淺談綜合支吊架在天津地鐵6號線中的應用實踐

余佳歡

中鐵上海設計院集團有限公司天津分院 天津 300000

引言

近年來，隨著地鐵建設的迅猛發展，地鐵工程對于設計的要求逐漸提高。地鐵工程不同于一般民建工程項目，設備系統較為復雜，管線種類、數量不斷增加，且站內設備安裝空間有限，綜合管線的設計難度日趨明顯。在設備區走廊、公共區吊頂內、穿越屏蔽門和卷簾門等特殊部位處矛盾更加突出。為解決此類問題，在綜合管線設計中引入綜合支吊架，就顯得尤為重要。

天津地鐵6號線一期南段，綜合管線設計與BIM模型結合，從設計階段對管線排布進行全過程優化，減少、避免在機電安裝過程中出現碰撞，空間不足，交錯纏繞等安裝、檢修困難的問題，具有一定前瞻性。線路開通后，運營使用反饋良好。

天津6號線一期南段的許多地下二層島式車站，在車站的綜合管線和支吊架的設計、施工中產生的問題極具代表性。本文以該項目中此種車站為例，闡述綜合支吊架在地鐵工程中的應用。

1 主要設計原則和標準

天津6號線的綜合支吊架的應用范圍主要包括站廳層（公共區吊頂內及設備和管理用房走廊）、站臺層（兩端用房外側站臺走道上方吊頂內及公共區吊頂內）。站廳、站臺公共區吊頂頂部控制標高為：站臺層為3.55m，站廳層為3.85m，設備區（非運輸通道、非吊頂區域）為2.5m。

主要涉及的專業包括：通風空調系統，水系統，強電系統，弱電系統以及氣體滅火系統等。管線類型包括：大小系統風管、空調冷凍水管、空調冷卻水管、生產生活給水管、污水管、廢水管、雨水管、消防給水管、氣滅管、供電電纜、動照電纜（橋架）、通信、信號電纜（橋架）、FAS/BAS電纜（橋架）等。

支吊架通過后錨固螺桿與主體結構相連，支吊架采用12號和14號槽鋼。支吊架以矩形支吊架為主；管線安裝方式以托為主，部分可采用吊設的安裝方式。支吊架間距通常為1.5m[1]，當需要避開風口、三通等，走廊內拐彎處需支吊架時，該支架現場制作安裝。在滿足檢修空間的條件下，盡量向上布置，組合納入同層吊架，減少空間占用和支吊架耗材。橋架穿螺栓與支吊架橫擔固定，風管在支吊架橫擔上兩側加固定卡，水管通過卡箍、吊卡、管托固定在支吊架橫擔上，所有管線緊固牢固，防止晃動側移。支吊架構件設計滿足現行的《鋼結構設計規范[2]》GB 50017和《建筑結構荷載規范[3]》GB 50009的相關規定。

2 工程特點

采用綜合支吊架整理設備和管理用房區、公共區吊頂內的管線，具有以下優點：

能夠綜合考慮各專業的管線布置，各專業的管線納入統一的吊架中，管線支吊結合，解決空間緊張問題。

能夠逐層、統一考慮預留檢修空間。

管線納入吊架內能夠優化走廊內的視覺效果。

圖1 甲車站公共區連接物業開發區走廊吊架效果

3 工程中遇到的問題及處理

3.1 水管吊裝

圖2 乙車站某支吊架現場側吊情況

在綜合管線布置中，常有最下層出現只有消防水管的情況，在設計綜合支吊架時，為節省支架材料及空間、減少管線納入上層吊架帶來的路徑彎折，此類水管常被設計為吊裝形式。但造成了一些問題。首先，消防管等有壓水管工作時壓力會造成管卡和螺絲松動脫落，導致水管掉落傷人的危險；第二，在吊裝時抱箍的固定螺絲及螺母會凸出橫桿向上延伸，水管所在的上層橫擔電纜橋架或風管無法穩定固定。

在施工過程中，施工單位為解決橋架和風管的固定問題，將水管側吊安裝。但此做法不滿足設計[4]要求且仍無法消除水壓對管卡和螺絲造成的風險。最終經過對水管路徑的調整，將吊裝的水管均調整至橫桿上。

3.2 吊架過窄

在管線較少區域有時會出現單一管線、橋架利用吊架的情況，在處理這樣的位置時，不應緊貼管線和橋架設計，須預留一定的安裝空間，以避免吊架安裝誤差或因固定構件螺絲占用空間引起管線、橋架無法通過的情況。

