陈玉艳
(华设设计集团股份有限公司厦门分院, 福建 厦门 361000)
一直以来,市政管线建设工程中的重要环节就是市政管线设计,而管线设计是否合理与后期管线施工及其施工质量密切相关。因此,在市政道路改造工程中,面临的一个复杂化、难度较大的工程就是管线改造设计。本项目为巷东路市政设施提升改造工程,起点与巷南路相交顺接巷西路,沿线与舫阳北路相交,终点与舫山北二路、巷北路(G324)相交顺接民安大道。道路等级为城市次干路,设计速度为40km/h;道路标准断面红线宽22m(K0+000~K0+537)和21m(K0+537~K1+161.109),道路全长约1.161km(K0+000~K1+161.273)。本文结合该工程首先分析管线工程现状及旧路改造困境,之后探讨了市政道路改造工程管线设计思想和设计要点,希望能为市政道路改造工程管线设计提供参考。
旧路沿线上,往往会有雨污合流管道及雨水管涵、污水排放等排水管道设置情况,而排水系统构成主要是整合的合流和雨污分流,以混流混排方式实施为主,所以管渠淤积现象极易产生。
一般来说,道路沿线上往往会存在电力架空线,同时电力直埋管线的情况也十分普遍,加之环网柜等设施的设置,使得旧路改造过程的管线工程施工难度逐渐加大,一旦施工不当极有可能会导致原有电力管线出现断裂、破损情况。
机动车道两侧非机动车道、人行道下是通信管线的主要分布区域,该管线具有分布最散和密度最大特征,可以说全路段或者是大部分需要改造的道路上都存在通信架空线,所以会加大道路改造管线设计难度。
多在旧路沿线上设置的给水管道,对于一些沿线小区来说,部分旧水管道标准与政府相关规划要求不符,加之管道内部防腐工作并未积极开展,导致给水管道施工并不符合优质饮用水工程技术规程。此外,一些老城区受不合理的规划因素影响,加之给水管径较小,致使工程沿线一些学校及医院等集中区域用水需求得不到充分满足。
道路改造工程中面临的一个巨大困境就是燃气管线,主要原因在于燃气管线工程的危险性较大,稍不注意就可能会造成安全事故。在本工程中,道路现状并无燃气管道存在,而以新规划为依据,要在改造的道路上新增燃气管道,但此时因地下已经存在多种管线,所以地下有限的空间中,很难保障新增燃气管道的空间需求得以充分满足,因此进一步加大了旧路改造难度。
道路照明一般是在旧路沿线两侧人行道上设置,多数较为残旧的路灯,也需要在道路改造中进行重新设计。除此之外,道路市政化提升改造工程中对架空电力通信线缆化以及新建雨、污水、燃气、给水管道等进行了重新规划,所以势必会影响到现状路灯灯杆,给现状路灯电缆造成一定影响,因此需要对市政道路路灯重新布置梳理。
市政道路改造过程的管线设计主要目的是,与规划地区用地情况和工程专项规划、道路工程设计等详细资料充分结合,在道路横断面上和平面上合理分布、科学排列管线和现有保留管线,并且从管线纵断面上将管线埋深、管线交叉时上下层管道控制高程确定出来,使施工过程各类管线竖向冲突问题发生几率有效减少。如在巷东路市政设施提升改造工程中,道路管位横断面设计了两种方案,方案一为根据规划管线综合断面,方案二为根据现状道路进行管线综合布设,同时考虑到本项目需要预留两车道作为双向保通,且现状电力、通信落地孔数需求大于规划需求,建议本项目的管线布置根据现状实际情况进行布置,同时布置管位时,应注意各种管线检查井与设计管线净距是否满足要求,燃气与电力尽量避免同侧;管线综合平面布置时,各种产权单位预埋管布置应结合现场用户管线需求。
管线设计之初,应注意本片区最新用地和工程专项规划资料的收集,注意本次设计过程所涉及的管线分布情况和区域范围内管线使用情况、现有管线保存情况等的了解,比如说水源及电源、气源等路线,加之各类设计管线管径及尺寸等。
设计前期,应注意本次设计范围内现状管线资料的健全收集,一旦此类资料缺少,则可要求建设单位来勘测、物探现状管线。在并未完全掌握现状管线情况时,会给管线设计合理性造成直接影响,一些情况下,甚至管线位置重合及标高与使用要求不符等问题也会因此所致,影响后续管线施工。本工程现有管线分布情况如下:给水DN100~DN300、电信通信直埋管6 孔,旭辉.天樾公馆电力直埋管4 孔,移动2 孔、雨污水合流盖板沟400×500~600×800、电力通信6 孔,10kV 架空线、通信架空线、监控预埋管、缆信军用光缆2 孔,国防架空线。
