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标杆||这个中西部最大的国际会展中心，彻底展现了澳门人威尼斯3966虹吸排水的洪荒之力
2016-08-22
澳门人威尼斯3966
中国西部国际博览城位于成都天府新区核心规划区，总建筑面积不少于265万㎡，预计总投资200亿元人民币，作为天府新区又一座新地标建筑，建成后将成为我国中西部最大的国际会展中心。
作为天府新区重大核心项目，整个工程引进国际一流设计团队，以高标准高起点规划，将被建设为具有现代会展功能、区域支撑功能、现代服务业创新功能、西部及四川形象展示功能的国际会展中心，足以想象其对雨水排水工程及防水项目要求多么严格。
澳门人威尼斯3966集团承接的中国西部博览中心虹吸雨水工程及防水工程，项目整体工程于2016年7月28日正式交付验收。其中防水工程总面积超35万㎡。该项目南区标段包括A、B、C、D、E、F馆，屋面总汇水面积超过37万㎡，屋面虹吸排水系统共配置了1000多个虹吸式雨水斗，200多个排水系统，由澳门人威尼斯3966集团负责深化设计、供应材料和施工。
西部博览城虹吸雨水系统工程是迄今为止设计和施工难度最大的虹吸雨水系统工程之一，雨水横管的固定、多条悬吊管的并行处理、平台门字支架的设计、多条横管高空并行敷设及固定等都是一般虹吸雨水系统工程未曾考虑过的，在此项目中运用到的技术措施是行业最多的，是国内虹吸雨水系统工程的标杆项目，为工程专业技术人员打开了新的视野，也让人们对雨水系统设计和施工的认识更加深刻。
今天我们将就中国西部博览城虹吸雨水系统深化设计相关问题进行探讨。
【摘要】
中国西部博览城项目包括A、B、C、D、E、F馆，屋面总汇水面积超过37万㎡，屋面虹吸雨水排水系统深化设计过程中有很多新的问题，笔者就这些新的问题提炼出来，进行分析和探讨。
【关键词】
西部博览城虹吸 防晃支架
【项目的主要结构构造特点】
中国西部博览城展馆分为6个展馆，屋面排水走向并不能依据排水坡度确定，屋面属于异型结构，它的屋面排水系统汇水区域分区主要基于屋面等高线对应的标高并结合屋面集水井具体布置位置进行屋面汇水区域的详细划分，且需要考虑实际降雨过程中有部分雨量进入其它天沟的可能性，进而进行一定比例的计算调整；屋面属于球型网架结构，且中心球节点间距不是固定的，间距也有长短，且下方在结构设计时，并无考虑固定虹吸管道所需的加固悬吊梁，由于屋面汇水面积大，屋架下方雨水悬吊管数量较多，给设计和施工造成了比较大的难度，且场馆的立管位置和出户条件都受到预留套管数量和大小的限制，同时，还需要结合其它专业管道的情况进行系统的设计并且在施工中还需要一些小的调整，才能满足排水系统的要求的同时，与其它专业管道不发生冲突。
【项目深化设计过程中主要技术难点】
1）汇水面积的详细划分问题；
一般而言，屋面雨水排水工程，仅需从屋面排水的水力坡度的坡向结合屋面分水线及结构伸缩缝位置进行屋面排水汇水区域划分，本工程的屋面结构属于异型大跨度钢结构，其标高分布和屋面坡向均是十分复杂的，考虑到用传统方法核算汇水面积是不可行的，在深化设计的过程中，我们结合了屋面等高线分布，并依据等高线的特点，做各个等高线的垂线，并将等高线的垂线连接到一起，以确定分水线位置，同时结合集水井的位置进行汇水面积计算，确保汇水分区的合理性，同时保障整个屋面雨水量能够通过系统排出，以保证金属屋面的结构安全。
Fig1 : F馆屋面汇水区域划分（局部）
2）屋面雨水斗的综合排布问题；
雨水斗的综合排布，主要涉及到每个雨水斗分管的屋面汇水面积是多少的问题，同时也关系到系统的安全性和可靠性问题；雨水斗的排布需要考虑建筑屋面结构形式、确保每个汇水区域都有2个以上的雨水斗，同时雨水斗的选型，需与所在汇水分区的汇水面积适应；所有屋面的天沟的雨水均能通过系统排出，所以不能出现有部分区域集水的情况，这也是这么特大型、跨度大的异型结构屋面排水的突出难点之一，基于屋面结构的特殊性，实际实现这一点是有一定难度的，主要是基于本项目很多区域最低处附近是无悬吊固定管道的位置的，如果加设雨水斗，下方管道并入到系统中会对系统平衡有影响，如果单独出户又涉及到增加出户套管等一系列问题；如果不加雨水斗，则有些区域会局部积水。我们在设计方案的过程中，考虑到具体实施过程的难度，对各种可能性做了综合的权衡，对实在是条件有限的区域，我们采用重力管道引入到下层排水天沟的措施，从而达到排除雨水又不至于需要增设套管的问题；对于条件允许的区域，我们采取就近并入的原则，并对系统重新进行了水力平衡计算，以确保系统安全。
