某校区室外综合管线的设计与施工

陶玉清

(连云港职业技术学院,江苏连云港 222006)

某校区室外综合管线的设计与施工

陶玉清

(连云港职业技术学院,江苏连云港 222006)

通过对连云港职业技术学院新校区室外综合管线设计与施工的工程实例分析,探讨如何根据项目的具体情况,合理地进行室外综合管线的设计与施工,总结了相关经验教训,有助于类似工程设计与施工水平的提高。

综合管线; 设计; 施工

连云港职业技术学院新校区占地 76.87hm2,规划总建筑面积 50hm2,其中一期工程建筑面积 33hm2,建筑密度16.67%,容积率 0.71,绿地率 40.18%。近期在校生规模为12 000人,远期为 15 000人。新校区功能齐全、配套设施完善,室外管网错综复杂。如何对复杂的室外管网进行合理的规划、设计和施工,成为新校区建设的重点和难点。

1 室外综合管线的设计

1.1 综合管线设计的目的和要求

新校区室外管线的种类主要有:电力管线、给水管线(包括 1至 2层市政直供水;3层以上高压变频泵供水;消火栓给水及自动喷淋给水四类给水管线)、雨水管线、污水管线、热力管线(整个新校区设有水源热泵中央空调系统,包括供回热力管线)、广电通讯管线(广电通讯主干管为 10× DN 100PVC加强型波纹塑料管,包括校园一卡通、监控、移动、电信及整个校区的消防联动系统)、燃气管线、道路照明管线。综合管线设计的目的就是要结合新校区内各建筑单体的规划布置和内、外环道路工程的设计,把这些工程管线纳入有限的地下空间。在满足建筑单体需求的同时,合理、有序地排布各类工程管线对整个新校区建设来说非常重要。具体到工程设计中,根据道路红线的控制范围,结合各种工程管线的自身特点,确定各种管线的排列顺序和管线间的中心距离,同时制定管线的最小覆土深度和管线交叉时上下层管道的控制高程,以避免在施工时各种管线发生竖向冲突。

1.2 综合管线的平面布置

综合管线设计中各工程管线要结合道路两侧区域的规划,在道路红线内进行排布,既要保证各工程管线的功能,又要布置得合理、有序。管线排布的设计内容主要包括:管线排布的位置和顺序、管线的水平间距。

管线排布的位置要结合道路横断面的设计形式,充分利用有效空间。一般来说,工程管线应尽量布置在人行道、绿化带或非机动车道下面,这样可以减少长期车荷载对管道的破坏,同时在管道维护或检修时,开挖对交通的影响也大大降低。

新校区 A号路即内环路是新校区的主要道路,路宽 18 m,其中车行道 12m,两侧人行道各 3m。管网布置为 A号路的内侧依次为广电通讯管线、热力供回水管线和雨水管线;A号路的外侧依次为电力管线、给水管线、污水管线。其中照明电缆采用穿PE管直埋,布置在距离道路两边路缘石 0.5 m的位置。

在布置好各工程管线的排序后,还要确定管线间的水平间距。各工程管线之间的水平间距要满足相邻管道的外壁(包括检查井)不发生冲突,同时还要结合绿化带、人行道的具体形式以及管道的特性综合考虑,既要保证管网的安全运行,又要方便日常维护管理。以普通实验楼西边的A号路为例,其综合管线横断面布置如图 1所示。

图1 综合管线横断面布置(m)

1.3 综合管线交叉口的处理

合理安排好各工程管线平面位置后,还要进行综合管线的高程设计。在没有管线交叉的直线路面下,雨水管、污水管的高程根据工艺设计的结果确定;对于非重力流管道,如电力排管、通信管群、给水管等,这类管道的高程一般取决于外部荷载、冰冻线等确定的最小覆土。新校区各类管线的最小覆土深度如下:给水管最小覆土深度控制在1.0m以上;污水管线在道路上的最小起始埋设深度控制在1.0～1.5m;雨水管线在道路上的最小起始埋设深度控制在1.0～1.3m;电力管线最小覆土深度控制在 0.7m;广电通讯管线最小覆土深度控制在 0.9 m;燃气管最小覆土深度控制在 0.9 m以上。

在道路交叉口附近,各种工程管线也会互相交叉,在综合管线设计时,需要对各工程管线进行合理的高程控制,使各种管线有序、合理地通过交叉口。一方面,要保证各种管线在通过交叉口时不会相碰;另一方面,要尽可能减少交叉口处管线的整体埋深,以减少开挖成本。在交叉口的管线综合设计时,一般遵循以下原则。

