机场市政配套工程管线综合设计研究

2023-11-07符馨元

工程建设与设计 2023年19期

符馨元

（中国民航工程咨询有限公司，北京 100621）

1 引言

近几年，机场建设范围不断扩大，市政配套工程是机场建设的重要内容。机场市政配套工程管线施工工艺特殊、施工作业面小、环境干扰因素多，对管线综合设计提出了较高的要求，一旦管线综合设计不达标，会直接影响机场建设与运营，进而干扰区域交通发展。因此，研究机场市政配套工程管线综合设计内容具有非常突出的现实意义。

2 机场市政配套工程管线综合设计的理论指导

在机场总平面设计的基础上，根据GB 50289—2016《城市工程管线综合规划规范》有关规定，机场市政配套工程管线综合设计的理论主导是合理利用城市用地，统筹排布工程管线在地下空间、地上空间位置，协调工程管线与工程管线之间及其他工程设施之间的关系。工程管线特指满足机场经营生活需要，地下或架空敷设的多种专业管道、缆线的统一称谓，不包括工业工艺类管道。从机场市政配套工程管线综合设计理论内容来看，主要包括确定各工程管线布局与敷设方式、敷设排列顺序、敷设位置以及相邻工程管线水平间距、交叉工程管线垂直间距、地下敷设工程管线覆土深度、工程管线控制高程等。一般工程管线应结合用地规划，依据城市规划道路网布置，充分利用现状管线、线位，避开沉陷区、地震断裂带、滑坡危险地带等不良地质条件区域。

除上述理论外，机场市政配套工程管线综合设计还需要遵循YD/T 50373—2019《通信管道与通道工程设计标准》、GB 50013—2018《室外给水设计标准》、JTG/T 3383-01—2020《公路通信及电力管道设计规范》等规范指导。

3 机场市政配套工程管线综合设计的具体要求

机场市政配套工程管线综合设计要求结合机场规划、场内跑道，在有限地下空间内纳入给水、电力、燃气、通信、污水、雨水、照明等管线。同时，管线综合设计应合理、有序完成不同类别工程管线的排布，满足机场内部运营需求。在这个基础上，根据机场配套、跑道控制范围以及不同管线特征，进行不同管线排列顺序的调整。在明确各种管线排列顺序后，详细划定管线之间的中心距离以及管线交叉时上下层管道控制高程、管线最小覆土深度，规避施工期间多种管线在竖向空间内出现碰撞。

4 机场市政配套工程管线综合设计的总体规划

电力、燃气、通信、污水、雨水、照明等机场市政配套工程管线隶属专业各异，不仅涉及电力专业、燃气专业、通信专业、给排水专业，而且涉及燃气公司、规划局等第三方部门。部分情况下，机场市政配套工程管线综合设计还需与道路专业沟通，从道面断面布置着手，预先留设管线规划位置[1]。基于此，在机场市政配套工程管线综合设计总体规划时，设计人员应主动与机场设计部门、建设业主方以及电力工程部门、通信工程部门、给排水工程部门、规划局、燃气公司、电力局沟通，形成覆盖范围广的机场市政配套工程管线综合设计组织。进而由机场市政配套工程管线综合设计组织对接业主方递交专业需求，根据机场周边区域规划、市政配套管线情况，结合机场设计图，布置工程管线。最终由机场市政配套工程管线综合设计组织汇总管线图纸内容，明确管线处于跑道一侧布置或两侧布置、管线根数、预留孔数、管径大小、最小覆土深度、预留支管位置等，以便根据机场整体规划输出管线综合标准横断面设计图。

在获得机场市政配套工程管线综合标准横断面设计图后，机场业主方可以组织召开机场市政配套工程管线综合设计协调会，促使通信工程、给排水工程等工程管线设计部门以及电力局、燃气公司等部门均明晰对应工程管线位置、控制高程，形成统一意见，为管线综合施工图设计奠定基础。

