城市道路地下管線平面布置及豎向空間規劃設計重要性分析

年士磊+汪明

摘要：文章針對市政管線在設計改造過程中遇到的具體問題及建成運行管理維護中存在的問題進行分析探討，探討關于如何設計管線平面布置及管線綜合豎向，在保證科學合理、經濟可行的前提下，盡量解決市政地下管線豎向頻繁沖突，保證建設管網功能能夠充分發揮，同時降低施工難度，整體節約工程費用的投入，方便后期管網運行管理。

關鍵詞：重力流管道；壓力流管道；豎向沖突；城市道路；豎向規劃；地下管線 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU984 文章編號：1009-2374（2017）07-0145-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.069

隨著我國城市規模日益擴大，隨之而來的是道路建設大幅增加。道路是市政管線建設的主要通道，市政管線的合理布置能為居民生活便利提供保障。由于城市地下管線布置日益復雜且部分市政管線未能與道路同步實施使得城市道路經常需要二次開挖，因此如何合理布置市政管線就顯得尤為重要。同時伴隨著城市化發展及市容建設要求，大量架空地上管線落地。大量專業管線及地下永久性構筑不斷的建設完善，地下空間建設越來越擁擠，由于管線前期建設規劃不完善，缺少地下管線整體豎向規劃設計，造成后期管線建設存在大量豎向沖突問題。整體豎向設計即規劃設計人員站在城市地下管線整體全局考慮角度系統考慮，結合現狀地勢走向，管線功能性需求、施工難易程度及綜合經濟投入角度，合理規劃布局，保證地下管網建設整體效益最優化。

1 市政管線的功能作用

道路是各種地下市政管線布置主要通道，城市好比一個有機的“生命體”，各種地下管線好比城市生命體的血管，為城市生命體的日常運轉提供必要的水、能源、動力、通信保障，及時排除降雨及生活廢水，保障城市整潔合理有序運行。

市政管線通常包括市政排水（雨水、污水）、給水、電力、燃氣、熱力、弱電通信、交通設施路及燈照明等常規市政管線，結合不同具體工程特點可能涉及原油、中水及原水管等非常規管線。如何布置城市的血管是市政管線設計人員重要的工作內容。

2 市政管線的平面布置考慮

市政管線平面布置應結合道路紅線寬度、道路斷面、管線類型和數量以及周邊環境等因素綜合考慮：（1）滿足管道之間規范距離要求，規范是設計人員的綱領及準繩，所有的設計作業均要求在規范允許范圍之內；（2）平面設計應盡量減少管線頻繁交叉，分支管線較多及抗壓能力弱的管道應盡量向道路兩側布置，斷面較寬道路應盡量雙側布置管道減少橫穿管線頻繁交叉及過路，保證道路工程質量；（3）管線布置應盡量避開行車輪跡線下，保證管線后期運行安全。道路斷面較寬的道路，管線布置應盡量相對集中于道路兩側，為遠期可能建設管線留出空間，同時保證道路工程施工質量；（4）管線平面布置須同時考慮工程施工的方便性、可行性，深挖管線應盡量遠離道路兩側建筑基礎，確保道路兩側建筑安全。

3 城市管網的豎向規劃與建設現狀

地下管網豎向規劃設計對地下淺層空間開發利用非常重要，由于前期城市在建設過程的不夠重視，地下管線豎向規劃存在一系列問題。以濟南市地下管線建設規劃及現狀為例，濟南作為山東省省會城市，地下市政配套管網建設相對完善，通過多年來具體設計工作經驗總結，濟南市地下管線豎向規劃及現狀存在以下問題：（1）整體系統性地下管網豎向規劃缺少，是城市地下管線空間建設混亂的根源；（2）專項管線規劃不完善或部分缺少，通常僅規劃管線路由及管徑，豎向設計僅提供原則性豎向設計要求，缺少地下管線豎向空間設計具體情況。多數情況管線需求由專業管線單位開會臨時決定建設與否；（3）已建成管線地下空間管線豎向高程劃分不合理，管線豎向沖突頻繁；（4）由于缺乏系統性管線綜合豎向設計規劃，不能在設計之前提前規劃各專業管線所處豎向高程空間。伴隨著地下空間開發強度越來越大及永久性構筑物的不斷建設，特別是地下管廊及大管徑管線的建設，地下管線空間豎向沖突現象越來越嚴重。新建管線施工難度越來越大，管線設計功能性得不到充分發揮。

4 綜合豎向規劃缺少帶來的具體問題

由于地下管線綜合豎向規劃設計缺少及不完善，在工程具體建設過程中帶來了一系列具體問題。

以雨污水為代表的重力流排水管線，由于整體豎向規劃不完善，管網在具體建設過程中由于建設過程時間先后順序不一致性及缺乏全局觀念，存在部分高程上下游無法正常順接，造成部分管段長時間積水無法排除，增加后期管道運行維護難度，同時易引起管道堵塞積淤，影響排水性能發揮。或者管道埋設較淺，沿線用戶無法正常排入。伴隨著一批城市綜合管廊等永久性大型地下構筑的建設完善，缺乏地下管線豎向高程規劃帶來的管線豎向高程將會不可避免，大大增加了后期工程施工難度及建設與工程日常管理投入成本。

