城市道路地下管线平面布置及竖向空间规划设计重要性分析

摘要：文章针对市政管线在设计改造过程中遇到的具体问题及建成运行管理维护中存在的问题进行分析探讨，探讨关于如何设计管线平面布置及管线综合竖向，在保证科学合理、经济可行的前提下，尽量解决市政地下管线竖向频繁冲突，保证建设管网功能能够充分发挥，同时降低施工难度，整体节约工程费用的投入，方便后期管网运行管理。

关键词：重力流管道；压力流管道；竖向冲突；城市道路；竖向规划；地下管线 文献标识码：A

中图分类号：TU984 文章编号：1009-2374（2017）07-0145-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.07.069

随着我国城市规模日益扩大，随之而来的是道路建设大幅增加。道路是市政管线建设的主要通道，市政管线的合理布置能为居民生活便利提供保障。由于城市地下管线布置日益复杂且部分市政管线未能与道路同步实施使得城市道路经常需要二次开挖，因此如何合理布置市政管线就显得尤为重要。同时伴随着城市化发展及市容建设要求，大量架空地上管线落地。大量专业管线及地下永久性构筑不断的建设完善，地下空间建设越来越拥挤，由于管线前期建设规划不完善，缺少地下管线整体竖向规划设计，造成后期管线建设存在大量竖向冲突问题。整体竖向设计即规划设计人员站在城市地下管线整体全局考虑角度系统考虑，结合现状地势走向，管线功能性需求、施工难易程度及综合经济投入角度，合理规划布局，保证地下管网建设整体效益最优化。

1 市政管线的功能作用

道路是各种地下市政管线布置主要通道，城市好比一个有机的“生命体”，各种地下管线好比城市生命体的血管，为城市生命体的日常运转提供必要的水、能源、动力、通信保障，及时排除降雨及生活废水，保障城市整洁合理有序运行。

市政管线通常包括市政排水（雨水、污水）、给水、电力、燃气、热力、弱电通信、交通设施路及灯照明等常规市政管线，结合不同具体工程特点可能涉及原油、中水及原水管等非常规管线。如何布置城市的血管是市政管线设计人员重要的工作内容。

2 市政管线的平面布置考虑

市政管线平面布置应结合道路红线宽度、道路断面、管线类型和数量以及周边环境等因素综合考虑：（1）满足管道之间规范距离要求，规范是设计人员的纲领及准绳，所有的设计作业均要求在规范允许范围之内；（2）平面设计应尽量减少管线频繁交叉，分支管线较多及抗压能力弱的管道应尽量向道路两侧布置，断面较宽道路应尽量双侧布置管道减少横穿管线频繁交叉及过路，保证道路工程质量；（3）管线布置应尽量避开行车轮迹线下，保证管线后期运行安全。道路断面较宽的道路，管线布置应尽量相对集中于道路两侧，为远期可能建设管线留出空间，同时保证道路工程施工质量；（4）管线平面布置须同时考虑工程施工的方便性、可行性，深挖管线应尽量远离道路两侧建筑基础，确保道路两侧建筑安全。

3 城市管网的竖向规划与建设现状

地下管W竖向规划设计对地下浅层空间开发利用非常重要，由于前期城市在建设过程的不够重视，地下管线竖向规划存在一系列问题。以济南市地下管线建设规划及现状为例，济南作为山东省省会城市，地下市政配套管网建设相对完善，通过多年来具体设计工作经验总结，济南市地下管线竖向规划及现状存在以下问题：（1）整体系统性地下管网竖向规划缺少，是城市地下管线空间建设混乱的根源；（2）专项管线规划不完善或部分缺少，通常仅规划管线路由及管径，竖向设计仅提供原则性竖向设计要求，缺少地下管线竖向空间设计具体情况。多数情况管线需求由专业管线单位开会临时决定建设与否；（3）已建成管线地下空间管线竖向高程划分不合理，管线竖向冲突频繁；（4）由于缺乏系统性管线综合竖向设计规划，不能在设计之前提前规划各专业管线所处竖向高程空间。伴随着地下空间开发强度越来越大及永久性构筑物的不断建设，特别是地下管廊及大管径管线的建设，地下管线空间竖向冲突现象越来越严重。新建管线施工难度越来越大，管线设计功能性得不到充分发挥。

4 综合竖向规划缺少带来的具体问题

由于地下管线综合竖向规划设计缺少及不完善，在工程具体建设过程中带来了一系列具体问题。

以雨污水为代表的重力流排水管线，由于整体竖向规划不完善，管网在具体建设过程中由于建设过程时间先后顺序不一致性及缺乏全局观念，存在部分高程上下游无法正常顺接，造成部分管段长时间积水无法排除，增加后期管道运行维护难度，同时易引起管道堵塞积淤，影响排水性能发挥。或者管道埋设较浅，沿线用户无法正常排入。伴随着一批城市综合管廊等永久性大型地下构筑的建设完善，缺乏地下管线竖向高程规划带来的管线竖向高程将会不可避免，大大增加了后期工程施工难度及建设与工程日常管理投入成本。