5 机场市政配套工程管线综合设计的详细内容

5.1 平面布置

平面布置是机场市政配套工程管线综合设计的重要内容。在机场市政配套工程管线平面布置时，应根据跑道（或停机坪、服务车道、跑道及滑行道、巡场路）两侧区域规划有序、合理排布管线位置、水平间距，在确保通信工程、给排水工程等工程管线功能顺利实现的同时，将管线控制在机场红线内[2]。

在管线位置排布时，设计人员应贯彻有效空间充分利用方针，根据道面横断面设计形式，尽可能将管线布置到非机动车道、人行道下方，减少长期车荷载对管道的破坏以及管道维护检修开挖对交通的影响。若道面宽度不足且机场市政配套工程管线数量多，可以根据具体工程规划红线中心线两侧进行燃气管、污水管、电力电缆、电力排管、给水管、雨水管、信息线缆、信息导管的排布。一般来说，在人行道下方，可以排布信息线缆、电力电缆、配气管、配水管等；对于快车道下方，可以排布综合管线隧道、污水管、雨水管；对于慢车道下方，可以排布电力排管、燃气管、给水管。

根据机场市政配套工程实际情况，可以进行管线位置的合理调整。比如，机场工作区主要道路为东西走向，人行道与非机动车道共线，分别在机动车道两侧分布，道路总宽度为24 m。此时，照明电路可以直接布置在路缘石两侧，通信管群、电力排管、给水管道、污水管道、雨水管道、燃气管道则可以根据管线综合排布原则，在道路中心线两侧依次布置。其中雨水管线、通信管线、给水管线布置在路中心线北侧；污水管线、雨水管道、电力排管则布置在路中心线南侧，分别位于慢车道、快车道、人行道与非机动车道下方。同时，根据工作井尺寸，进行各工程管线水平间距的确定，如电力管线、直埋热力管线之间最小水平间距为2 m，确保不同管线之间干扰最小。

5.2 敷设方式

5.2.1 通信管线

通信管线是机场市政配套工程管线综合设计的重要内容，包含架空段，管道类型多样（塑合金管道、无缝热镀锌钢管、热度桥架、现浇混凝土人井等）。在考虑建筑物应力与飓风影响的情况下，设计人员应设置管道顶部到路段高度（管道埋深）大于或等于0.7 m，管道顶部到现浇混凝土人井内上覆顶面净距大于或等于0.3 m，同一现浇混凝土人井两端管道高程一致，进入现浇混凝土人井内管道顶部与现浇混凝土人井底板面之间距离大于或等于0.3 m，且现浇混凝土人井墙体与基础成90°，墙体全部净高、顶部偏差分别小于或等于±10 mm、±20 mm。同时，设置通信管道坡度为3‰～4‰，尽可能大于2.5‰，确保地下水顺利流向现浇混凝土人井。同时，在管道为塑料材质的情况下，将密封圈增设到两根管子对接位置；而在管道为钢材的情况下，错开接头套管连接并支撑衬垫物，相邻衬垫物之间距离在2.5 m±0.5 m。

在光缆线路敷设时，设计人员可以借鉴进口熔接法与张力放线敷设理论，设定每一光缆线路接头单向损耗、接头平均损耗分别小于或等于0.08 dB/ 个、0.04 dB/ 个，接头位置弯曲半径大于或等于光缆外径20 倍[3]。同时在接头盒内布置金属外护套、加强芯，接续后光缆收冗余单端长度、弯曲半径分别大于或等于0.8 m、40 mm，确保接续点交叉正确且无混线问题。

