市政工程管线综合优化研究

周 佳 宋 瀛

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

·市政工程·

市政工程管线综合优化研究

周 佳 宋 瀛

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

简述了市政工程管线综合设计的概念，对管线综合优化设计的目标和原则进行了介绍，并详细分析了管线综合设计中交叉口的竖向优化设计的原则与方法，对管线综合设计的进一步研究有重要意义。

管线综合，设计，市政工程，规划

0 引言

在我国，早在1988年文物考古部门就在战国阳城遗址考古中发现了一条距今约2400年的陶制供水管道，当时出土约有500 m，并且间隔30 m～50 m设有一个三通管。从这些古代时期中外遗址来看，管道布设已经具有了明显的管道综合设计的雏形。虽然我国管道综合设计有着悠久的历史，但是在当前的城市建设过程中，由于管线综合设计存在着理论和方法上的不尽完善，所以给管线综合设计施工带来了不小的人为干扰，也就造成了不必要的财力、物力和人力损失。因此，进行市政工程管线综合优化研究显得十分必要。

1 对管线综合的认识

1)管线综合。

一般来说，所谓的管线综合就是指在市政设计施工中按照一定的规划设计理论和方法，把各种管线有机地综合在一起(一般通过共同沟的形式)以达到合理利用空间，提高空间利用效率，减少工程量的目的。

2)管线综合设计。

市政工程管线综合设计，指的是在保证各种不同单体管线的技术要求前提下，结合城市道路横纵切面特点和其他各种自然条件以及施工技术，对道路地下空间中的各种工程管线进行空间位置的合理布置。使得管线综合设计既能符合当前的工程技术标准和要求，又能满足未来城市规划发展的客观需要。

2 市政工程管线综合优化的途径——管线综合优化设计

1)管线综合优化设计分析。

针对常规管线设计存在的问题，管线综合优化设计有针对性地提出了两个目标和四个原则。

a.两个目标。

第一,在确保管线必要的覆土深度的基本前提下，最大限度地减小其埋设深度。

第二,在满足不同管线间最小净距的前提下，管线尽量不要布设在机动车道的正下方，若着实无法避免则应该尽量避开车辙部位，最大限度减少车辆通行时的压力给管道造成破坏。

b.四个原则。

第一,充分掌握城市建设的整体规划和建设现状，明确二者与管线综合设计的必然关系，找出二者对管线综合设计的影响因素，确保设计与城市规划和建设现状有机结合，避免设计工作结果孤立和片面。

第二,要在设计前对相关法律法规、政策文件和管线特殊要求充分了解，确保管线综合设计有法可依，结果符合相关政策规定,以及各种管线综合技术规范要求。

第三,管线综合设计和城市规划设计必须同步进行，二者相辅相成、缺一不可。必须强化管线设计的意识，避免出现主体工程已基本竣工，但是管线设计才刚开始，甚至还没有起步的情况出现。

第四,对设计地段现有的管线信息进行全面、准确的收集，尤其是其中的地下管线部分，确保为设计工作提供准确的现状信息。通过准确的现状信息支撑，确保设计成果符合现场的实际情况，避免在实际施工中出现施工图和现场情况不相符的现象，进而临时修改造成不必要的人力、物力以及财力损失，影响施工进度和效益。

2)管线综合设计中交叉口的竖向优化设计。

交叉口的竖向优化设计是管线综合设计中的一个极其重要的组成部分。由于交叉口时常是处于城市交通的关键位置，因此，这一特殊位置的管线综合设计的好坏对于交通和管线自身的安全运行都具有重要影响，所以交叉口的管线综合竖向优化设计显得十分重要。

a.设计原则。

第一，尽量减小管线的埋设深度。一方面这既可以减小施工工程量，从而降低成本；另一方面，在地下水位高的地方还可以有效减小地下水对埋藏后的管线的腐蚀作用。

第二，尽量减少不必要的管道弯曲。在交叉口管道施工中，出于实际地形的制约，往往需要进行管道弯曲，而弯曲对于压力管道来说会使其传输中的能量有所损失，不但会增加运营的成本，还会增加施工难度，提高施工成本。

