1.北京市轨道交通设计研究院有限公司 北京 100044；2.天津滨海新区轨道交通投资发展有限公司 天津 300450
摘要：目前，国内各城市轨道交通设计单位对车站管线综合的技术要求较为缺失，设计人员在设计过程中无所适从，管线排布标准也无据可依。基于天津滨海地铁B1线BIM技术的车站管线综合设计，完善管线综合基础技术标准研究，本标准做为天津滨海地铁B1线车站BIM三维管线综合设计的基准文件。也做为指导设备系统相关管线设计及安装实施定位依据，同时本标准关注管线空间效果，力求使管线综合设计达到：路径通畅、便于安装、易于维护、满足工艺、节约空间、整齐美观、减少变更、提高效率的综合目标。本标准明确了管线排布规则、综合支吊架系统及综合承载体系、设计接口、设计文件组成及深度、制图标准等内容。
关键词：BIM；车站管线综合；综合承载体系；综合支吊架
Abstract: At present, the domestic urban rail transit design units lack the technical requirements of the station pipeline integration, the designers are at a loss in the design process, and the standard of pipeline layout has no basis. Based on the comprehensive design of the station pipeline of Tianjin Binhai Metro Line B 1, the study of the basic technical standard for the comprehensive design of the pipeline will be improved. It also serves as a basis for guiding the design and installation of relevant pipelines in equipment systems, and this standard pays attention to the effect of pipeline space, in order to make the pipeline comprehensive design reach the comprehensive goals of smooth path, easy installation, easy maintenance, satisfying the process, saving space, NEAT and beautiful appearance, reducing change, and improving efficiency. This standard defines the pipeline layout rules, integrated support and hanger system and integrated bearing system, design interface, design documents composit ion and depth, drawing standards and so on.
Key words: BIM; Station Pipeline Collecting; Integrated load-bearing system; Comprehensive support hanger0
引言
城市轨道交通工程车站管线综合涉及的设备系统包括：通风与空调、供电、动力照明、给排水及水消防、气灭、屏蔽门、综合监控、设备与环境监控、火灾自动报警、办公自动化、门禁、自动售检票、导向、通信（包括专用通信、商用通信、公安/政务通信）、乘客信息、信号及人防专业等多达数十种。各种系统设备管线可达数百条甚至上千条。各种设备管线如何排布有着自身的规则与要求，而城市轨道交通车站的空间局促而有限。如何在有限的空间里，在满足各专业技术规则的前提下排布好所有管线，即综合管线优化，成为城市轨道交通工程设计中的一大难题。
在未实施车站管线综合设计或车站管线综合设计不够理想的工程中，管线施工安装难度很大，管线施工过程中的拆改也经常发生，有时还要影响使用功能和装修效果。目前，国内各城市轨道交通设计单位对车站管线综合的技术要求较为缺失，设计人员在设计过程中无所适从，管线排布标准也无据可依。为解决在设计、施工中遇到的诸多问题，亟需进行城市轨道交通车站管线综合技术标准的研究，从而形成一套较为完善的标准体系，用以指导实际工程建设。
1 研究范围
结合天津滨海地铁B1线车站管线综合BIM设计，根据《工程建设标准编写规定》的有关要求，确定了管线排布规则、综合支吊架系统及综合承载体系、设计接口、设计文件组成及深度、制图标准等内容作为本专题的研究范围。
本标准将车站管线综合设计的主要工作范围明确为：车站主体和附属部分吊顶以上的各设备专业主要管线的综合排布。重点部位为站厅公共区与出入口衔接处管线综合排布、站厅公共区与附属用房走廊衔接处管线综合排布、公共区内附属用房走廊内管线综合排布、站台端部用房外侧走道上方管线综合排布、站台层公共区中部楼扶梯两侧的管线布置 、站台板下电缆和水管的布置 。