3）屋架下管道的固定问题；
由于本项目屋面面积巨大，所以存在大量的雨水水平悬吊管悬吊在屋架下，基于屋面结构及虹吸雨水系统悬吊的要求，及建筑幕墙紧邻展馆排水沟正下方对管道布置有影响，同时并排走多条悬吊管的方案在现场是无法实施的。我们与项目设计方进行了项目的深入探讨和沟通，解决了不规则的大型屋面下雨水悬吊管固定的问题。主要采取了如下技术措施：首先，合理优化管线走向，尽量避免管道并排的情形；其次，通过调整管线走向，防止管道出现倒坡，主要是通过设置垂直管线下到下一层标高再接入原立管位置进行解决；最后，所有需要并排的情形转移至平台上垂直支架悬吊固定解决（见附图）。
Fig3: 屋架下悬吊做法
Fig4: 平台固定做法
Fig5: 网架结构大管悬吊固定做法
4）走平台水平横管的固定问题；
西部博览城屋面雨水管道由于结构的复杂性，大部分雨水水平悬吊馆无法在屋架钢结构上下弦固定，考虑到这种情况，我们提出了雨水悬吊管走各个馆12米，18米，24米，30米钢筋混凝土平台上，具体敷设方式及做法见大样图，所有雨水管均悬吊固定在8#槽钢制作的门字架上，门字架的敷设高度以不影响场馆幕墙电动开启窗及不阻碍正常维修通道为基本原则，同时增加了管道防晃措施，确保系统的安全可靠性。
Fig6:多条水平悬吊馆走平台固定做法
5）飘带外侧系统转向平台上的管线排布问题和固定问题；
在场馆平台外，有一个不规则的曲面，其下是展览期间的馆外行人进入馆内通道，这就是飘带部分，该部分的曲面排水由于自身结构的原因，无法并排悬吊多根管径较大的雨水管，我们综合考虑了飘带空间结构的特点，并结合平台和飘带连接处幕墙的西部做法，提出了新的解决方案：将原设计在飘带部分悬吊的水平横管重叠部分全部改为在平台上敷设，不出现多条管线并排的情形，同时我们尽量减少雨水管穿越幕墙的次数，对穿入的标高也设定了标准，这样一方面减少了雨水管对幕墙本身的影响的同时，也不会因为管线进入平台造成对其它专业管线的影响，同时也方便了日后的维护。具体做法详见大样图：
6）横管接立管位置的处理问题；
由于西部博览城屋面坡向的复杂性，屋架下的钢结构上下弦底标高并没有规律性，就是说朝着一个方向走管，可能会出现管线走不通的情况，在此情况下，我们一方面要考虑标高的问题，另一方面要考虑管道本身的固定问题，我们根据标高走向的特点，并结合虹吸排水系统本身的要求，我们采取了逐段过渡的做法，具体做法详见西部做法大样图。
7）管道穿烟囱部位的技术处理问题；
本场馆有部分平台上（约一个场馆一个）有设置垂直向上的烟囱，由于其管径较大，并且排水管道不能进入其内敷设，故需要调整管道走向，并结合管道是否能够固定等进行调整。我们调整管道走向，并结合管道是否能够固定等进行调整。我们通过现场踏勘，对管线的固定进行了考量，同时合理避开了烟囱，并尽可能减少对原系统水力平衡的影响，重新复核了系统水力平衡。
8）C馆北侧位置无出户造成的南侧排水管线过度集中带来的技术问题的处理；
由于本工程C馆北侧大部分区域无虹吸排水立管，所有的横管需要穿越平台进入南侧有预留雨水立管位置下至负一层出户，这里主要的技术难点在于平台的宽度有限，平台上方可供固定雨水管的空间是有限的，加之各层贯通的烟囱及原有虹吸雨水横管等的影响，实际排布这一区域的排水横管是十分复杂的，我们采取了就近原则进行了管线优化调整，并最大程度利用了每个平台可供雨水管利用的空间，在有烟囱上下贯通的平台，我们没有设置雨水管线，这样我们就解决了问题。
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