摘要:綜合管線是市政道路的重要組成部分,本文以金霞經開區(qū)的綜合管線設計為例,介紹并研究園區(qū)范圍內路幅寬18m和26m市政道路的綜合管線設計,探討水、電、氣等綜合管線的預留口設計,總結出較合理的做法,以供參考。
關鍵詞:綜合管線;預留口;給水排水;市政工程
金霞經開區(qū)位于長沙市城北,園區(qū)南起撈刀河,北至沙河,西臨湘江,東至規(guī)劃中的長青路,占地面積約84km2,是長沙跨境電商物流通關核心區(qū)、“陸港型國家物流樞紐”的核心區(qū),也是湖南省唯一集“水、陸、鐵、管、臨空”五元化網絡交通運輸優(yōu)勢于一體的綜合性現代物流園區(qū)。
園區(qū)主干路網已基本建成,其南、北向主要市政道路有芙蓉北路、開福大道、中青路;東、西向主要市政道路有興聯路、馮蔡路、青竹湖路等。園區(qū)待建道路路幅寬有18~80m,但鑒于近期建設的道路以城市次干道及支路為主,本文以路幅寬18m和26m的市政道路為例,分析綜合管線的設計,并進行研究與探討。
一、市政道路綜合管線概述
(一)市政道路綜合管線的介紹
市政道路綜合管線主要包括給水管、排水(雨水、污水)管、電力管、燃氣管、路燈和交安管、弱電管道等,隨市政道路敷設,承擔道路兩廂產業(yè)項目、商住用房的各種能源輸送、信息傳輸以及廢污排放,是城市基礎設施的重要組成部分。如果說市政道路是城市的“骨架”,那綜合管線就是城市的“血管”,是提供各項基礎服務的“生命線”。因此,科學設計的綜合管線既能滿足周邊項目的使用需求,還能通過合理設置預留口避免反復開挖路面,延長市政道路的使用壽命。
(二)綜合管線敷設形式的比較
目前,綜合管線的主要敷設形式包括綜合管廊布置以及管道直埋兩種。
綜合管廊是指在城市地下建造一個隧道空間,將綜合管線集中敷設在內,實施統一規(guī)劃、設計、建設和管理的管線廊道。與管道直埋相比,綜合管廊具有以下優(yōu)點:第一,充分發(fā)揮道路的使用功能。綜合管廊可以避免由于敷設和維修地下管線而頻繁挖掘道路的問題,同時還能消除強、弱電線路在城市上空布下的“蜘蛛網”及地面豎立的各類桿塔等,解決了架空線與園林綠化的矛盾,能顯著改善城市風貌。各類市政管線緊湊架設在綜合管廊內,實現了管線的“立體式布置”,減少了地下管線的占地面積,節(jié)約了城市用地。第二,確保綜合管線的平穩(wěn)運行,減少后期維護費用。地下管線被綜合管廊保護起來,可以避免土壤和地下水對管線的腐蝕,延長管道的使用壽命。此外,維護管理人員可定期進入綜合管廊檢查和維修,確保各類管線的運行安全。由于各種管線的增減、維修都可以直接在綜合管廊內進行,可以大幅減少路面重復翻修和綜合管線的維修費用。
但是,綜合管廊也存在一些缺點:首先,綜合管廊投入的資金巨大,但盈利能力不足。綜合管廊的工程造價高、建設周期長,收益主要體現在長期運行帶來的低成本優(yōu)勢以及項目之外的社會效益,短期內收益并不明顯。目前國家明確綜合管廊實行有償使用制度,入廊管線單位應向管廊建設運營單位交納入廊費和日常維護費;明確綜合管廊有償使用費主要由市場形成價格機制,可實行政府定價或政府指導價,且明確綜合管廊有償使用費的構成及影響因素。高昂的建設費用以及后期運維費用壓力過大。新項目的資金來源主要是財政撥款以及政府專項債,而綜合管廊暫時通過收取管線單位的“入廊費”“日常維護費”實現營收,金額不足以覆蓋財務成本,項目的社會效益高但經濟效益低。其次,綜合管廊的規(guī)劃建設難度大。根據《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB50838-2015),綜合管廊工程結構設計使用年限為100年。這就要求在設計之初,做好未來50年乃至更長時間的管線發(fā)展規(guī)劃。既不能因為預留空間不足而限制未來管線發(fā)展,也不能因預留空間過大而造成資源和資金的浪費。此外,綜合管廊涉及眾多管線,具有相應的行業(yè)規(guī)范和標準,因此綜合管廊的規(guī)劃和設計難度較大。