(1)有压让无压,因为无压管道必有坡度要求,不能随意抬高;

(2)小管让大管,因为大管一般流量大,造价高,作用重要;

(3)新建管线避让旧有管线,因为在一般情况下,铺设新管要比改造旧管线容易、省钱;

(4)临时管线避让永久管线;

(5)金属管线避让非金属管线,因为金属管线相对来讲强度大,容易弯曲、切割和连接;

(6)给水管线避让排水管线,因为排水管一般为重力流,管内易发生阻塞和沉淀,应保证其坡度和自净流速;

(7)冷水管避让热水管,因为热水管需做保温层,造价高,且往往有坡度要求,以利排除管内积气;

(8)热水管让冷冻水管,低压管让高压管,因为后者较前者造价高。

总之,管路之间的避让应在满足工艺要求的前提下,以经济、方便、易于施工为原则,并要为将来的发展留有余地。根据以上所述原则,以学生宿舍区某一交叉节点为例,其标高见图 2所示。

图2 管线交叉节点

2 室外综合管线的施工管理

新校区综合管线的施工即根据管线综合布置图,组织各专业部门施工。地下管线工程的特点是全隐蔽,交叉多,施工涉及专业广,后期维修改动困难等。搞好新校区综合管线的施工,需要精心的规划和科学的安排。

2.1 施工准备

(1)熟悉图纸。对新校区室外综合管线的施工管理来讲,熟悉图纸是至关重要的第一步。施工人员通过熟悉图纸,一方面掌握了本专业管线的长度、坡度、走向、管材管径、井位数以及与施工区域有关的地形、地貌、地物等情况;另一方面重点还要研究关键节点管网交叉的如何处理。施工技术人员不仅要研究本专业的施工图纸,还要研究整个校区的综合管线的布置情况。只有做到知已知彼,才能在施工过程中有条不紊地应对一切突发事件;

(2)召开专业协调会,明确进场时间。新校区建设工程量大、工期短,真正留给室外工程施工的时间非常短。为保证总体工程进度,学院要求建筑施工单位尽可能地创造条件,尽早拆除室外脚手架、井架或塔吊等设施,拆除围挡等临设,运走多余建筑材料及土方。一旦场地条件允许,雨污水管线即进行施工。

2.2 施工过程的进度控制

在新校区建设室外工程施工过程中,最大的难点之一是进度控制。因为施工现场场地有限,施工单位众多,既要破除现场的临时道路(内环路原是6m宽的混凝土临时路),也要保证各种车辆的通行;既要保证建筑按期建成,也要保证各种配套工程按期投入使用。施工现场的复杂程度可想而知。室外工程在进度控制方面主要做好以下两方面工作。

(1)确定工程重点,合理安排施工顺序。管线施工时,原则上“先深后浅,先管后线”。雨水、污水管的埋深较大,最先施工,其次是热力管线、供水管道、各种地下强弱电电缆管线,最后是燃气管线和路灯管线开工;

(2)编制网络进度计划。根据各个专业的特点及工作内容,编制各专业进度计划,根据各专业的进场时间,合理划分时间段,编制整体网络进度计划,确定关键线路,实行流水作业,施工期间严格执行进度计划,一旦发现偏差,及时分析原因,并做出相应调整。

2.3 施工过程的质量控制

2.3.1 对原材料、成品、半成品的质量控制

材料是工程的物质基础,材料的优劣直接影响工程质量。管线工程中使用的原材料、成品、半成品,主要有砂石材料、水泥、砖、各种管材、电缆等。这些原材料的制成品要进入工地现场使用,必须经过施工单位的进场自验和现场工程师的抽样检验。主要是检查各类电缆电线、排水管、自来水管等材料生产厂家是否具备相应的资质和产品生产许可证,材料是否有出厂合格证和合格的复试报告,检查到场材料是否存在明显的外观缺陷等,对于不合格的产品要坚决限期退场。

2.3.2 对施工过程的控制

(1)严格按图施工,控制好管线位置和标高。综合管线图的作用就是协调施工。在施工时,管线定位和标高控制是非常重要的。特别是雨污水管线,由于依靠重力流排放,如果定位和坡度控制不当将给今后的使用留下严重的隐患。然而有些专业队伍进场施工时,管道平面位置、标高不按图纸施工,随心所欲。结果造成管道相互碰撞,前后返工,甚至破坏其他管道,影响了工程质量。因此,施工时应严格按图纸施工;

