裝配式地鐵車站公共空間管線裝修一體化設(shè)計(jì)

吉鴿

(北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 深圳分公司，廣州深圳 570000)

隨著預(yù)制裝配技術(shù)的發(fā)展，預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)逐漸地應(yīng)用在城市軌道交通項(xiàng)目中。裝配式車站多采用頂板為弧形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系，車站結(jié)構(gòu)輪廓由預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件拼接而成，結(jié)構(gòu)表面光滑，裝配段范圍的站廳層多為高大的不規(guī)則結(jié)構(gòu)空間[1]，這為裝配式地鐵車站公共空間管線裝修提出了較高的要求。本文以深圳市某一裝配式標(biāo)準(zhǔn)地鐵車站為例，擬對車站站廳層公共空間的管線和裝修一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

1 裝配式地鐵站管線裝修設(shè)計(jì)難點(diǎn)

該車站為兩層明挖島式車站，總長228 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.5 m，為站廳層無柱、站臺層單柱的裝配式車站。站廳層拱頂位置結(jié)構(gòu)凈高6.8 m，站臺層結(jié)構(gòu)凈高4.6 m，車站的頂板、側(cè)墻、底板、中板、站臺板和軌頂風(fēng)道均為預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)[2]。地鐵車站裝配式預(yù)制結(jié)構(gòu)斷面如圖1所示。

圖1 地鐵車站裝配式預(yù)制結(jié)構(gòu)斷面

結(jié)合該站預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，筆者經(jīng)過分析認(rèn)為對該站公共空間管線裝修工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要有：1）較高的裝修要求。拱頂結(jié)構(gòu)是裝配式建筑標(biāo)志性特色之一，為了凸顯裝配式車站高大空間的特點(diǎn)，站廳層公共區(qū)裝修常采用裸裝方案，車站頂板不設(shè)置吊頂對管線進(jìn)行包覆，因此需要將服務(wù)于公共區(qū)的管線和終端設(shè)備進(jìn)行整合，該設(shè)計(jì)方案對公共區(qū)管線和終端設(shè)備的布置提出了巨大挑戰(zhàn)。2）裝配式結(jié)構(gòu)的特殊性。常規(guī)車站的管線及終端設(shè)備通過綜合支吊架和膨脹錨栓固定在頂板或側(cè)墻上，而裝配式車站由于構(gòu)件為預(yù)制，施工現(xiàn)場無法在預(yù)制構(gòu)件上打膨脹錨栓等固定件，需提前對管線路由進(jìn)行梳理，在結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件上預(yù)埋管線安裝所需的固定件，對管線及終端設(shè)備進(jìn)行固定。3）需滿足不同專業(yè)的需求。地鐵車站公共區(qū)的管線主要有風(fēng)管、水管、橋架等，終端設(shè)備主要為標(biāo)識牌、消火栓箱、攝像頭、揚(yáng)聲器、配電箱等。各設(shè)備或管線的安裝位置、高度、維護(hù)空間等都有相應(yīng)的要求[3]。需統(tǒng)籌公共區(qū)管線和終端設(shè)備的安裝特點(diǎn)，對安裝在公共區(qū)的管線和終端設(shè)備進(jìn)行整合。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 公共區(qū)管線布置方案

結(jié)合已投入運(yùn)營車站的公共區(qū)管線布置，對標(biāo)準(zhǔn)車站站廳層公共區(qū)管線類型、尺寸及安裝要求進(jìn)行匯總，如表1所示。

表1 站廳層公共區(qū)管線統(tǒng)計(jì)

常規(guī)車站管線敷設(shè)在頂板下，通過吊頂對管線進(jìn)行包覆。裝配式車站頂板為弧形，為體現(xiàn)拱頂裝配式結(jié)構(gòu)美，裝修方案常采用裸裝，頂板下無吊頂，管線直接敷設(shè)在頂板下會遮擋頂板弧度，影響車站美觀。因此，通過加寬離壁墻厚度的方式將管線敷設(shè)在公共區(qū)兩側(cè)的離壁墻內(nèi)。管線布置如圖2所示。

圖2 離壁墻管線布置斷面示意（單位：mm）

如圖2所示，將風(fēng)管、橋架、水管從上至下依次安裝在離壁墻內(nèi)，在滿足公共區(qū)管線功能性的同時(shí)保留拱頂頂板，凸顯裝配式車站結(jié)構(gòu)美。

將空調(diào)送風(fēng)管敷設(shè)在兩側(cè)離壁墻內(nèi)時(shí)，為了使公共區(qū)達(dá)到良好的空調(diào)效果，采用球形噴口的送風(fēng)形式，并對公共區(qū)的氣流組織進(jìn)行校核。

站廳層公共區(qū)凈寬19.9 m，要求每股射流的射程x=13.9 m，風(fēng)口中心標(biāo)高與風(fēng)管中心標(biāo)高對齊，風(fēng)口中心標(biāo)高4.2 m，夏季站廳層公共區(qū)溫度tn=30℃，空調(diào)送風(fēng)溫度20℃，送風(fēng)氣流以水平的方式從噴口噴出。根據(jù)噴口送風(fēng)氣流組織計(jì)算方法對氣流組織進(jìn)行校驗(yàn)[4]。

