地铁通风系统管路设计失误及施工对策分析

潘二倩（上海地铁咨询监理科技有限公司， 上海 200032)

地铁风管制作安装一般是地铁机电安装进场施工的第一步，因为风管尺寸相对较大，需要优先安排空间。但是，通风专业设计存在的不足，综合管线深化设计图很可能未完成，以及综合管线深化设计精度的不足，都会给现场施工标高及位置的冲突埋下隐患[1]。常见的地铁通风系统管路设计失误有多种表现形式。本文主要分析设计失误的主要原因及施工对策。

1 常见设计失误的几种情况

1.1 两趟或多趟风管位置冲突，综合管线设计未深入核实

此种失误在风管较多的房间或区域内发生。其主要表现在同一个房间或区域内，不同的风管局部甚至全部重合，造成实际没有办法按图施工。比较常见的情况是同一个房间内既有大系统又有小系统的多趟风管穿过，设计时由于风管路径按照系统单独设计，大系统及小系统图纸仅仅显示本系统风管，通风专业设计完成后不认真核对，在极端情况下，综合管线设计也未能全部核实，直接照抄照搬甚至遗漏，直到施工时才会发现此问题。

某地铁项目通风专业设计存在风管位置重合的情况，其中小系统 （S 800 mm×630 mm，标高 4.37 m）与大系统（S 1 250 mm×800 mm，标高 4.30 m）位置重合。需要特别指出的是，在该项目的实际设计中，综合管线图遗漏了上述多个管线。该项目小系统风管位置见图1 ，大系统风管位置见图2。

图1 小系统风管位置

图2 大系统风管位置

1.2 局部风管布置过于密集，路径上往往难以走通，并影响探头安装

地铁车站空间有限，风管数量较多。实践中经常发现专业设计未统筹考虑，造成个别房间的风管特别密集，不但占满了房间的整个上部区域，而且不得不多层排布风管，造成上层风阀的操作机构被遮挡，给将来运营过程中的检修造成极大不便。如此密集的风管设置，也使得多趟风管自房间内穿出至走廊后与综合支吊架位置冲突，无法穿越走廊。

设计风管众多且密集，一般图纸会审难以真正发现隐藏的这类问题。往往是风管安装过程中发现路径走不通，不得不重新“另辟蹊径”，造成的局部较大的制作及安装返工损失；同时密集的风管占据了气体灭火探测设备的安装位置，导致无法安装气体灭火探测设备，此问题解决往往很棘手。

例如，某地铁站站厅 B 端照明配电室出现以下情况：风管密集，风管路径不通，探测设备无法安装；风机基础高度错误。

1.3 风管通风路径不通，排风路径丢失

此类情况主要出现在既有土建风道，又有铁皮风管（或复合风管）风道的排风系统中。主要是因建筑专业设计与通风专业设计提供资料遗漏配合不当造成。发现的实例中有一例是站台板下轨底风道热风进入站台的环控小室之后，再无排出去的路径。在建筑图中环控小室顶板（即车站中板）上通向环控机房（位于站厅，环控小室上方）的孔洞遗漏，虽在通风专业图中有孔洞，但之后由环控机房通向土建风井中排风道的铁皮风管却被遗漏。此类遗漏发现后只要能尽早解决，一般不会有太大的难度。

风管路径丢失的另一种情况比较特殊，就是在设置渡线的车站，轨顶排热风道丢失。一般车站轨顶排热风道与站台环控小室的距离很近，两者之间通过土建风道联结（或者预留风口，用钢板风管联结），轨顶热风将通过环控小室及其后的管路系统经风井排至站外。设置渡线的车站，站台轮廓会跟随渡线做成曲线，导致环控小室与轨顶排热风道距离较远，这种情况下往往会遗漏了两者之间本应有的土建风道。这种问题的解决，最后不得已只能使用镀锌钢板风管，上跨渡线的接触网，联结轨顶风道和环控小室。镀锌钢板风管上跨接触网，存在着长久间断性受区间活塞风压晃动的风险，以及距离接触网较近等风险。

1.4 站台风管侵入限界

此类情况不算常见，但实践中确实在设置渡线车站时发生过。设置渡线的车站，如果通风专业设计忽视在站台末端渡线曲线将靠近站台，那么风管支架及风管就会侵入行车限界，并且距离接触网的距离小于安全距离。一般在图纸会审阶段难以注意到这样隐藏的问题，但渡线一旦施工完成就会立即发现侵限问题，将不得不对侵限风管支架等进行返工。

