝難度大增。因風管尺寸偏大，空間有限，只能幾乎貼頂安裝，且因尺寸過大，無法通過增大寬度降低高度從而保持通風截面積不變的方式，騰挪出安裝空間，因此安裝操作空間很小，施工難度大。特別對于保溫風管，不得已只能分成幾個長段在地面做好頂面、側面保溫，再一長段一長段進行吊掛拼接，使安裝難度增加。而且，因幾乎貼頂安裝，各長段連接處上部的固定螺栓無足夠擰緊操作空間，緊固難度大，效率低，導致緊固效果不佳，也可能造成一定的漏風隱患。

2 施工對策

2.1 在綜合管線藍圖完成并經施工深化設計完成后進行施工

由于機電安裝階段工期普遍較緊，因此設計圖紙尤其是綜合管線圖往往不能及時下發。但是，風管制作安裝是機電安裝的頭道工序，持續時間較長，施工單位必須要在保工期還是保證少返工兩者間做出抉擇。從正常施工程序來看，應該盡量在取得綜合管線藍圖后做好圖紙會審，在施工深化設計后進行風管制作安裝為好[2]。

2.2 進行BIM綜合排布是解決問題的最可靠辦法

傳統上，通風系統管路位置及標高設計失誤問題屢見不鮮，而且受制于傳統的二維深化方式本身的局限性（無法真正檢測碰撞，主要依靠設計及施工技術人員的經驗及責任心），即便是經過綜合管線深化設計及施工單位的綜合管線再次深化設計后，仍不能把所有問題都解決掉，因此單純依靠傳統方法不是最好的選擇。

隨著BIM技術的普及，BIM在解決機電安裝中管線碰撞的巨大優勢更是進一步得到認可[3]。目前，機電施工單位均設立了 BIM中心。BIM 技術在施工中發揮著越來越大的作用，依靠BIM技術手段可以從根本上解決通風系統管路方面的設計失誤。

運用BIM技術手段解決設計失誤時，需要處理好以下 2個問題。

（1）BIM應用要從源頭即設計開始，才能從根本上解決風系統管路設計的失誤問題。如果施工階段才開始使用BIM 技術，則圖紙的設計失誤仍會存在，會造成較多變更，而且施工單位存在著建模原始數據取得難度大的問題。從源頭即設計階段使用BIM工具進行站內所有管線的排布，施工階段施工單位直接取得BIM設計成果并繼續予以深化，將大大減輕深化工作量并可以避免因管線沖突返工引起的浪費。

（2）在使用BIM過程中所用的建模數據必須全面，與車站實際一致，如必須考慮結構梁、裝修的局部造型和站臺層限界。

3 結 語

地鐵風管制作安裝既是工作量較大、耗時較長的施工作業，又是不得不在設計圖紙隱藏問題未全面解決的情況下需要盡早開始的施工項目，而傳統的地鐵風管設計及深化方式又很難避免設計失誤。只有對產生設計失誤的原因及影響進行全面分析，更加精細地進行設計，并從設計階段采用 BIM技術，在建模時全面考慮相關因素，才能從根本上減少設計失誤，進而降低施工階段地鐵通風風管系統的返工損失。