與綜合管廊布管相比,管道直埋的優(yōu)勢相當突出。首先,工程造價低。由于管道直埋無需建設專用廊道,可以大幅降低建設成本。以長沙為例,燃氣管道由新奧燃氣公司出資建設,路幅寬26m以上道路的供水管道由長沙水業(yè)集團建設,他們既不需要承擔管道的“入廊費”,也不需要繳納后期的“日常維護費”,工程造價顯著降低。其次,施工工藝簡單。直埋管道只需開挖溝槽、敷設管道、回填溝槽即可完成施工。而綜合管廊需要在特定入口運送管材,且施工過程中為非露天作業(yè),作業(yè)面也較小,施工難度較大。
但管道直埋也存在缺點:第一,管道的檢修維護可能破壞路面。由于管道直接敷設在道路下,一旦管道損壞就需要開挖路面維修,不僅影響交通,還會破壞道路的整體性。第二,缺乏統一管理,管道敷設位置較混亂。由于綜合管線涉及的權屬單位眾多,難以統籌建設。理論上,各管線建設單位在敷設管道時,要根據規(guī)劃位置埋管,但實際施工時未嚴格執(zhí)行。加之各管線需要分別設置過路橫管、預留口等,導致管線平面交叉、縱向標高沖突、管線“打架”等情況。
根據長沙市綜合管廊建設規(guī)劃,金霞經開區(qū)近期僅三條道路規(guī)劃有綜合管廊,且原本準備試點的項目已暫停實施,加之園區(qū)縱、橫向的主干道路已基本成型,待建道路以城市次干道、支路為主,因此,本文主要研究和分析綜合管線直埋設計。
二、市政道路綜合管線的典型設計
選取路幅寬為18m和26m的市政道路設計進行研究探討,綜合管線的典型橫斷面設計如下。
(一)路幅寬18m的市政道路
道路由3.0m人行道+2.5m非機動車道+(3.5m機動車道×2)+2.5m非機動車道+3.0m人行道組成。根據長沙市城市規(guī)劃管理技術規(guī)定,道路西(北)側分布的管線為電力管、給水管;東(南)側分布的管線為燃氣管、路燈及交安管、弱電管。由于道路人行道僅3m寬,為滿足《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》(GB50289-2016)中規(guī)定的管線間距要求,且便于后期維護檢修,給水管和燃氣管道只能設置在非機動車道上。雨水管設置在道路中央,便于兩側雨水收集;污水管根據管徑的不同設置在距道路中心線約2.0m的位置,并盡量避開行車軌跡,避免機動車頻繁碾壓破壞檢查井,綜合標準橫斷面如圖1所示。
(二)路幅寬26m的市政道路
道路由3.5m人行道+2.5m非機動車道+(7m機動車道×2)+2.5m非機動車道+3.5m人行道組成。根據長沙市城市規(guī)劃管理技術規(guī)定,道路西(北)側分布的管線為電力管、給水管;東(南)側分布的管線為燃氣管、弱電管。雙側分別布置路燈及交安管,給水管和燃氣管道同樣設置在非機動車道上。雨水管設置在道路中央,污水管根據管徑的不同設置在距道路中心線約5.0m的位置,并盡量避開行車軌跡,避免機動車碾壓破壞檢查井,綜合標準橫斷面如圖2所示。
特別需要注意的是,住房和城鄉(xiāng)建設部于2021年4月9日將《園林綠化工程項目規(guī)范》(GB 55014-2021)作為國家標準。該標準于2022年1月1日起實施,明確規(guī)定樹木根莖中心至構筑物和市政設施外緣的最小水平距離。其中,通信管道、給水管道、雨水管道、污水管道距離喬木根頸中心距離至少1.5m,距離灌木根頸中心距離至少1.0m。
(三)綜合管線的設計原則
綜合管線隨市政道路敷設,在設計過程中應遵循以下原則:
1.符合法律法規(guī)及相關技術規(guī)范要求
綜合管線的設計除應符合《室外排水設計標準》(GB50014-2021)、《室外給水設計標準》(GB50013-2018)、《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》(GB 50289-2016)等專業(yè)規(guī)范外,還應符合《長沙市城市規(guī)劃管理技術規(guī)定》《長沙市城市地下管線管理條例》等地方政府的要求。
2.便于綜合管線后期的運行和維護