本标准做为天津滨海地铁B1线车站BIM三维管线综合设计的基准文件。
2管线排布规则
车站管线综合设计的基础是各个专业提供的管线数量及基础路由，通过管线综合的综合性排布确定各专业管线合理路径。车站管线综合设计可指导各专业的施工图设计。各设备专业也均须依据管线综合图规定的位置及高程进行设计。车站管线综合有效设计能够使车站空间获得充分、合理、有效的利用，以便施工安装和运营管理维修，同时管线综合图又是建筑装修设计的基础资料。
车站管线综合设计的在初步设计阶段的设计目的是通过管线综合的综合性排布确定各专业管线合理路径。车站管线综合设计可指导各专业的图纸设计，车站管线综合有效设计能够使车站空间获得充分、合理、有效的利用。
综合管线图是各专业管线的综合汇总，但又不是各专业管线的简单叠加。其综合性有以下两点：一是各专业空间使用的平衡与协调的工作；二是各专业管线的简化，其简化的原则是为了使各专业设计人员及施工人员能读懂图纸，起到其真正的综合指导作用。
在车站管线综合技术标准中，规范了管线的上下排布规则，管线布置的空间要求，管线相对布置原则，及管线与设备位置布置，管线穿越房间，管线维检修等相关的规定，这是管线综合设计的规范化、标准化依据。
2.1管线排布规则化设计发展方向
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图1 管线安装现场混乱
Fig.1 The pipeline installation site is chaotic
在以往传统管线综合设计模式下，通常设计深度不够，管线排布原则混乱，难以起到指导管线复杂部位施工的作用。具体为：综合范围不全面：管线种类不全、综合部位不全；缺少关键部位详图；管线综合图纸与各设备专业图纸不完全一致；导致现场安装混乱，如下面的工程图片所示:
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图2 管线安装现场有序
Fig.2 Orderly pipeline installation site
不完善的管线综合设计会导致在困难部位管线安装突破了规定空间范围，且牺牲了检修空间和降低吊顶；施工效率低，局部检修困难，不利于设备调试及后期运营维护；部分管线安装存在不规范的现象，合理性较差。
在近期规范化、标准化的管线综合排布设计后，管线定位清晰，可预留检修维护空间，特别是在天津滨海地铁B1线应用BIM理念设计的车站，经管线碰撞检测，并同步修正二维设计图纸后，避免了管线在现场安装中的“打架”，使得安装效率大为提高。
车站管线综合设计目标应达到在施工中：路径通畅、便于安装、减少变更、提高效率；在效果上：满足工艺、易于维护、节约空间、整齐美观。
2.2管线排布的空间需求
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图3 管线遮挡预留洞口
Fig.3 Pipeline blocking reserved openings
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图4 管线支吊架安装高度低于门洞口
Fig.4 Installation height of pipeline support and hanger is lower than door opening
车站管线布置高度统筹规划，并尽可能布置在高处，这种做法优势是空间利用最大化，可以为装修方案提供更多样化选择。
管线在安装时应避开设备、管线的预留孔洞，如下图，管线遮挡了设备安装预留洞口。
车站设备管线在安装时注意管下净空不能低于运输门洞高度，如下图，管线吊架高度位于门洞之下。在变电所大型设备用房及设备运输通道上，其控制管线的高度除设备净高外，尚应考虑设备运输时的枕木或其他运输设施的总高度。
2.3管线相对位置布置原则
根据《民用建筑电气设计规范》中的规定，金属线槽布线与各种管道平行或交叉时，其最小净距应符合下表规定。
金属线槽和电缆桥架与各种管道的最小净距（m）
表1金属线槽和电缆桥架与各种管道的最小净距表
Tab. 1 Minimum clear distance table for metal trunking and cable trays and various pipes
2.4管线设置色环和标识
建议设备管线根据管线重要性分类设置色环和标识，提出管线识别色和识别符号的目的是为了方便管理，便于安装。
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图5 管线色环和标识
Fig.5 Pipe color circle and identification
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图6 管线安装支吊架没有统筹考虑
Fig.6 Pipeline support and hangers are not considered
综合考虑成本因素，设备专业管道、线槽的最外面统一采用局部涂色（色环）表示，色环宽150mm，间距8m，在管道、线槽的起点、终点、交叉点、转弯处、阀门和穿墙孔两侧等处应有色环。色环旁设识别符号，识别符号为管道、线槽类型的拼音字母或专业常用字母代号，字体大小不应小于80mm；通风、给排水管道还需同时采用字母和箭头方式标识不同种类的管道和水流方向箭头。箭头方向与水流方向一致，如果管道内的水流为双向，则以双向箭头表示，箭头长度不应小于250mm，宽度为50mm，识别符号与箭头的颜色均与管道色环颜色相同。色环、识别符号及水流箭头均采用喷涂方式施工。
