辦公綜合體地下連通隧道綜合管線施工技術(shù)

1、張姚忠辦公綜合體地下連通隧道綜合管線施工技術(shù)摘要：本文對上海虹橋國際機場擴建工程中南北區(qū)地下連通隧道綜合管線施工過程中出現(xiàn)的問題進行分析解決，制定合理的施工技術(shù)方案，為連通隧道機電管線施工技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：連通隧道 ; 綜合管線 ;BIM; 支架上海虹橋國際機場擴建工程東航基地（西區(qū)）二期配套工程分為有南、北兩個區(qū)域，設(shè)置兩條連通隧道連接南北兩區(qū)，隧道上方為上海虹橋國際機場 VVIP 通道，為保證 VVIP 通道的正常運行，連接隧道采取頂管施工的方式，在此前提下，如何與各相關(guān)單位協(xié)調(diào)合作，在頂管施工的隧道中將復(fù)雜，管徑較大的綜合管線進行合理安全美觀的排布安裝，保證標(biāo)高和質(zhì)量要求，并

2、且不影響上方通道的正常運行成為施工工程的難點。本文對工程難點進行詳細的分析，并且對各項難點提出針對性的解決方案，不僅是對地下連通管道施工技術(shù)的簡單梳理，也是為以后類似的頂管施工，多方配合的地下隧道綜合管線施工提供寶貴的經(jīng)驗和參考。工程難點需確保車道的使用功能。由于東航基地中冷凍機房、鍋爐房均位于北區(qū)，35KV高壓變電站位于南區(qū)，故南北隧道承擔(dān)著冷凍水管、熱水管、動力電纜南北連通的功能，另外，連接南區(qū)地下二層至北區(qū)地下一層車庫的南北隧道，作為車庫公共區(qū)域有著嚴格的標(biāo)高限制要求：所有管線需要嚴格遵守2.4m 的最低標(biāo)高要求。系統(tǒng)主管密集，管線綜合難度大。除去南北兩區(qū)連通的冷凍水管、熱水管、動力電纜

3、外，在隧道中還有排煙管道，誘導(dǎo)風(fēng)機，消防噴淋，消火栓，溫感，監(jiān)控，三網(wǎng)合一等管線設(shè)備。隧道內(nèi)寬度為6 米，其中有 2 根 DN200的熱水供回水管， 2 根 DN100的熱水供回水管， 2 根 DN400的冷凍水供回水管， 2 根 DN150 消火栓管道， 1 根 DN150噴淋管道， 1 路 1000*200 的電源動力橋架， 1 根1200*400 的排煙管道， 1 根 200*100 語音通訊橋架以及1 根 150*100 的網(wǎng)絡(luò)通訊橋架。由此可見，隧道綜合施工面較小，管線極其密集，復(fù)雜程度高，又因為管線多為大管徑管線，管線安裝及標(biāo)高控制難度大，因此如何將該公共區(qū)域內(nèi)的機電管線布置的安全

4、、合理、符合質(zhì)量要求以及美觀成了一個問題。主要技術(shù)要點分析和措施在充分分析施工難點的基礎(chǔ)上，我司對各個難點以及它們所帶來的技術(shù)問題上進行了針對性的方案制定，并且積極與相關(guān)單位進行協(xié)調(diào)討論，保證施工界面的清晰劃分和施工過程的高效配合，最終形成一個完整的連通隧道綜合施工技術(shù)方案。該技術(shù)方案主要包含以下幾個要點基于 BIM技術(shù)的綜合管線集成 ;共用支架方案及驗算 ;管線熱補償 ;各專業(yè)管線施工技術(shù)要點?；?BIM技術(shù)的綜合管線集成考慮到南北連通隧道區(qū)域施工面較小但管線密集的問題，為了保證管線標(biāo)高要求，避免管線碰撞，滿足通道作為公共區(qū)域的美觀需求，采用BIM管綜模型深化技術(shù)進行綜合管線的集成。針對現(xiàn)

5、場連通隧道的實際情況，使用BIM技術(shù)對熱水供回水管、冷凍水供回水管、橋架、消防管、排煙管等管線進行建模，在模型中進行管線位置調(diào)整，以保證綜合管線的合理排布，并達到了連通隧道內(nèi)最低標(biāo)高要求。在BIM綜合管線排布的同時，對管線支架進行模擬后發(fā)現(xiàn)，如果按各機電專業(yè)管線進行支架設(shè)置，會產(chǎn)生讓人感到凌亂的視覺效果。針對這種情況，我方?jīng)Q定采用共用支架的設(shè)置形式在滿足公共區(qū)域的標(biāo)高的同時，滿足了美觀要求。完成的管線排布會在BIM 模型中進行管線碰撞測試，模型無碰撞后再經(jīng)由設(shè)計院確認，確認無誤之后才對該區(qū)域進行施工，保證了機電管線布置的安全、合理及美觀。支架方案及驗算為了滿足公共區(qū)域的美觀要求，采用公用支架的