(2)实行隐蔽工程验收制度。新校区综合管线工程的特点就是隐蔽工程多。由于地下管线将全部被土覆盖,因此隐蔽工程验收是质量控制的重点,必须确保各种管线在隐蔽验收合格后方可覆土;

(3)控制土方回填质量。地下管线覆盖后,其表面将会做成绿化景观和人行路面,因此土方回填质量的控制显得尤为重要。要控制回填土质量,首先要选用符合设计及规范要求的土壤。垃圾土、冻融土等不良土质不能采用,避免大块石的混入,以免降低碾压质量,在碾压时大块石还会对管线造成挤压破坏。其次要严格控制回填工艺,做到分层回填分层夯实。最后,做好回填土的密实度试验,试验结果符合设计和规范要求。

2.3.3 竣工验收,绘制综合管线竣工图

综合管线工程竣工后,学院及时组织有关部门进行验收,在做好各专业竣工资料查验工作的基础上,绘制综合管线竣工图。新校区室外工程管线在施工过程中,由于各方面的原因,发生了若干变动和修改,因此,各种管线施工完毕后要及时绘制综合管线竣工图。该竣工图记录了竣工验收后各管线在平面和竖向空间中的实际具体位置和相互关系,因此,也可称为综合管线现状图。综合管线竣工图内容包括各管线综合平面布置图、道路横断面图和交叉点标高图(表),此外还制作了一些表格和必要的文字说明,以记录一些竣工图纸中无法明确表达的信息。综合管线竣工图是建成后校区进行日常维护管理、检修及管线改建、扩建等工作的重要依据。

3 几点体会

(1)各施工单位应按通过会审的各专业施工图纸进行管线定位,不能大概按室外地坪或参照其他管线来定位。在施工 1至 6号学生宿舍楼东侧自来水管网时就犯了这样的错误。自来水管网敷设时路面基础还没做,在整理路基时才发现,自来水管网敷设太浅,管道敷在路面以上了,不得不返工,造成了工期和投资的损失;

(2)在场地小且管线集中的1至 6号学生宿舍楼西侧和多个管网交叉较多的重要节点处,采用满堂开挖,由深至浅分层装管、分层验收、分层回填、分层压实。同一标高位的管线组织同时交叉施工、流水施工。避免各专业施工单位各行其道,施工顺序混乱,重复开沟布线、互相破坏和浪费投资的现象出现,取得了良好的效果。但满堂开挖、统一布线对监理或甲方代表的组织与协调要求非常高;

(3)在施工过程中如果各专业施工单位之间产生矛盾,现场技术管理人员不得擅自处理,一定要在第一时间向现场专业监理工程师或甲方代表报告,由专业监理工程师或甲方代表协调处理。任何施工单位不得以任何理由要求对方停止施工,以保证室外工程按期完成。在新校区室外管网施工期间,曾发生多次因道路通行、管网敷设、临设拆除等方面的矛盾和纠纷,通过及时协调都能圆满解决;

(4)室外雨污水管材原设计为HDPE管,实际主要道路下的雨污水管是按钢筋混凝土管招标和施工的。从目前使用情况看,效果很好,不存在积水和排水不畅的现象,几乎没有发现被后续施工损坏的现象。但楼前楼后的雨污水管(不在市政工程的招标范围内)由于工期短(不到 1个月时间),工程量大(30个建筑单体),当时学院决定由各单体土建施工单位负责按图施工。设计施工的管材采用HDPE管。楼前楼后的雨污管在 2008年 9月投入运行后,发现多处排水不畅,大量HDPE管被后续施工压瘪、损坏,至今维修不断。因此建议在工期短、后续施工多的场所还是采用传统的钢筋混凝土管比较好。钢筋混凝土管价格低、强度高,且能保证工程质量;

(5)有些楼前楼后污水管太长,污水检查井太多,造成污水管经常堵塞、污水外溢。比如 11号、12号学生宿舍楼(9至 12号学生宿舍楼为带独立卫生间的四人间)污水管长约135m、管径 DN 300,污水检查井 35个;东西教学楼污水管长约 321m、管径DN 200,污水检查井 27个。建议增设小型号化粪池,以缩短污水管长度,减小堵塞的可能性。

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[2] 周林,夏良东.住宅小区综合管线的设计与施工[J].山西建筑,2008(2):190-191

[3] 姚枝良,金彪,杜峻.虹桥国际机场市政配套工程管线综合设计[J].给水排水,2009(7):111-113

TU8

B

2009-12-29

陶玉清(1972～),男,讲师,注册监理工程师,主要从事建筑设备、工程监理的理论教学与工程实践工作。