1.5 未考虑车站下翻梁及局部吊顶造型，影响蓝图的可实施性

通风专业设计时，使用的建筑底图一般不会表示顶板、中板下的各种形式的下翻梁。通风专业设计也不太会去对照结构图，考虑下翻梁对风管局部路径标高的影响。这就容易出现站厅、站台吊挂安装的风管无法完全按照通风蓝图施工的问题。

另外还有一种稍微复杂的情况是，公共区风管设计时，既忽略了下翻梁的影响，又未能考虑公共区装修吊顶局部造型较高的问题。这种情况下风管需要安装较高，然而下翻梁却限制了安装高度。为保证公共区吊顶造型效果，往往只能经通风设计验算后缩小风管尺寸。

风管设计中未考虑车站下翻梁及吊顶造型的情况较常见，一般不会造成较大返工，但工期会有所延误。

1.6 风机基础高度错误导致风管无法连接

一般大的风机安装于混凝土基础上，风管与风机的连接、风机与扩散筒的连接均要求中心线同轴线安装。由于通风专业设计所给定的风机基础完成面标高错误（以风机安装所在房间或风道的地面装修完成面为基准），导致风机与风管、风机与扩散筒无法保持中心线同轴安装，因此不得不将设备基础凿除返工，再次安装。

出现这类设计失误的最大可能原因是通风专业设计单位在与风机厂商对接过程中，取得多批次的风机外观尺寸数据，却误用了非最终版的数据，而图纸会审一般较难发现这类设计失误问题。

1.7 风管截面积过大，施工排布困难，风管安装及保温施工难度极大

由于通风专业设计过于保守，所以设计的风管尺寸往往偏大。一方面会造成在地铁较为狭小的空间及综合支吊架中，风管排布困难；另一方面也会使得施工安装难度大增。因风管尺寸偏大，空间有限，只能几乎贴顶安装，且因尺寸过大，无法通过增大宽度降低高度从而保持通风截面积不变的方式，腾挪出安装空间，因此安装操作空间很小，施工难度大。特别对于保温风管，不得已只能分成几个长段在地面做好顶面、侧面保温，再一长段一长段进行吊挂拼接，使安装难度增加。而且，因几乎贴顶安装，各长段连接处上部的固定螺栓无足够拧紧操作空间，紧固难度大，效率低，导致紧固效果不佳，也可能造成一定的漏风隐患。

2 施工对策

2.1 在综合管线蓝图完成并经施工深化设计完成后进行施工

由于机电安装阶段工期普遍较紧，因此设计图纸尤其是综合管线图往往不能及时下发。但是，风管制作安装是机电安装的头道工序，持续时间较长，施工单位必须要在保工期还是保证少返工两者间做出抉择。从正常施工程序来看，应该尽量在取得综合管线蓝图后做好图纸会审，在施工深化设计后进行风管制作安装为好[2]。

2.2 进行BIM综合排布是解决问题的最可靠办法

传统上，通风系统管路位置及标高设计失误问题屡见不鲜，而且受制于传统的二维深化方式本身的局限性（无法真正检测碰撞，主要依靠设计及施工技术人员的经验及责任心），即便是经过综合管线深化设计及施工单位的综合管线再次深化设计后，仍不能把所有问题都解决掉，因此单纯依靠传统方法不是最好的选择。

随着BIM技术的普及，BIM在解决机电安装中管线碰撞的巨大优势更是进一步得到认可[3]。目前，机电施工单位均设立了 BIM中心。BIM 技术在施工中发挥着越来越大的作用，依靠BIM技术手段可以从根本上解决通风系统管路方面的设计失误。

运用BIM技术手段解决设计失误时，需要处理好以下 2个问题。

（1）BIM应用要从源头即设计开始，才能从根本上解决风系统管路设计的失误问题。如果施工阶段才开始使用BIM 技术，则图纸的设计失误仍会存在，会造成较多变更，而且施工单位存在着建模原始数据取得难度大的问题。从源头即设计阶段使用BIM工具进行站内所有管线的排布，施工阶段施工单位直接取得BIM设计成果并继续予以深化，将大大减轻深化工作量并可以避免因管线冲突返工引起的浪费。

（2）在使用BIM过程中所用的建模数据必须全面，与车站实际一致，如必须考虑结构梁、装修的局部造型和站台层限界。

3 结 语

地铁风管制作安装既是工作量较大、耗时较长的施工作业，又是不得不在设计图纸隐藏问题未全面解决的情况下需要尽早开始的施工项目，而传统的地铁风管设计及深化方式又很难避免设计失误。只有对产生设计失误的原因及影响进行全面分析，更加精细地进行设计，并从设计阶段采用 BIM技术，在建模时全面考虑相关因素，才能从根本上减少设计失误，进而降低施工阶段地铁通风风管系统的返工损失。