以壓力流為代表的給水、燃氣及熱力管線由于缺少管線豎向設計規劃，直觀認為壓力流管道由于以外界額外提供流體運動動力不受管道高程影響，管線豎向設計以滿足規范要求最小覆土即可，具體施工時存在現狀管線高程沖突時，頻繁管道變線避讓，由于路段管線豎向設計覆土較淺，交叉管線豎向多有沖突，由于交叉管線頻繁變線避讓沖突管線高程，管網建成運行時額外增加許多阻力，造成后期管網難于平衡，不能達到理想設計流量，造成工程建設難于到達設計需求，特別對于支狀管網表現尤為突出，對于熱力管線由于熱漲應力存在，頻繁管道高程豎向設計沖突及調整局部線形，將會造成大量管網系統局部應力集中，增加管網損壞風險。

以電力管溝/管束、綜合管廊及弱電管束為代表非動力管線，除建設管束外，多以大空間地下鋼筋混凝土永久結構為主，占據地下空間豎向范圍較大，一旦項目建設后期改造可能性極低，由于管網系統規劃豎向缺少，對后期交叉管線建設將存在極大障礙，特別是以雨污水為代表的重力流管，嚴重影響管網性能發揮，同時增加管理運行成本。

如何避免上述存在的管線豎向沖突問題，保證市政管網在建設過程中保證以重力流為代表的排水管線上下游高程能夠順利對接，同時方便沿線用戶分支管線的順利接入；以壓力流為代表的給水、燃氣、熱力管線，保證管網建設過程減少管線豎向沖突，便于設計管網平衡使各路分支到達設計流量要求，減少以電力溝及綜合管廊為代表的非動力流管線，對重力流及壓力流管線的豎向沖突，如何解決上述存在問題是規劃設計人員需要思考的問題。

5 地下管線豎向規劃層次劃分及綜合豎向設計

城市道路地下管線占居地下空間豎向范圍通常為地面以下0～7米范圍空間。如何規劃各專業管線豎向層次分布，對減少管線豎向沖突，方便后期管理維護、維修及管線存在具有重要意義。結合管線建設后期改造難易程度、永久性、管線建設維修頻率。管線豎向層次劃分為：以重力流為代表的雨污水管線，通常為地下連通性區域管網，主干管通常匯水區域設計范圍較大，特別是污水管道，設計豎向深度以地下5～6米為宜，方便區域性匯水支干管道接入，匯水支管設計深度以地下3～4米為宜，方便沿線用戶接入。由于雨水管線豎向設計通常受臨近收納河道高程限制，設計豎向需結合現狀確定。由于重力流管道依靠自身重力流動，豎向規劃優先確定雨污水管線豎向，其他管線豎向優先避讓排水管線高程。

以壓力流為代表的給水、燃氣、熱力等管線由于不受重力限制，且后期維修改造相對頻繁，為減少管線豎向交叉頻繁沖突，方便后管線維修改造，設計深度以地下2.5～3.5米為宜，保證路段交叉順利橫穿。減少施工過程中的管線豎向沖突。

以弱電、路燈交通為代表的電力管束為代表的非動力流管線由于自身占有地下空較小且易于避讓其他管線，設計深度以地下1.0～1.5米為宜。以綜合管廊及大型地下電力溝為代表為地下管線導引通道，由于自身占有地下空間范圍相對較大，多為現澆鋼筋混凝土永久結構，一旦建成，后期改造極為困難。地下豎向空間分布范圍以地下3～7米為宜，以方便路段雨污水及壓力管線橫穿減少管線沖突。管線豎向層次劃分為管線后期建設過程中減少路段管線豎向沖突提供原始根本保障。由于地下管線的復雜性，特別是交叉路口范圍為交叉管線匯集處，為了杜絕或減少不可遇見性的管線豎向沖突，管線綜合豎向規劃成為不二選擇。通過管線豎向綜合規劃設計，可以解決以下具體問題：（1）優先保證排水管線整體豎向排水通暢，高程順接合理可行，避免管道積水積淤，方便后期管理；（2）壓力管道可以因綜合豎向規劃設計減少管線豎向沖突點，明確管線沖突點及局部阻力大小，而方便設計管網平衡使管網達到設計功能要求。對于熱力管線，由于減少管線豎向沖突點，減小管道因熱漲應力造成局部損壞風險；（3）管線綜合豎向設計明確不同管線在豎向空間相對管線，明確各管線施工相對順序，為遠期規劃建設管線的預留預埋管線提供科學合理空間位置保證，避免路面反復二次開挖，節約工程總投入，保證道路建設質量，確保道路交通順暢。

6 結語

基于以上分析可知，市政道路地下管網豎向規劃設計是必要可行的，通過地下管網豎向規劃設計可以杜絕排水管網高程順接不暢，影響排水性能發揮，減少專業管線豎向沖突，減少管網阻力便于壓力管道的管網平衡，同時節約運行管理成本，為非同步時建設的管線預留預埋提供科學合理可行的豎向位置空間，減少工程后期施工難度，節約工程建設總投資。

參考文獻

[1] 室外排水設計規范（GB 50014-2006）[S].北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2] 城市工程管線綜合規劃規范（GB 50289-2016）[S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

[3] 給水排水管道工程施工及驗收規范（GB 50268-2008）[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[4] 陳志龍，等.城市道路地下空間豎向規劃探析[J].地下空間與工程學，2009，5（3）.

[5] 城鎮供熱直埋熱水管道技術規程（CJJ/T81-2013）[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

作者簡介：年士磊（1981-），男，安徽蚌埠人，濟南城建設計研究院有限責任公司工程師，國家一級注冊建造師（市政），國家注冊公用設備工程師，研究方向：市政給排水工程設計及市政綜合管線工程設計。

（責任編輯：王 波）