地铁车站机电工程综合支吊架系统现状问题分析

2018-05-28李虎军

现代城市轨道交通 2018年5期

李虎军

（中国电建集团铁路建设有限公司，北京 100044）

地铁车站机电安装工程工艺复杂、涉及专业广，各专业之间的关联关系错综复杂，车站地下空间狭小，采用综合支吊架系统，可更好地满足运营维保空间要求及合理利用现场有限空间。目前，国内均按照 GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》、《装配式管道吊挂支架安装图 03SR417-2》进行设计工作，按照各单个专业的“工程施工质量验收规范”进行验收，而综合支吊架是将通风空调、给排水及消防、动力照明、综合监控、民用通信、专业通信、信号、综合监控、火灾报警系统、屏蔽门系统、气体灭火系统等专业管线集中在一体的系统（图 1）。但在地铁车站机电工程综合支吊架系统方面，尚没有一套完整的关于各专业管线集成实施的设计及验收规范，且在设计和施工阶段存在监管不完善的问题，这使得地铁车站机电工程综合支吊架系统的实施过程中整体塌落事件时有发生。因此，须结合现场实际情况进行研究和分析，明确导致事件发生的根本原因和直接原因，科学合理精确设计，加强施工过程管控，从根本上确保车站机电工程综合支吊架系统在地铁全周期寿命内安全可控使用，保证地铁车站正常运营安全。

图1 综合支吊架系统

1 综合支吊架系统设计阶段应考虑的因素

地铁车站机电工程综合支吊架系统在设计阶段，除要考虑计算管线和支吊架、管线内介质等自重，还应考虑管内介质的动态影响、周围环境变化、施工过程及运营维保期间检修等引起的可变荷载。

（1）受各专业设计功能的需求及地下空间的限制，部分设备（如防火阀、电动蝶阀、管道压力传感器、管道流量计、管道排气阀等）安装在综合支吊架的管线上，部分设备（如气体灭火保护房间的泄压阀、火灾自动报警系统的烟温感探头）安装位置高于综合支吊架的最下层。调试等相关的工作一般在综合支吊架和所有专业管线安装完成后再实施，大量的检测设备及操作人员均利用综合支吊架作为临时操作平台来完成各自的专业工作，增加了综合支吊架系统设计范围内的外部荷载。在运营期间，所有设备的定期、不定期设备维护及故障处理也存在此类问题。因此，应该在设计阶段充分考虑此部分荷载对综合支吊架系统安全使用的影响，增大管线承载的计算系数，解决存在的潜在风险源。

（2）综合支吊架上保冷材料的吸水增加了综合支吊架的荷载。地铁工程中的空调水系统管道、给排水及消防管道、空调系统风管、车站冗余多联机系统的冷媒管均需保冷处理，造成保冷材料吸水。虽然规范对保温材料的吸水率有要求，但是市场上保温材料质量参差不齐，难以保证建筑保温材料做到既没有吸水性又没有水汽扩散阻力。因此，在地下车站保温材料的吸水性无法保证的情况下，在综合支吊架系统设计阶段应考虑此部分荷载对综合支吊架系统的影响。

（3）列车引起的振动会增加车站综合支吊架的荷载（主要为高架车站）。因此，对环评要求较低且未设置减振道床的车站，在设计阶段应考虑此部分荷载对综合支吊架系统的影响。

（4）地铁空间的限制及施工组织的影响，致使部分末端设备及装修连接等将综合支吊架作为转换支点，这对综合支吊架系统的稳定造成影响。因此，在设计阶段应充分考虑此部分外部荷载，增大设计修正系数。

2 综合支吊架系统施工阶段应考虑的因素

综合支吊架系统的安装在土建主体结构施工完成后进行，在主体结构实施阶段均未设置预埋件。在主体结构强度达到设计要求时，采用后扩底膨胀锚栓或化学锚栓进行连接，后扩底膨胀锚栓的固定是利用楔形斜度促使膨胀产生摩擦握裹力达到固定效果的。化学锚栓是继膨胀锚栓之后出现的一种新型锚栓，其通过特制的化学粘接剂将螺杆胶结固定于混凝土基材钻孔中，实现对固定件的锚固。在 2 种锚栓施工过程中，施工现场环境、施工工艺、工人操作水平等因素，会对综合支吊架系统的正常使用造成不同程度的影响。

（1）地铁施工工期紧张，土建工程（主要为盾构机的始发和吊出预留孔洞及铺轨基地的预留孔洞区域，图 2）施工完成后紧跟着大面积实施车站机电工程，由于混凝土养护时间不足，在此基础上开孔安装锚栓，导致混凝土强度无法满足设计要求，引起膨胀锚栓摩擦握裹力达不到设计要求。因此，在施工阶段应严格控制土建与机电施工的时间间歇，加强现场管理，确保施工质量。

图2 结构顶板预留孔洞

（2）受周围外部环境和公共民生市政设施正常运营条件的限制，地铁主体结构工程的抗震设防及性能要求相对而言高于民用建筑，混凝土的配筋率较高。在综合支吊架锚栓实施的开孔过程中，不可避免与混凝土中的钢筋产生冲突，限制了开孔深度，致使后扩底锚栓（或化学锚栓）的植入深度无法满足设计要求，锚栓的承载力达不到设计要求（图 3）。因此，在施工管理中，应严格按设计要求对与钢筋冲突的区域采用附加钢板转换等方法，确保综合支吊架底座的安装质量。