綜合管線種類眾多,要考慮后期的運行和維護需求。例如雨污水檢查井需要經常清理,盡量將檢查井設置在中央綠化帶等位置,避免檢修時造成交通阻塞。受限于人行道寬度,供水管道、燃氣管道常設置在非機動車道上,在滿足管間間距、運行維護要求的前提下,盡量靠近道路側石,減少檢修時對車行道通行的影響。
3.在滿足使用需求的前提下,減少工程造價
綜合管線設計需考慮的方面較多,例如,管徑大小、管孔數量、管材種類、管道埋深等。在滿足使用需求的前提下,應盡量減小管徑,減少管孔數,使用造價經濟的管材,降低管道的埋深等。例如,常見的排水管材有鋼筋混凝土管、高密度聚乙烯纏繞結構壁管(HDPE管)、高強度聚丙烯雙壁管(PPHM管)等,其中,塑料管材具有使用壽命長、水力性能好等特點,但造價高、安全系數偏低,因此在實際操作過程中,仍以鋼筋混凝土管為主,可以確保使用性能的條件下,減少工程造價。
三、市政道路綜合管線的預留口設置
綜合管線預留口是指設置在道路紅線外,便于后期綜合管線接入的管道接口,通常在接口末端同步設置檢查井。合理設置預留口可有效減少后續(xù)建設對已建成道路的破壞,避免反復開挖路面。而提前做好規(guī)劃是合理設置預留口的關鍵。
如果道路建設與周邊產業(yè)項目的建設保持同步,應在設計階段及時與道路兩廂的產業(yè)項目做好對接,明確給水、雨水、污水、燃氣和電力等接入需求,并在設計中予以考慮,以此滿足產業(yè)項目需求,節(jié)約造價。如果道路建設無法與產業(yè)項目保持同步,綜合管線的預留口設置可以參照以下原則。
對于給水管,根據《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范》(GB 50974-2014),市政消火栓的間距不應大于120m。由此,可以將消火栓與供水預留口合建,即每隔120m設置一處DN200預留口,并在靠近路沿石的位置通過DN200×DN100三通設置消火栓滿足消防要求??紤]到供水管敷設在道路的西(北)側,可以在K0+120的西(北)側、K0+240的東(南)側、K0+360的西(北)側設置消火栓并以此類推,滿足道路兩廂的用水需求。
對于雨、污水管,根據管徑大小的不同,檢查井設置的間距為75~200m。由于項目排水需求不明確,一般每隔1~2個主井,在道路兩側分別設置一處雨污水預留口。如果項目無排水需求,后期可視情況廢除預留口。
對于電力埋管,由于設置在市政道路西(北)側的人行道上,如果東(南)側的產業(yè)項目需要接入用電,需要通過明挖或水平定向鉆的形式橫穿道路,但會影響通行。一般做法是,每隔200m設置一處過路橫管,如果道路上方橫跨有10kV架空線路,應在下方同步設置過路橫管,便于后續(xù)電纜下地、過街。
對于燃氣管道,由于危險系數較大,不宜過多設置預留口。因此,要在市政道路十字交叉口處設置燃氣預留口,后續(xù)項目要接入燃氣時,再向燃氣權屬單位申請報裝。
對于弱電管道,由于設置在市政道路東(南)側的人行道上,為滿足西(北)側產業(yè)項目的需求,每隔200m設置一處過路橫管,并在市政道路十字交叉路口同步設置預留口。
四、結語
綜上所述,綜合管線作為市政道路的重要組成部分,具有不可或缺的作用。由于涉及的專業(yè)多,且各專業(yè)分別有自身的主管職能部門,極易在市政道路設計時被忽視,導致設計精細度不夠,后期工程變更量大。筆者結合工作經驗,研究了綜合管線的設計情況,旨在為市政道路綜合管線建設提供參考。
參考文獻:
[1]楊麗芳.市政管線綜合設計和實施[J].珠江水運,2019(02):98-99.
[2]本刊編輯部.城市地下綜合管廊及其優(yōu)勢[J].建筑機械化,2016,37(09):8-9+10.
[3]郭立波,歐小林.成都市地下綜合管廊收費標準實證研究[J].工程造價管理,2023(01):95-103.
[4]黨瑞.城市工程管線綜合規(guī)劃設計關鍵技術研究[J].建筑技術開發(fā),2021,48(01):21-22.
作者簡介:蔡炎達(1989),男,湖南省長沙市人,碩士,工程師,從事工程技術管理工作。