第三，要有超前的规划意识，设计既要满足近期的需要，又要为远期发展留下空间。

第四，要注重地下空间的合理利用，交叉口处往往空间有限，设计工作中一定要注重对空间的合理利用。

第五，不同管线之间的水平净距和垂直净距必须符合《城市工程管线综合规划规范》中最小净距的要求。对于特殊管线，还要满足其专业的规范指标要求。

第六，条件允许的地方交叉口处尽量采用综合沟敷设，这样既可以节约空间，又便于日后维护和维修。

b.设计方法。

第一，最小埋深法。该方法是指在交叉口竖向设计时，首先保证重力流管道(雨、污水管道)按照单体管线的专业要求确定其最小埋设深度，再依次确定交叉口处空间范围内管线交汇点各种管线的埋设深度；对于确定非重力流管线交叉点埋设深度时，处于上层的管线按照该管线的最小埋设深度埋设，在此前提下再来确定下层管线的埋设深度；当出现重力流管线和非重力流管线埋设高程冲突时，要按照重力流管线优先的原则来处理。基于最小深埋法的原则，在实际操作中各种管线交叉时的最小垂直净距形成了一个相对定值，如表1所示。

表1 管线交叉时的最小垂直净距

第二，逐层递进法。该方法是指在交叉口管线综合竖向设计时，把在该处汇集的各种管线按照性质不同进行分类，自上而下地为不同的管线设置独立的空间层。而其中的重力流管线的埋设深度要按照单体管来确定，不应擅自更改，非重力流管线与重力流管线冲突时须避让。计算机三维效果图如图1所示。

第三，综合平衡法。这一办法是指当管线穿越道路交叉点时，把最小埋深法中距离较近的多个弯曲合并为同一个弯曲，将逐层递进法中可以合并的独立空间合并成一个公共空间。最小埋深法能实现地下空间的最大节约化，但却是以增加施工难度和管网运营费用为代价；而逐层递进法可以降低施工难度和管网运营费用，但必须增加管线埋深进而占用更多空间资源。综合平衡法是将以上两种方法综合利用，既能尽量减小管线埋深，尽可能多的节省地下空间资源；又能做到每种管线在穿越交叉点时弯曲最小，便于施工。从其效果图来看，综合平衡法使得各种管线在有限的地下空间中有序排列，显得规整合理(如图2所示)。

3 结语

管线综合设计是当前的市政工程中管线规划的一个新的设计理念。它弥补了传统常规设计的不足，在目前的管线设计中优化设计充分考虑到了管线性质、城市发展现状、未来的发展空间，以及法律法规、政策等各种各样的影响因素，是一种全面、客观、科学的设计方法。这一方法是一种集合了城市空间学、规划学、管理学、工程经济学的充分体现了现代城市建设的新理念和新方法，是我国市政工程中管线综合设计的可取方法。

[1] 刘宝辉.市政工程管线综合优化研究[D].西安：西安建筑科技大学，2010.

[2] 王秋平，刘宝辉，张 琦.市政工程管线综合竖向规划的快速解决方案[J].科技进步与对策,2009，11(26)：77-78.

The comprehensive optimization research on municipal engineering pipeline

Zhou Jia Song Ying

(TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300051,China)

This paper simply discussed the comprehensive design concept of municipal engineering pipelines, introduced the goal and principle of pipeline comprehensive optimization design, analyzed in detail the vertical optimization design principles and methods of intersection in pipeline comprehensive design, had important significance to further research on the pipeline comprehensive design.

pipeline comprehensive, design, municipal engineering, planning

2015-01-12

周 佳(1983- )，女，工程师； 宋 瀛(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)09-0219-03

TU990.05

A