无锡地铁青龙山停车场室外三维管线设计

代 刚

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

无锡地铁青龙山停车场室外三维管线设计

代 刚

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

青龙山停车场为半地下轨道交通停车场，受地形及敷设空间限制，室外管线协调难度较大。通过建立停车场室外三维管线模型，找出存在的3 类管线问题，提出解决方案并模拟管线调整方法，用于指导管线施工，确保管线敷设安装合理、可行、有效。

地铁；停车场；室外管线；三维设计

综合管线是对敷设于车辆基地的各种电力、通信、信号、给水、雨水、污水管线、燃气及其他专业管线的综合，是车辆基地的神经和循环系统，设计接口多，协调工作量大。合理布置室外综合管线可以确保今后运营维护更加便利，因此，在设计之初需对管线布置空间进行约束。传统二维室外管线设计首先需要对各专业管线进行平面布置，对同类型管线进行综合，确定管线平面路径；其次，根据管线竖向标高规范要求确定管线敷设埋深及相互竖向位置关系；最后，按照确定的平面及竖向管线位置画出相应的管线断面。传统的二维管线设计在管线交叉点标高核查效率较低，若要调整管线标高时，需要逐个对标高点进行核对，方案调整协同性较弱，而在综合管线设计时采用三维设计方法，可以实现：

（1）查找综合管线二维设计可能存在的“差错碰漏”问题；

（2）提高协调各专业及系统接口、制定解决方案的效率；

（3）虚拟实现各专业的管线调整方案，便于方案的校验比选；

（4）提前处理个别专业设计变更可能引起的并发问题，做到防患于未然，避免发生废弃工程，节省工程投资。

1　青龙山停车场室外管线概况

青龙山停车场位于无锡地铁 2 号线西端，是轨道交通领域首个地下敞开式停车场。地势南低北高，用地范围地面标高有明显的差异，北部约在 13～14 m，中间约为 7～9 m，南部约为 6.2～6.8 m。场地的主要生产区为下沉式，运用库、变电所、污水处理间位于地下，综合楼和门卫位于地面（图1）。

图 1 青龙山停车场鸟瞰效果图

图 2 青龙山停车场室外管线主路径

青龙山停车场室外管线主要有：

（1）给排水管，包括给水管（市政给水管、消防管、喷淋管）、污水管、废水管、雨水管等；

（2）强电管线，包括供电、动力照明等；

（3）弱电管线，包括通信、信号、FAS、BAS、安防、PA/PIS 等；

各类室外管线经过综合后，主要路径如图 2 所示。由于青龙山停车场特殊的地形，位于地下的管线需要翻越挡土墙进入地面，并且受限于地下空间布局，管线协调难度较大。

2　设计方法

青龙山停车场室外管线设计时，引入三维设计设计方法，在二维平面设计的基础上，利用三维软件可直观、形象、自动识别管线碰撞等问题，进而对室外综合管线进行辅助设计；核查室外综合管线二维设计潜在的差、错、碰、漏问题；进一步优化、完善室外综合管线设计，提高工程设计质量。三维管线设计流程如图 3所示。

青龙山停车场室外综合管线三维辅助设计的基础资料包含站场横断面图、建筑总图、各单体建筑结构图、道路图、室外综合管线图、站场总图，以及室外各专业管线施工图等。根据这些基础资料，利用 Microstation 三维设计平台和铁四院开发的轨道交通车辆段室外综合管线三维设计系统，建立场坪、股道、站场排水沟、自来水管、污水管、雨水管、废水管、强电管线及弱电管线等，并形成总装模型，如图 4所示。

图 3 室外综合管线三维设计流程图

图 4 青龙山停车场三维管线总装模型

3　室外管线问题排查

基于 Microstation 三维设计平台和 Navigator 碰撞检测平台，通过定义管线碰撞检查原则，开展青龙山停车场室外综合管线三维辅助设计工作，通过分析，青龙山停车场室外综合管线潜在的问题主要表现在碰撞节点、入户端、挡土墙内外接口等 3 个方面。针对此 3 类问题，基于 Microstation 三维设计平台和 Navigator 碰撞自动检测平台，通过开展室外综合管线三维辅助设计，核查室外综合管线二维设计潜在问题。

（1）通过对关键碰撞点、管线入户端口、挡土墙内、外管线接口等问题进行重点核查和清理，整理并形成《青龙山停车场室外综合管线三维辅助设计成果报告》，《报告》中碰撞点、入户端及挡土墙潜在问题及其位置标注如图 5～图 7所示。

图 5 碰撞点位置示意图

图 6 入户端位置示意图

图 7 挡土墙碰撞位置示意图

（2）通过 Navigator 碰撞检测平台，检测出碰撞点位置，经分析碰撞节点问题主要表现在给排水、强弱电检查井与其他专业管线平面位置部分重叠；重力流管线与其他专业管线发生碰撞；已完成施工的站场排水沟与其他专业管线发生碰撞。碰撞点核查如图 8 所示。

