市政道路提升改造中管线综合的设计探讨

2022-07-27张银姚佩

智能建筑与智慧城市 2022年7期

张银，姚佩

（1.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司西安分公司；2.西安云帆市政工程咨询有限公司）

1 引言

市政管线是城市基础设施的重要组成部分，用于保障城市的正常运行。但受道路红线、现状管线、现状障碍物、新建桥梁或下穿隧道、地下通道等大型工程、绿化种植和现状交通流量等各种因素的影响，管线综合设计相对于新建道路更为复杂。本文主要总结市政道路提升改造中管线综合的设计思路和常见问题的解决措施。

2 管线综合的设计思路

2.1 对现场的实地踏勘

踏勘前，若已有物探资料，可提前了解现场的管线种类，查看是否存在现状桥梁、涵洞、泵站、水系和架空线等重要节点，初步列出踏勘重点，做到心中有数。若无物探资料，应要求建设单位对现状管线进行勘测。

在到达现场后，设计人员需要会看现场，并且细看现场。做好详细的现场记录，拍照或摄像时应有重点，需对每一处的主要问题进行详细说明，以便下一步对现场情况进行整理总结。

根据以往市政道路改造项目经验，踏勘的重点内容有：①查看沿线是否有架空电力和电信线缆，若存在，需记录架空电力的电压和回数，现场若同时有电力管沟时，需记录管沟内现有的线缆容量情况，并对管沟内部情况进行清晰拍照，可用于后期判断管沟原位扩容的可实施性；②查看是否有现状排水泵站和现状水系；③查看是否有地铁站台、地下通道和人防工程等大型地下工程。

2.2 规划资料的解读

应收集本片区最新的总体规划、用地规划和各管线专项规划等规划资料，掌握本次工程范围内管线的规划情况。另外，也需掌握工程范围内管线使用的基本情况，如水源、气源、电源、排水体制等。

通过分析用地规划资料，可了解本次道路红线范围外是否有市政规划绿带。当道路红线内空间紧张而无空间布置某些市政管线时，管线布置也可合理利用市政规划绿带空间。

2.3 梳理现状管线的情况

根据现场踏勘、物探资料和管道竣工图等资料，可对现状管线的管位、尺寸、埋深、管沟容量和存在的问题进行详细梳理。现状市政管线的常见问题为：①当现状道路周边区域未完全发展时，道路红线内可能会缺失某类市政管线；②由于市政管线通常埋设于地下，现状管线的更新速度一般都会相对落后于城市发展，导致某些现状管线规格不满足最新的管线规划或周边区域的使用需求；③道路红线范围内存在架空电力和电信线缆，空中杂乱不堪的线缆严重影响城市景观。

2.4 设计原则

①尽量保留现状管线。

②管线方案需与各专业工程方案相互协调，尽可能避免改迁市政主干管，降低工程实施难度和造价。

③应结合城市道路规划，在保障工程管线功能的情况下，尽量使线路短捷，少占土地。

④原则上能永久不临时，能临时不悬吊。

⑤遵循先改后拆原则，应先完成改迁，使新管道投用后才能拆除现状旧管线。

2.5 管线综合方案

2.5.1 新建管线

当现状道路内缺失某类市政管线时，则需新建管线。新建管线的规格依据相关管线专项规划或使用需求确定。管位应符合管线之间及其与建（构）筑物之间的最小水平净距要求。

2.5.2 原位扩容现状管线

当现状管线仅规格与相关规划或使用需求不符，与新建桥梁或大型地下工程的平面及高程不冲突，且受道路空间和行道树等因素影响，再无位置进行新建时，一般采取原位扩容。例如，电力管沟一般设置于人行道下，当现状规格不满足规划或使用需求时，因常受道路红线和人行道内大型乔木影响，再无空间予以新建，因此采取原位扩容，施工时需注意做好对现状电缆的保护措施。

2.5.3 永久改迁现状管线

当现状管线与新建下穿隧道、地道等大型工程的高程冲突，则需进行管线永久改迁。管道永迁时应结合其是否有扩容需求，做到一次到位。永久管位应符合管线之间及其与建（构）筑物之间的最小水平净距要求。

2.5.4 临时悬吊保护后原位恢复

当现状管线与新建地下工程相交长度30m 以内，且高程不冲突时，可采取临时悬吊保护措施，永久原位恢复，悬吊保护可减少管线迁改工程量，缩短工程周期，但同时也对基坑实施造成不便，有一定安全风险[1]。常需将钢筋混凝土管或球墨铸铁管置换为钢管后再进行悬吊保护。