如圖所示的剖面中左側水管和右側最上方通信橋架都存在空間不足問題。

3.3 走廊空間過窄制約吊架寬度

在丙車站的設計中，因外部條件制約，該站的A/D出入口被設計為頂出出入口，走廊空間尤其緊張，加大了站廳層設備和管理用房區域管線綜合的設計難度。大里程端的走廊寬度以滿足疏散要求為原則，設計為1.2m寬。風管需由機房經此走廊通向各設備房間。由于風管截面較大，支吊架設計時沒有考慮與主體結構相接的錨固螺桿和豎向桿件的關系，豎向桿件過于貼墻，且風管緊貼吊桿，在實施時不得不臨時調整風管尺寸，以滿足安裝及實施空間的需求。

3.4 次梁與吊架

6號線的綜合管線設計通過BIM建模協調碰撞，解決了較多平面中不易發現、難以協調的問題。但在建模的過程中未體現結構次梁，導致部分原本空間緊張的部分管線與次梁碰撞后無法通過的情況。

丁車站站臺層屏蔽門控制室風管圖紙標高3.8m，由于BIM建模未體現次梁，風管實際安裝標高僅為3.4m，和隔墻橋架3.2m孔洞碰撞。控制室內大小風管過孔洞后與檢修室內構造柱發生碰撞，現場孔洞按隔墻孔洞圖預留。在結合現場孔洞、風管、橋架、吊架條件后，最終經環控專業核算，以減小風管截面的方式解決此問題。

甲車站設備區走廊次梁局部突出墻體，位置與走廊內錨固螺桿連接件部分重疊，造成錨固螺桿只能有半側固定到結構構件上，錨固不牢固。經過對局部管線布置調整，下調一組橋架，將吊桿向走廊內移動錨固至頂板。

3.5 樓梯下三角空間與管線、吊架關系

丙車站D出入口位于車站小里程端，頂出于主體內。在BIM建模時未搭建樓梯支撐墻以及區域結構墻板。未能如實體現走廊轉折處平面與樓梯板的豎向提升段交匯情況，造成對此區域分析不足。支吊架在此走廊轉折處前后為考慮安裝和檢修方便將FAS、通信和動照橋架一字型布置，如按原設計標高，將沒有足夠的平面空間通過。在施工時，安裝單位按降標高貼墻下行的方式處理，但在管線改變路徑后，無法滿足走廊凈寬疏散要求。由于土建條件限制，管線在此走廊內通行確有困難，最終將三種吊架改為經環控機房繞行后，再進入走廊。

圖3 丙車站管線調整前情況

3.6 施工時序

戊車站小里程端臨近空調機房的走廊處管線條件復雜，三通管線和過路管線并存，對兩側房間隔墻孔洞和綜合支吊架安裝的準確性要求較高，同時應以正確的時序施工，才能確保整體支吊架的順利完成。

在安裝過程中，由于綜合支吊架組別配置錯誤且下層消防水管先于通信橋架安裝，造成局部水管占用通信橋架的吊架位置，通信橋架安裝時向上調整，占用部分上部空間；與此同時，由空調機房穿出進入設備房間的風管隔墻孔洞位置預留與圖紙有偏差，與通信橋架路徑碰撞，無法完成穿越。

經過現場協調，調整安裝有誤的支吊架后，將下部水管移至設計位置，再進行風管安裝，最后完成通信橋架安裝。

綜合支吊架是整合復雜管線的有效途徑，不但體現管線的秩序，并且對管線標高變化有著嚴格要求，如在施工之初按由上至下順序施工，則能夠避免在下層管線變標高時錯入其他吊架層的問題。

4 結束語

天津地鐵6號線車站采用綜合支吊架設計，有效地歸納整理了設備和管理用房區域走廊內的管線，在走廊寬度較小的條件下，實現2.5m凈高的走廊設計，走廊管線規整有序、走廊通透美觀。本文結合地鐵6號線管線綜合的設計經驗及施工配合要點，得出如下結論：

合理控制管線吊裝設計，避免有壓管吊裝，對不得不做吊裝的管線和區段進行吊裝構件的驗算。有壓管道應根據規范要求單獨增設支架固定，防止管道打壓的軸向沖擊力對支吊架的沖擊，綜合支吊架只承擔重力荷載。

重視管線復雜部位的次梁、特殊位置樓扶梯下的三角空間等對管線和吊架布置的影響，吊架應避免設置在有次梁的部位；

吊架設計應預留合理的安裝和檢修空間；

管線綜合及綜合吊架設計對于施工時序有較強的要求性及制約性，在綜合吊架的設計過程中，需要對施工時序引起重視；

結合本項目的設計及現場配合，建議在遇到綜合管線通過走廊時，應特別考慮綜合支吊架在通過設備運輸路徑時對設備運輸凈高的影響，當在有設備夾層時，土建應預留合理的層高以滿足綜合支吊架和設備運輸的需要。