3综合承载体系及综合支吊架系统
3.1综合支吊架系统应用必要性
由于地铁车站内空间有限，管线众多，尤其是在设备区走廊及公共区管线集中区域，需要管线分多层放置，采用传统的各条管线单独安装的方式往往造成管线凌乱、施工困难甚至不可行。
在以往未采用综合支吊架的工程中，因安装缺乏系统性考虑致使带来安全隐患。如下图所示：
目前，综合支吊架已广泛应用于地铁工程中。
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图7 管线采用综合支吊架统筹安装
Fig.7 Pipeline installation with integrated support and hanger
3.2综合支吊架系统组成
综合支吊架由专门的型钢、管卡、连接件、紧固件等组合而成，具有施工快捷、空间节约、后期管线维护和扩容方便等特点，能有效解决地铁新线车站部分管线集中布置问题。
3.3综合支吊架系统应用范围
在地下车站设备及管理用房区的走廊、站台公共区、站台端部附属用房外侧走道上方和其他管线密集区域应采用综合支吊架系统；地上车站设备及管理用房区的走廊和其他管线密集的区域,宜采用综合支吊架安装。在上述区域内，因管线从上而下多层排布，管线的支吊需要生根于顶板或中楼板的混凝土结构，而不能在两侧的房间砌块墙体上支吊管线，采用支吊系统统筹协调安装，是使综合管线设计得以实现的有效方式。
3.4综合支吊架系统设计规定
在实际应用中，综合支吊架的设计和应用也同样存在着很多问题，综合支吊架其产品部件均为工厂成品，一般为施工单位自采购，厂家二次深化图纸，并同时提供产品供货，施工单位负责安装的模式。综合支吊架在深化设计、施工、及验收等各环节均缺乏统一的标准。在此，我们结合了较早应用综合支吊架的北京地铁十号线一期工程，上海地铁十号线工程，并参照沈阳、重庆、广州、深圳等地的常规做法，对综合支吊架体系的使用材质、设计计算、锚固要求，安装要求等进行了统一规范。
在实际应用中，建议综合支吊架图纸的确认流程如下：
综合支吊架的使用材质区别于国标常用产品，其设计计算流程也较多依托厂商的计算选型标准，在本标准中，规范了厂商设计计算的基本要求，并要求厂商根据计算选配适宜的产品组合。其产品应达到的相关标准，厂商除需提供检测报告或实验室数据外，尚应做现场拉拔试验及静荷载试验加以验证。
4 设计接口
管线综合图是一个综合性的并具有指导性的设计文件。综合性是指它对多个专业的管线位置经过协调和平衡后，再以简化的形式汇总，指导性是指各个专业的管线设计和施工安装都必须服务从于管线综合设计图的整体安排。
各专业（或系统）的施工安装均须依据本专业的施工设计要求推进，同时又要参照管线综合图与其它相关专业互相配合、统一安排、协调一致。各专业的施工图若与管线综合图设计不相吻合或不一致时，应按照管线综合图的总体要求，修改专业设计文件。若管线综合图中空间分配不够合理或存在其它问题时，则需要与相关专业再次进行协调，合理分配空间。
管线综合图设计的基础是各个专业的施工图设计文件，但不是各个专业施工图的简单叠加或重叠，而是各专业设计的综合汇总。综合性汇总的意义：一是各专业对空间使用的平衡工作，二是各专业设计内容的简化或概略。管线综合图的重点是地下空间合理有效使用，因此与设备和管线所占用空间及所在位置不相关的设计内容应尽可能简化或概略。目的是使图面清晰，使各专业都能读懂图，都能使用图。原则是便于专业之间协商和协调工作的进行。
建议车站综合管线专业与设备及装修专业设计配合流程如下：设备各专业稳定提资、装修条件→管线综合专业设计周期及设计中配合→向各专业第一次返资料→收集各专业回馈意见及管线综合调整→向各专业第二次返资料→各专业回复确认→向各专业第三次返确认版图纸→指导各专业出图。
由于车站管线综合设计与设备各专业之间的相互依托及相互制约，做好车站管线综合与各设备专业间的设计接口管理尤为重要，本标准对各专业提供设计资料的要求、对各专业设计技术要求及接口文件管理做出了较为明确的要求。
5 文件组成及深度要求
在初步设计阶段车站管线综合专业设计根据各专业提供的资料，平衡协调分配各管线设备的空间使用；各专业提交管线综合平面布置单线图，车站管线综合综合考虑各专业主要管线布置及标高，解决管线综合空间条件的问题，及对车站建筑层高，房间布局，走廊宽度、结构返梁等因素的制约反馈。
在施工图设计阶段车站管线综合须与各设备管线专业充分配合，根据各专业提供的资料，细化各管线设备的空间分配使用，结合施工方案和施工工艺，有针对性的确定管线综合施工设计的条件和适用方法，并调整优化各专业的路径布置，以最终确定管线的空间及平面定位。车站管线综合设计给各设备管线专业反馈资料，使其管线布置的整体设计、协调也能够体现于各专业施工图中。
根据设计阶段的不同，车站管线综合设计的目的、内容、文件组成及深度均有所不同，车站管线综合设计文件组成及深度的统一规定，可保证各阶段设计文件的质量和完整性。
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作者简介：杜新明（1986-），男，河北保定，2009年毕业于河北建筑工程学院，电气工程专业，本科，中级工程师，现从事城市轨道交通设计工作。