装配式地铁车站公共空间管线装修一体化设计

吉鸽

(北京城建设计发展集团股份有限公司 深圳分公司，广州深圳 570000)

随着预制装配技术的发展，预制装配结构逐渐地应用在城市轨道交通项目中。装配式车站多采用顶板为弧形的稳定结构体系，车站结构轮廓由预制标准构件拼接而成，结构表面光滑，装配段范围的站厅层多为高大的不规则结构空间[1]，这为装配式地铁车站公共空间管线装修提出了较高的要求。本文以深圳市某一装配式标准地铁车站为例，拟对车站站厅层公共空间的管线和装修一体化设计进行研究。

1 装配式地铁站管线装修设计难点

该车站为两层明挖岛式车站，总长228 m，标准段宽21.5 m，为站厅层无柱、站台层单柱的装配式车站。站厅层拱顶位置结构净高6.8 m，站台层结构净高4.6 m，车站的顶板、侧墙、底板、中板、站台板和轨顶风道均为预制装配结构[2]。地铁车站装配式预制结构断面如图1所示。

图1 地铁车站装配式预制结构断面

结合该站预制装配结构特点，笔者经过分析认为对该站公共空间管线装修工程设计难点主要有：1）较高的装修要求。拱顶结构是装配式建筑标志性特色之一，为了凸显装配式车站高大空间的特点，站厅层公共区装修常采用裸装方案，车站顶板不设置吊顶对管线进行包覆，因此需要将服务于公共区的管线和终端设备进行整合，该设计方案对公共区管线和终端设备的布置提出了巨大挑战。2）装配式结构的特殊性。常规车站的管线及终端设备通过综合支吊架和膨胀锚栓固定在顶板或侧墙上，而装配式车站由于构件为预制，施工现场无法在预制构件上打膨胀锚栓等固定件，需提前对管线路由进行梳理，在结构预制构件上预埋管线安装所需的固定件，对管线及终端设备进行固定。3）需满足不同专业的需求。地铁车站公共区的管线主要有风管、水管、桥架等，终端设备主要为标识牌、消火栓箱、摄像头、扬声器、配电箱等。各设备或管线的安装位置、高度、维护空间等都有相应的要求[3]。需统筹公共区管线和终端设备的安装特点，对安装在公共区的管线和终端设备进行整合。

2 设计方案

2.1 公共区管线布置方案

结合已投入运营车站的公共区管线布置，对标准车站站厅层公共区管线类型、尺寸及安装要求进行汇总，如表1所示。

表1 站厅层公共区管线统计

常规车站管线敷设在顶板下，通过吊顶对管线进行包覆。装配式车站顶板为弧形，为体现拱顶装配式结构美，装修方案常采用裸装，顶板下无吊顶，管线直接敷设在顶板下会遮挡顶板弧度，影响车站美观。因此，通过加宽离壁墙厚度的方式将管线敷设在公共区两侧的离壁墙内。管线布置如图2所示。

图2 离壁墙管线布置断面示意（单位：mm）

如图2所示，将风管、桥架、水管从上至下依次安装在离壁墙内，在满足公共区管线功能性的同时保留拱顶顶板，凸显装配式车站结构美。

将空调送风管敷设在两侧离壁墙内时，为了使公共区达到良好的空调效果，采用球形喷口的送风形式，并对公共区的气流组织进行校核。

站厅层公共区净宽19.9 m，要求每股射流的射程x=13.9 m，风口中心标高与风管中心标高对齐，风口中心标高4.2 m，夏季站厅层公共区温度tn=30℃，空调送风温度20℃，送风气流以水平的方式从喷口喷出。根据喷口送风气流组织计算方法对气流组织进行校验[4]。

结合装修方案，确定喷口直径ds为0.315 m，工作区高度为2.5 m。

阿基米德数Ar的计算公式为：

式中：y为射流轨迹中心距风口垂直落差，1.7 m;α为喷口湍流系数，0.07。

由式（1）计算得，Ar=0.001 44。

喷口送风速度Vs的计算公式为：

式中：g为重力加速度，9.8 m2/s；Δts为射流出口温度与周围空气温度之差，10℃；

由式（2）计算得，Vs=8.4 m/s。

射流末端轴心速度Vx和射流平均速度vp的计算公式为：

由 式（3）、式（4）计 算 得 出，Vx=1.25 m/s，Vp=0.625 m/s。

经过验证，采用喷口送风的气流组织形式满足人员活动位于回流区的要求，空调送风能够达到公共区的任何角落，管线布置方案能够满足通风空调专业功能性需求。

2.2 终端设备布置方案

为减少公共区终端设备对空间效果的影响，对终端设备采用两种安装方式，嵌入离壁墙安装或采用龙门架从地面生根安装。结合已建成车站站厅层公共区终端设备的布置情况，对站厅层公共区的终端设备进行统计，如表2所示。

表2 站厅层公共区终端设备统计

嵌入离壁墙安装的终端设备中，最厚的终端设备厚度为0.25 m，终端设备安装高度范围离壁墙内安装的管线最大厚度为0.30 m，考虑一定的安装空间后，离壁墙厚度约为0.80 m，离壁墙内部管线安装空间约为0.65 m。

2.3 管线及终端设备固定方案

预制装配式结构为成品预制构件，为避免对预制构件的破坏，出厂后不能在预制构件上打膨胀锚栓等管线固定件。为固定管线和终端设备，需要结合管线路由，在顶板、侧壁等管线安装范围内的预制构件上预埋套筒，套筒间距约0.5 m，如图3所示。管线安装示意见图4。

图3 套筒预埋件示意（单位：mm）

对于管线较少，且管线位置和预埋套筒位置对应的区域，可直接采用螺栓将套筒和安装管线的吊杆固定，如图4(a)所示。离壁墙等管线密集、固定点较多的位置，需设置外置槽道进行转换，通过螺栓和外置槽道将管线托架固定在侧壁，如图4（b）所示。

图4 管线安装示意

站厅层公共区除环控专业必须敷设在空间上侧的回排风兼排烟风管和弱电专业的采样管外，其他管线均敷设在离壁墙内，终端设备嵌入离壁墙安装，对于不能嵌入离壁墙安装的部分摄像机、标识牌等终端设备采用龙门架的形式进行安装。离壁墙内管线及装修龙骨固定示意如图5所示。

图5 离壁墙管线固定示意

2.4 站厅公共区装修效果

管线敷设在两侧离壁墙后，公共区顶部裸装，能够很好地呈现出装配式顶板的弧度，实现管线和装修风格的融合，提升空间视觉效果（图6）。

图6 站厅层公共区装修效果示意

3 结论

本文对深圳市某装配式标准地铁车站的站厅层公共空间管线装修一体化设计进行了充分分析。该站厅层管线装修结合管线布置和空间高度，对车站公共区风口形式进行了多样性尝试，将球形喷口引入地铁车站，并对气流组织进行校核。在满足乘客舒适性的同时优化管线布置，实现了管线布置和装修风格的结合，对后期建设开发的装配式地铁车站具有一定的借鉴价值。在满足公共区管线功能性的情况下，优化了管线的布置形式，解决了装配式地铁车站装修方案与管线安装冲突的问题，通过在离壁墙设置检修门的方式进行管线检修，解决了高大空间顶部管线检修不便的问题。车站高大空间的装修风格能够给乘客以舒适、新颖的乘车环境，具有良好的社会效益。