結(jié)合裝修方案，確定噴口直徑ds為0.315 m，工作區(qū)高度為2.5 m。

阿基米德數(shù)Ar的計(jì)算公式為：

式中：y為射流軌跡中心距風(fēng)口垂直落差，1.7 m;α為噴口湍流系數(shù)，0.07。

由式（1）計(jì)算得，Ar=0.001 44。

噴口送風(fēng)速度Vs的計(jì)算公式為：

式中：g為重力加速度，9.8 m2/s；Δts為射流出口溫度與周圍空氣溫度之差，10℃；

由式（2）計(jì)算得，Vs=8.4 m/s。

射流末端軸心速度Vx和射流平均速度vp的計(jì)算公式為：

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

經(jīng)過驗(yàn)證，采用噴口送風(fēng)的氣流組織形式滿足人員活動(dòng)位于回流區(qū)的要求，空調(diào)送風(fēng)能夠達(dá)到公共區(qū)的任何角落，管線布置方案能夠滿足通風(fēng)空調(diào)專業(yè)功能性需求。

2.2 終端設(shè)備布置方案

為減少公共區(qū)終端設(shè)備對空間效果的影響，對終端設(shè)備采用兩種安裝方式，嵌入離壁墻安裝或采用龍門架從地面生根安裝。結(jié)合已建成車站站廳層公共區(qū)終端設(shè)備的布置情況，對站廳層公共區(qū)的終端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示。

表2 站廳層公共區(qū)終端設(shè)備統(tǒng)計(jì)

嵌入離壁墻安裝的終端設(shè)備中，最厚的終端設(shè)備厚度為0.25 m，終端設(shè)備安裝高度范圍離壁墻內(nèi)安裝的管線最大厚度為0.30 m，考慮一定的安裝空間后，離壁墻厚度約為0.80 m，離壁墻內(nèi)部管線安裝空間約為0.65 m。

2.3 管線及終端設(shè)備固定方案

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)為成品預(yù)制構(gòu)件，為避免對預(yù)制構(gòu)件的破壞，出廠后不能在預(yù)制構(gòu)件上打膨脹錨栓等管線固定件。為固定管線和終端設(shè)備，需要結(jié)合管線路由，在頂板、側(cè)壁等管線安裝范圍內(nèi)的預(yù)制構(gòu)件上預(yù)埋套筒，套筒間距約0.5 m，如圖3所示。管線安裝示意見圖4。

圖3 套筒預(yù)埋件示意（單位：mm）

對于管線較少，且管線位置和預(yù)埋套筒位置對應(yīng)的區(qū)域，可直接采用螺栓將套筒和安裝管線的吊桿固定，如圖4(a)所示。離壁墻等管線密集、固定點(diǎn)較多的位置，需設(shè)置外置槽道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過螺栓和外置槽道將管線托架固定在側(cè)壁，如圖4（b）所示。

圖4 管線安裝示意

站廳層公共區(qū)除環(huán)控專業(yè)必須敷設(shè)在空間上側(cè)的回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管和弱電專業(yè)的采樣管外，其他管線均敷設(shè)在離壁墻內(nèi)，終端設(shè)備嵌入離壁墻安裝，對于不能嵌入離壁墻安裝的部分?jǐn)z像機(jī)、標(biāo)識牌等終端設(shè)備采用龍門架的形式進(jìn)行安裝。離壁墻內(nèi)管線及裝修龍骨固定示意如圖5所示。

圖5 離壁墻管線固定示意

2.4 站廳公共區(qū)裝修效果

管線敷設(shè)在兩側(cè)離壁墻后，公共區(qū)頂部裸裝，能夠很好地呈現(xiàn)出裝配式頂板的弧度，實(shí)現(xiàn)管線和裝修風(fēng)格的融合，提升空間視覺效果（圖6）。

圖6 站廳層公共區(qū)裝修效果示意

3 結(jié)論

本文對深圳市某裝配式標(biāo)準(zhǔn)地鐵車站的站廳層公共空間管線裝修一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行了充分分析。該站廳層管線裝修結(jié)合管線布置和空間高度，對車站公共區(qū)風(fēng)口形式進(jìn)行了多樣性嘗試，將球形噴口引入地鐵車站，并對氣流組織進(jìn)行校核。在滿足乘客舒適性的同時(shí)優(yōu)化管線布置，實(shí)現(xiàn)了管線布置和裝修風(fēng)格的結(jié)合，對后期建設(shè)開發(fā)的裝配式地鐵車站具有一定的借鑒價(jià)值。在滿足公共區(qū)管線功能性的情況下，優(yōu)化了管線的布置形式，解決了裝配式地鐵車站裝修方案與管線安裝沖突的問題，通過在離壁墻設(shè)置檢修門的方式進(jìn)行管線檢修，解決了高大空間頂部管線檢修不便的問題。車站高大空間的裝修風(fēng)格能夠給乘客以舒適、新穎的乘車環(huán)境，具有良好的社會效益。