5.2.2 热力管线

热力管线是机场市政配套管线综合设计的重要内容，可以采用DN350 作为主管、DN250 作为支管敷设。在热力管线单长一定的情况下，可以选择φ219.1 mm×7.9 mm L360 直缝电阻焊钢管（或φ219.1 mm×7.0 mm L245 直缝电阻焊钢管）与光固化套（跨越段），进行敷设方案设计。比如，热力管道定向钻进穿越跑道，沿跑道东侧向北敷设，绕过机场跑道，同时，采用管线挂桥方式跨越道桥进入终点区域，避开机场施工区域，降低协调工作量。再如，沿着现有电力管线路敷设方向，以沉管方式穿越停机坪，沿着与机场滑行道外侧平行方向敷设，到达机场滑行道另外一侧，同时，采用管线挂桥方式跨越巡场路进入机坪管线，沿机坪管线进入服务车道，缩短管线长度。

在敷设方案确定后，设计人员可以综合考虑施工成本、技术难度等因素，进行方案的优化。一般在管线长度一定的情况下，可以跑道一侧为定向起点，同路同沟敷设2 根热力管线，定向穿越机场滑行道、机场跑道后，由机场跑道另外一侧出土，出土端距离跑道一侧100 m 以上，同一隔断阀井内两根管道之间设置隔断阀。燃气管线仅设置单阀阀井，煤力管线则设置双阀阀井，经过隔断阀井后的管线为埋地敷设方式。最后经室外调压箱后端出管，与航站楼全部热力管线连接。

5.2.3 给排水管线

机场市政配套给排水系统包括生活给水系统、重力排水系统、压力排水系统等。其中生活给水系统由市政直接供水（或水泵水箱水池联合供水），热水系统为开式机械全循环系统，供水方式为下行上给，分两路进水；重力排水系统为污废河流排放方式，排放内容物为一层以下全部污废水、一层部分污废水、登机桥固定端屋面，空调机房则独立设置废水排水系统，排出水排入市政污水管网，排水立管设置专用通气管，底层单独排水；压力排水系统适用于一层部分污水、一层以下全部污废水，工作压力为0.3 MPa，水泵为自动耦合装置。此外，因机场建筑防火等级较高，设计人员应环状布置消火栓给水管网，室外配置地下式水泵接合器，配合临时高压供水，经5 根单栓立管满足消防安全要求[4]。

在给排水管线敷设线路确定后，设计人员可以综合考虑地势高差、给排水管道长度、泵扬程、设计压力，结合管道最大流量、最大输入量、流速、沿途摩擦阻力与局部摩擦阻力，选择适宜规格的管道管径，如DN200 等。进而根据给排水需求，从尺寸精度、几何无缝化、机械性能（抗拉伸性能、冲击性能等）、化学成分、价格等方面，选择适宜材质的管道，为给排水管线施工提供参考。

5.3 高程布置

高程布置是机场市政配套工程管线综合设计的重点，受管线交叉与否的直接影响。若管线无交叉（直线排布），则需要根据工艺设计结果，在三维立体模型中，进行重力流管线高程的合理设计，如污水管、雨水管等[5]。同时考虑外部荷载、冰冻线，确定通信管群、电力排管、给水管、煤气管等非重力流管道的最小覆土。

若管线存在交叉，则需要落实有序、合理的原则，对工程管线高程进行处理，确保经过交叉口的不同管线无碰撞，且整体埋深更小，降低后期开挖操作成本。一般相对次要管线或临时性管线需要避让相对主要管线或永久性管线，压力管线或技术要求低的管线则需要避让重力管线或技术要求高的管线，易弯曲管线需要避让不易弯曲管线。比如，在BIM 软件中，沿着机场市政配套道路交叉口纵向标高方向，向下逐步布置通信管群、电力排管、市政给水管、燃气管、回用水管、市政雨水管与污水管等。同时，设计人员应控制电力管线、燃气管线或其他热力管线最小垂直净距超过0.5 m，通信管线、给排水管线（无保护管）等管线最小垂直净距大于0.5 m，若给排水管线加保护管，则通信管线、给排水管线最小垂直净距应大于0.15 m。同时，借助管道外包尺寸标出道路交叉口不同工程管线控制高程，包括最上层横穿道路通信管群排管上顶标高与下底标高、电力管线上顶标高与下底标高等，获得管线综合高程布置图。