2.5.5 临时迁改现状管线

管道需改迁时，尽量做到永久迁改。但在遇到下述情况时，需采用临时迁改：①现状管线与地下大型工程的高程虽不冲突，但因其长度过长，不能采取临时悬吊保护，且若不改迁会影响开挖实施的地下工程，永久改迁又无道路空间；②现状重力流管道与地下大型工程的高程虽不冲突，但其若绕行永迁时，坡度很小影响排水能力，常将现状管道废弃后采用“敷设临管+临泵抽水”，待地下工程实施完成后予以迁回；③在给水和燃气等管道进行原位扩容时，为保证施工期间居民正常用水和用气等需求，设计时应根据工程实际情况，对其进行临时迁改。

2.6 与各管线产权单位的沟通

由于市政管线种类繁多，因此在管线改造设计过程中，应征求各管线主管部门对管线设计的意见和要求，对合理的意见和要求应纳入设计进行修改，以满足日后管线的管理和使用。

3 管线综合方案常见问题及解决措施

3.1 管线间距不满足规范要求

国内外的研究成果和长期运行实践表明，管线间水平净距需满足以下两方面要求：①保证管线敷设、维修所需空间；②保证管线间的相互作用不影响其运行安全[2]。当管线间距过小时，电力和燃气管线易产生火花引起安全事故；污水易产生可燃气体，与燃气管线过近，易引起安全事故；电力和热力管线易造成电力管线老化损坏和降低输电能力[3]。因此，对于电力和燃气、电力和热力、燃气和污水这3种情况的管线，一般情况下，管线综合方案设计时应分开布置，当受现状情况无法避免时应严格按照规范要求的最小净距。

现状市政道路提升改造时，由于受诸多因素影响，常会存在管线之间及其与建（构）筑物之间无法满足《城市工程管线综合规划规范》[4]的最小水平净距要求。常见的保护方式为设置套管、混凝土包封、设置管沟、选用密封性良好的管材，或采用浅埋方案施工避免对建（构）筑物基础产生影响。

当市政管线与行道树之间距离无法满足时，也可采取一些解决措施。

1）避免行道树根系对地下管线运营安全的影响

可以通过采取安全措施、选择管材和接口形式等方式将管线与行道树根系的相互影响降至最小[5]。

当现状管线与新建行道树距离不满足规范要求时，可在管线贴近行道树一侧设置砖砌保护墙、隔根板或保护套管，必要时可进行混凝土包封。

当新建管线与新建或现状行道树距离不满足规范要求时，新建管线可合理选取材料和接口，或设置保护套管。未采用橡胶圈密封的混凝土管和陶土管在接口处最易受树根侵入，而PVC 及玻璃纤维制作的管道稳定性较强[6]。因此，新建管道可采用密封性良好的橡胶圈和热熔接口。行道树的根系随着深度增加而减少，垂直方向大致呈V型分布，且根系大部分位于地下1m 以内，也可根据《城市道路绿化规划与设计规范》[7]进行设计，通过管线的合理深埋充分利用地下空间[5]。

2）避免热力管道散热对草坪和行道树的影响

隔热板的铺设对缓解草坪死亡效果显著[8]。因此，当现状热力管道埋深较浅时，为解决热力管道散热影响草坪或行道树成活率，可对地下热力管道管沟上铺设聚苯乙烯隔热板，避免需改迁现状管道。

3.2 管线竖向标高控制

燃气、给水、电力和通信等管道在与其他管线或地下工程的竖向标高发生冲突时，可通过设置弯头、加设电力和通信井的方式予以避让，一般采用“有压管让无压管”、“支管避让干线管”和“小口径管避让大口径管”。排水管道多为重力流，管道无法弯曲。

当现状排水管道与其他现状雨污水管道、下穿隧道和大型地下工程在竖向标高发生冲突时，管道方案可采取单管变双管或箱涵、局部绕行、加设交汇井或增设泵站的方式予以避让。例如，污水管道相比雨水管道的管径较小，可在交汇处将雨水管道在交汇井处断开，污水管道直接穿过交叉井。另外，因二者管道埋深均较深且通常深度较为接近，当选择绕行进行永迁改迁时，若道路空间允许，尽量将二者的平面位置设置于道路同侧，从而可采取同沟开挖或共用顶管工作坑的方式，以减少土方开挖量。

3.3 道路可用空间狭小

通常新建下穿隧道的覆土为0.8 至1.0m 左右，隧道范围内的现状管线均需搬迁至其两侧。一般施工次序为先改迁管道，再整体施工隧道结构。但当道路空间少，管线种类多时，且管道的搬迁需与隧道保持一定的安全距离，按照常规施工次序常会遇到道路空间不够的问题。此时可采取调整施工次序，即先搬迁局部管道以腾出空间施工单侧地墙，待此侧地墙完工后，需改迁的管道便可紧贴地墙敷设，从而节省了地下空间[9]。