以压力流为代表的给水、燃气及热力管线由于缺少管线竖向设计规划，直观认为压力流管道由于以外界额外提供流体运动动力不受管道高程影响，管线竖向设计以满足规范要求最小覆土即可，具体施工时存在现状管线高程冲突时，频繁管道变线避让，由于路段管线竖向设计覆土较浅，交叉管线竖向多有冲突，由于交叉管线频繁变线避让冲突管线高程，管网建成运行时额外增加许多阻力，造成后期管网难于平衡，不能达到理想设计流量，造成工程建设难于到达设计需求，特别对于支状管网表现尤为突出，对于热力管线由于热涨应力存在，频繁管道高程竖向设计冲突及调整局部线形，将会造成大量管网系统局部应力集中，增加管网损坏风险。

以电力管沟/管束、综合管廊及弱电管束为代表非动力管线，除建设管束外，多以大空间地下钢筋混凝土永久结构为主，占据地下空间竖向范围较大，一旦项目建设后期改造可能性极低，由于管网系统规划竖向缺少，对后期交叉管线建设将存在极大障碍，特别是以雨污水为代表的重力流管，严重影响管网性能发挥，同时增加管理运行成本。

如何避免上述存在的管线竖向冲突问题，保证市政管网在建设过程中保证以重力流为代表的排水管线上下游高程能够顺利对接，同时方便沿线用户分支管线的顺利接入；以压力流为代表的给水、燃气、热力管线，保证管网建设过程减少管线竖向冲突，便于设计管网平衡使各路分支到达设计流量要求，减少以电力沟及综合管廊为代表的非动力流管线，对重力流及压力流管线的竖向冲突，如何解决上述存在问题是规划设计人员需要思考的问题。

5 地下管线竖向规划层次划分及综合竖向设计

城市道路地下管线占居地下空间竖向范围通常为地面以下0～7米范围空间。如何规划各专业管线竖向层次分布，对减少管线竖向冲突，方便后期管理维护、维修及管线存在具有重要意义。结合管线建设后期改造难易程度、永久性、管线建设维修频率。管线竖向层次划分为：以重力流为代表的雨污水管线，通常为地下连通性区域管网，主干管通常汇水区域设计范围较大，特别是污水管道，设计竖向深度以地下5～6米为宜，方便区域性汇水支干管道接入，汇水支管设计深度以地下3～4米为宜，方便沿线用户接入。由于雨水管线竖向设计通常受临近收纳河道高程限制，设计竖向需结合现状确定。由于重力流管道依靠自身重力流动，竖向规划优先确定雨污水管线竖向，其他管线竖向优先避让排水管线高程。

以压力流为代表的给水、燃气、热力等管线由于不受重力限制，且后期维修改造相对频繁，为减少管线竖向交叉频繁冲突，方便后管线维修改造，设计深度以地下2.5～3.5米为宜，保证路段交叉顺利横穿。减少施工过程中的管线竖向冲突。

以弱电、路灯交通为代表的电力管束为代表的非动力流管线由于自身占有地下空较小且易于避让其他管线，设计深度以地下1.0～1.5米为宜。以综合管廊及大型地下电力沟为代表为地下管线导引通道，由于自身占有地下空间范围相对较大，多为现浇钢筋混凝土永久结构，一旦建成，后期改造极为困难。地下竖向空间分布范围以地下3～7米为宜，以方便路段雨污水及压力管线横穿减少管线冲突。管线竖向层次划分为管线后期建设过程中减少路段管线竖向冲突提供原始根本保障。由于地下管线的复杂性，特别是交叉路口范围为交叉管线汇集处，为了杜绝或减少不可遇见性的管线竖向冲突，管线综合竖向规划成为不二选择。通过管线竖向综合规划设计，可以解决以下具体问题：（1）优先保证排水管线整体竖向排水通畅，高程顺接合理可行，避免管道积水积淤，方便后期管理；（2）压力管道可以因综合竖向规划设计减少管线竖向冲突点，明确管线冲突点及局部阻力大小，而方便设计管网平衡使管网达到设计功能要求。对于热力管线，由于减少管线竖向冲突点，减小管道因热涨应力造成局部损坏风险；（3）管线综合竖向设计明确不同管线在竖向空间相对管线，明确各管线施工相对顺序，为远期规划建设管线的预留预埋管线提供科学合理空间位置保证，避免路面反复二次开挖，节约工程总投入，保证道路建设质量，确保道路交通顺畅。

6 结语

基于以上分析可知，市政道路地下管网竖向规划设计是必要可行的，通过地下管网竖向规划设计可以杜绝排水管网高程顺接不畅，影响排水性能发挥，减少专业管线竖向冲突，减少管网阻力便于压力管道的管网平衡，同时节约运行管理成本，为非同步时建设的管线预留预埋提供科学合理可行的竖向位置空间，减少工程后期施工难度，节约工程建设总投资。

参考文献

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[4] 陈志龙，等.城市道路地下空g竖向规划探析[J].地下空间与工程学，2009，5（3）.

[5] 城镇供热直埋热水管道技术规程（CJJ/T81-2013）[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

作者简介：年士磊（1981-），男，安徽蚌埠人，济南城建设计研究院有限责任公司工程师，国家一级注册建造师（市政），国家注册公用设备工程师，研究方向：市政给排水工程设计及市政综合管线工程设计。