6、設(shè)置方案，因為在隧道內(nèi)機電管線中，支架直接主要承重為2 根 DN200、2 根 DN100熱水供回水管、 2 根DN400冷凍水供回水管及3 根 DN150消防管道，管徑大，支架載重負荷大。在為了保證整個施工作業(yè)的安全、質(zhì)量的前提下，針對該南北區(qū)連通隧道內(nèi)的支架載重負荷進行嚴密的計算。采用 12#槽鋼雙拼作為整體支架。支吊架驗算運用BIM技術(shù)進行建模分析計 算。以南區(qū)某處地下管線的Revit模型為例，利用 MagiCAD插件進行支架校核計算。如圖 1 所示為選用作校核計算的位置的剖面。從圖上可以看出，該處共有1 根風(fēng)管， 8 根水管和 3 根橋架。為了減少支架的數(shù)量并且盡可能使放置科學(xué)美觀，此

7、處選擇只用一個綜合支架，并且兩邊分單層放置管道，中間分上下兩層放置管道。MagiCAD提供了多種工具方便用戶布置支吊架。由于所用支架是一個綜合支 架，需要通過將兩個通用單層吊架和一個通用單層支架拼接成一個綜合支架。支吊架的材質(zhì)規(guī)格按插件所給的規(guī)格中選擇C12.6 規(guī)格的槽鋼。下圖（圖 2）為 MagiCAD校核頁面的對話框。在該對話框內(nèi)需要填寫管道密度、介質(zhì)密度、保溫密度、電纜單位質(zhì)量等參數(shù)。當(dāng)所需參數(shù)全部填寫完成后，對話框右側(cè)會自動顯示程序計算校核的結(jié)果。在校核計算的過程中可以通過修改支架各段的規(guī)格來動態(tài)觀察支吊架的校核結(jié)果。通過不斷迭代嘗試可以獲得既滿足設(shè)計要求又能盡可能節(jié)省材料的規(guī)格。校

8、核過程中最終確定好的規(guī)格可以直接應(yīng)用到當(dāng)前模型，最終模型將使用更為適合的支吊架模型。管道熱補償空調(diào)管道中的水，經(jīng)過熱脹冷縮，產(chǎn)生應(yīng)力，對管壁形成推力，會導(dǎo)致已安裝完成的管道變形，對管道在正常工作情況下造成安全隱患。為了防止這種情況發(fā)生，我們對管道采取熱補償?shù)拇胧?，緩解水因?yīng)力對管道造成破壞。在設(shè)計熱力管道時，應(yīng)充分利用管道本身的自然彎曲，來補償管道的熱伸長。在無條件利用管道本身自然彎曲來補償管道的熱伸長時，可以采用管道補償器，本項目中由于采用的是方形補償器及波紋補償器。以在 B2 層通道內(nèi)管徑最大 DN200的熱力管道為熱補償量最大為例，驗證其補償量是否滿足要求。計算管道熱伸長量L=La（ t

9、2-t1 ）L管道熱伸長量（ cm） ; L計算管長（ m）;a管道的熱膨脹系數(shù) mm/（m） ，鋼管的線膨脹系數(shù)，取0.0133mm/（m） ;t1 管道內(nèi)介質(zhì)溫度（）; t2 管道設(shè)計安裝溫度（）;在 B2 層南北通道中， DN200熱力管 de 補償器兩端固定支架間距為60 米，即L=60m;鋼管材料選用 Q235-A，根據(jù)表 6-1 ，查的管道的熱膨脹系數(shù)為： 1310cm/（m）。管道內(nèi)介質(zhì)溫度為用戶側(cè)空調(diào)熱水供水溫度60; 管道安裝溫度取冬季最不利溫度0，即L=6010- 30.0133. （ 60-0 ）=47.88mm48mm校核波紋補償器及矩形補償器根據(jù)成品橫向波形補償器，其

10、補償量為36mm水 管所需 48mm的補償量，故滿足設(shè)計要求。各專業(yè)管線施工技術(shù)要求由于連通隧道兩端與地下室結(jié)構(gòu)中含有變形縫，所有在穿越該區(qū)域的所有機電管線必須設(shè)置伸縮節(jié)。根據(jù)設(shè)計要求、驗收規(guī)范要求以及現(xiàn)場實際情況，連通隧道中管道必須設(shè)置不銹鋼波紋補償器，選用的不銹鋼波紋補償器經(jīng)過我司計算后由設(shè)計單位進行確認后施工安裝。針對供回水管道進行相應(yīng)的橡塑保溫工作，在保溫層外側(cè)包裹不銹鋼，以滿足公共區(qū)域美觀要求。因共用支架包含橋架，故在橋架與支架中間設(shè)置絕緣墊，并在橋架變設(shè)置接地扁鋼，以滿足橋架接地要求。在機電管線施工安裝完成后，我司組織各專業(yè)技術(shù)負責(zé)人及施工員、質(zhì)量員對連通隧道中的管線安全質(zhì)量進行預(yù)驗收。對管道的實驗情況及現(xiàn)場實際試驗壓力做相應(yīng)的記錄。預(yù)驗收完成后，我司組織監(jiān)理單位對該區(qū)域進行驗收，在驗收合格后對相關(guān)的管道進行防腐保溫處理。結(jié)束語現(xiàn)在地下連通隧道已在許多大型綜合體中進行應(yīng)用，本文也是針對該區(qū)域的綜合管線施工進行了初步的梳理總結(jié)。在公共區(qū)域中管線敷設(shè)的合理性，支架的安全性尤