（3）入户端则需补充运用库、综合楼、污水处理站、门卫的部分强、弱电电缆入户端的设计。各入户端位置如图 9 所示。

（4）挡土墙内、外管线接口问题则是由于咽喉区东、西两侧挡土墙先于室外综合管线施工，未预留挡土墙内东侧强、弱电缆，西侧雨水、污水，接挡土墙外对应管线的孔洞等，导致上述各专业管线翻越挡土墙时发生碰撞。如图 10 所示。

图 8 碰撞检查

图 9 入户端问题

图 10 挡土墙问题

4　典型问题分析及解决方案

（1）从上述若干碰撞点中选取一个典型节点进行分析。在运用库与变电所位置，由于给水管道从坡道位置接入运用库，并且强电、弱电管线亦需要过路至咽喉区位置，在该区域管线交叉较多，存在站场排水沟与弱电、强电碰撞，喷淋水管与强弱电管线碰撞多个问题，如图 11～图 12 所示，图中咖啡色为站场排水沟、蓝色沟为强电沟、青色沟为弱电沟、黄色为污水管、粉色为喷淋水管、青色管为雨水管。

图 11 典型碰撞点位置

图 12 典型碰撞点三维节点大样

（2）对于碰撞点问题，需要对相应管线水平位置、竖向标高进行调整，利用三维管线设计系统，通过对管线模型进行联动调整，并再次进行碰撞检查，直至碰撞点个数为 0。上述典型碰撞点协调解决后的三维模型如图 13 所示。

（3）参照上述管线点碰撞消除调整方法，碰撞点其他问题解决方案如表 1 所示。

图 13 调整后三维节点大样

表 1 碰撞节点问题及解决措施方案

（4）针对图 9 所示的入户端问题，入户端位置冲突需要调整入户管位置标高，入户端遗漏可在单体对应管线问题补充入户电缆井即可，解决方案如表 2 所示。

（5）针对挡土墙室内外管线接口问题，则应该从挡土墙施工及管线敷设便利性出发，真实模拟管线安装方法，对于强弱电翻越挡土墙问题，考虑强弱电对于管线自身最大弯曲半径有要求，则可以考虑挡土墙顶部开槽，宽 1 200 mm×高 300 mm，强、弱电缆桥架紧贴所开凹槽敷设，接入挡土墙外强、弱电电缆井。如图 14所示。

（6）对于给排水管线，根据其弯曲特性，雨水管、污水管通过镀锌钢管“几”字型翻越挡土墙。如图 15 所示。

表 2 入户端问题解决方案

图 14 强弱电翻越挡土墙

图 15 排水管翻越挡土墙

5　实施效果及展望

（1）通过建立室外三维管线模型，对管线模型进行碰撞检查调整，可以有效避免施工过程中出现差、错、碰、漏问题，有助于施工单位统筹安排各个专业管线的施工顺序，结合停车场管网的特点及现场施工具体情况，科学、合理地安排施工顺序，确保室外管线工程正常有序进行。

（2）在施工过程中可以对三维模型进行实时查看数据，便于理解管线位置关系及敷设要求，若施工现场存在管线问题，通过网络实时反馈信息，由设计人员模拟管线调整结果，避免工程投资及废弃工程。

（3）从设计到施工，青龙山停车场室外三维管线设计取得了良好效果，达到了建设方预期效果，可在后续项目中继续推广使用。

［1］ 缪东. 地铁车辆段室外综合管线三维设计与管理系统［J］. 城市轨道交通研究，2015（8）.

［2］ 郭文浩. 三维技术在地铁车辆段室外综合管线设计中的应用［J］. 铁道勘测与设计，2013（5）.

［3］ 杨远丰，蔡晓宝. 三维管线综合设计实践与技术探讨［J］. 建筑技艺，2011（增1）.

［4］ 罗凌燕，贺军政，李育东. 城市地下管线三维快速建模技术研究及应用［J］. 测绘通报，2012（9）.

［5］ 陶国强，吴良才，李大军. 城市地下管线三维模型的实现［J］. 测绘科学，2005（6）.

责任编辑 朱开明

3D Design for Outdoor Pipelines of Wuxi Metro Qinglong Hill Parking Lot

Dai Gang

Qinglong Hill parking lot is a semiunderground parking lot， and it is difficult to coordinate with the terrain and piping space. By building a 3D outdoor pipelines model for the parking lot， the paper identifies three types of pipeline problems， makes proposals with some solutions， simulates pipelines with adjustment methods， and guides the pipeline construction，which ensures that the laying and installation of the pipeline is more proper， feasible and effective.

metro， parking lot， outdoor pipeline，3D design

TU990.3

2016-04-17

代刚（1985—），男，工程师