第一,地下管线档案调查资料,借助先进探测仪的应用,勘测城区道路地下管线,同时将基本数据收录和系统维护等工作完成,数据收录方面具体有管线详细位置及管材、管径、标高等数据,在此基础上以工程建设情况为依据,后续应注意不断补充和更新工作的积极开展。
第二,积极开展管线协调会议,具体包含自来水及热力、燃气等一系列相关的管线协调会议,该环节需要管线单位本工程范围内地下管线敷设资料的提供,并且对于新上管线单位来说,注意申请报告书的出具[1]。
第三,1:1000 工程测量图,该测量图的提供方是勘察设计研究院,快车道往外各50m 为大致测量范围,测量内容具体有建筑物及路灯、行道树、电线杆等基础设施包含其中。
第四,现场勘察,该阶段需要组织设计人员来详细勘察现场,并且标识沿路井盖和管线类别。因原有地下管线已经建成很长一段时间,所以在现场情况和管线单位所提供资料具有较大差别时,需要与管线单位开展具体情况的沟通及核实会议[2]。
污水管线改造,旧路改造过程,因部分路段混凝土污水管并不具备较大管径,所以会存在严重的拥堵现象。目前,大部分污水管拥堵的主要原因在于污水管采用塑料管,而现状污水管受外力、异物等因素影响,导致管道变形,造成污水过水断面不足;而巷东路的污水改造原因在于原有巷东路属于国道性质,仅建设了道路边沟,后巷东路周边城市化后,将雨污水合流边沟改成了雨水箱涵及污水管[3]。对此,在旧路改造管线设计中,应根据该片区的控制性详细规划来设置污水管线;再如因道路沿线存在较多的现状管线,加之一些路段并无新上污水管线位存在,而原有的污水管道管径过小,则可在原来污水管位上改造设计大污水管。
雨水管线改造,以暴雨强度公式及污水面积为主要依据,积极开展科学的核算工作,确保现有雨水管道管径能使该管道服务范围雨水排放需求得以充分满足,同时雨水管线设计过程,还应以该片区的上位规划做为设计依据,确保雨水管线与该片整体规划相融合。立足雨水管线内涝原因方面进行分析,主要是因现有雨水管线雨水口存在严重的淤积现象,同时雨水口内堆积的砂石及树叶高于雨水口连接管,导致雨水口正常泄水功能难以实现。以实际情况为依据,采取解决办法。清除现有全部雨水口的淤泥,并且将雨水口增设到易于积水位置,确保连接管比雨水口底高于20cm,借此实现泥沙沉积效果[4-5]。在本工程中,根据福建省气候中心最新编制的《厦门市暴雨强度公式及设计雨型研究》,采用雨水暴雨强度公式如下:
短历时暴雨强度公式:
长历时暴雨强度公式:
电力管线改造。以建设方要求为依据,针对所有的架空电力电缆来说,应在地下进行埋设。受紧张线位这一因素影响,在地下空间缺少的情况下,电力电缆规划过程,可对原电线杆位置进行占用,并且选择就近地下埋入方式。
弱电管线设计。以管线单位要求为依据,针对移动、联通、电信、广电等管线来说,应注意弱电电缆的权限增设,如选择通信架空线下地缆化的方式,确保四家弱电管线可以共沟不共井,本工程设计中通信及广电架空线缆化下地,实施通信24 孔(其中移动5 孔、联通3 孔、电信10 孔、广电3孔、1 孔监控、预留缆信军用光缆2 孔管位)共沟不共井埋设。
针对直埋敷设工程管线来说,需要以土壤冰冻深度为依据,注意管线覆土厚度的明确,如存在0.5m 左右土壤冰冻深度情况时,电力及弱电电缆应以>0.7m 的覆土深度为主。在工程管线存在交叉现象时,设计的最小垂直净距应以相关规范为依据;而在工程管线竖向位置有矛盾问题存在的情况下,也应以相应规定为依据进行科学规划设计。
管线综合需注意管线埋深的尽可能减少,旧路改造中管线设计中,如果规划管线需要穿越现状管线上方部位,此时一旦覆土与最小覆土深度要求不符,则可选择套管架设或加固等处理方式应用;而在规划管线需要穿越现状管线下方位置时,需要以相应规范要求为依据,执行最小垂直净距。
目前,在一些老城区中随处可见市政管线改造工程,而管线综合设计目的在于使各种工程管线平面、竖向空间位置方面的冲突、干扰问题有效解决。管线综合设计的合理性,能使规划管线走向及标高得以科学确定,使有限的地下空间得到高效利用,并且也能对现有地下管线提供一定保护作用,为施工质量及工程效率的大幅度提高奠定坚实基础,也利于建设资金的有效节约。所以,后续市政道路改造过程的管线设计工作开展时,需在管线综合设计方面提高重视程度,使管线综合应有作用充分发挥。