某校區室外綜合管線的設計與施工

陶玉清

(連云港職業技術學院,江蘇連云港 222006)

某校區室外綜合管線的設計與施工

陶玉清

(連云港職業技術學院,江蘇連云港 222006)

通過對連云港職業技術學院新校區室外綜合管線設計與施工的工程實例分析,探討如何根據項目的具體情況,合理地進行室外綜合管線的設計與施工,總結了相關經驗教訓,有助于類似工程設計與施工水平的提高。

綜合管線; 設計; 施工

連云港職業技術學院新校區占地 76.87hm2,規劃總建筑面積 50hm2,其中一期工程建筑面積 33hm2,建筑密度16.67%,容積率 0.71,綠地率 40.18%。近期在校生規模為12 000人,遠期為 15 000人。新校區功能齊全、配套設施完善,室外管網錯綜復雜。如何對復雜的室外管網進行合理的規劃、設計和施工,成為新校區建設的重點和難點。

1 室外綜合管線的設計

1.1 綜合管線設計的目的和要求

新校區室外管線的種類主要有:電力管線、給水管線(包括 1至 2層市政直供水;3層以上高壓變頻泵供水;消火栓給水及自動噴淋給水四類給水管線)、雨水管線、污水管線、熱力管線(整個新校區設有水源熱泵中央空調系統,包括供回熱力管線)、廣電通訊管線(廣電通訊主干管為 10× DN 100PVC加強型波紋塑料管,包括校園一卡通、監控、移動、電信及整個校區的消防聯動系統)、燃氣管線、道路照明管線。綜合管線設計的目的就是要結合新校區內各建筑單體的規劃布置和內、外環道路工程的設計,把這些工程管線納入有限的地下空間。在滿足建筑單體需求的同時,合理、有序地排布各類工程管線對整個新校區建設來說非常重要。具體到工程設計中,根據道路紅線的控制范圍,結合各種工程管線的自身特點,確定各種管線的排列順序和管線間的中心距離,同時制定管線的最小覆土深度和管線交叉時上下層管道的控制高程,以避免在施工時各種管線發生豎向沖突。

1.2 綜合管線的平面布置

綜合管線設計中各工程管線要結合道路兩側區域的規劃,在道路紅線內進行排布,既要保證各工程管線的功能,又要布置得合理、有序。管線排布的設計內容主要包括:管線排布的位置和順序、管線的水平間距。

管線排布的位置要結合道路橫斷面的設計形式,充分利用有效空間。一般來說,工程管線應盡量布置在人行道、綠化帶或非機動車道下面,這樣可以減少長期車荷載對管道的破壞,同時在管道維護或檢修時,開挖對交通的影響也大大降低。

新校區 A號路即內環路是新校區的主要道路,路寬 18 m,其中車行道 12m,兩側人行道各 3m。管網布置為 A號路的內側依次為廣電通訊管線、熱力供回水管線和雨水管線;A號路的外側依次為電力管線、給水管線、污水管線。其中照明電纜采用穿PE管直埋,布置在距離道路兩邊路緣石 0.5 m的位置。

在布置好各工程管線的排序后,還要確定管線間的水平間距。各工程管線之間的水平間距要滿足相鄰管道的外壁(包括檢查井)不發生沖突,同時還要結合綠化帶、人行道的具體形式以及管道的特性綜合考慮,既要保證管網的安全運行,又要方便日常維護管理。以普通實驗樓西邊的A號路為例,其綜合管線橫斷面布置如圖 1所示。

圖1 綜合管線橫斷面布置(m)

1.3 綜合管線交叉口的處理

合理安排好各工程管線平面位置后,還要進行綜合管線的高程設計。在沒有管線交叉的直線路面下,雨水管、污水管的高程根據工藝設計的結果確定;對于非重力流管道,如電力排管、通信管群、給水管等,這類管道的高程一般取決于外部荷載、冰凍線等確定的最小覆土。新校區各類管線的最小覆土深度如下:給水管最小覆土深度控制在1.0m以上;污水管線在道路上的最小起始埋設深度控制在1.0～1.5m;雨水管線在道路上的最小起始埋設深度控制在1.0～1.3m;電力管線最小覆土深度控制在 0.7m;廣電通訊管線最小覆土深度控制在 0.9 m;燃氣管最小覆土深度控制在 0.9 m以上。

在道路交叉口附近,各種工程管線也會互相交叉,在綜合管線設計時,需要對各工程管線進行合理的高程控制,使各種管線有序、合理地通過交叉口。一方面,要保證各種管線在通過交叉口時不會相碰;另一方面,要盡可能減少交叉口處管線的整體埋深,以減少開挖成本。在交叉口的管線綜合設計時,一般遵循以下原則。

(1)有壓讓無壓,因為無壓管道必有坡度要求,不能隨意抬高;

(2)小管讓大管,因為大管一般流量大,造價高,作用重要;

(3)新建管線避讓舊有管線,因為在一般情況下,鋪設新管要比改造舊管線容易、省錢;

(4)臨時管線避讓永久管線;

(5)金屬管線避讓非金屬管線,因為金屬管線相對來講強度大,容易彎曲、切割和連接;

(6)給水管線避讓排水管線,因為排水管一般為重力流,管內易發生阻塞和沉淀,應保證其坡度和自凈流速;

(7)冷水管避讓熱水管,因為熱水管需做保溫層,造價高,且往往有坡度要求,以利排除管內積氣;

(8)熱水管讓冷凍水管,低壓管讓高壓管,因為后者較前者造價高。

總之,管路之間的避讓應在滿足工藝要求的前提下,以經濟、方便、易于施工為原則,并要為將來的發展留有余地。根據以上所述原則,以學生宿舍區某一交叉節點為例,其標高見圖 2所示。

圖2 管線交叉節點

2 室外綜合管線的施工管理

新校區綜合管線的施工即根據管線綜合布置圖,組織各專業部門施工。地下管線工程的特點是全隱蔽,交叉多,施工涉及專業廣,后期維修改動困難等。搞好新校區綜合管線的施工,需要精心的規劃和科學的安排。

2.1 施工準備

(1)熟悉圖紙。對新校區室外綜合管線的施工管理來講,熟悉圖紙是至關重要的第一步。施工人員通過熟悉圖紙,一方面掌握了本專業管線的長度、坡度、走向、管材管徑、井位數以及與施工區域有關的地形、地貌、地物等情況;另一方面重點還要研究關鍵節點管網交叉的如何處理。施工技術人員不僅要研究本專業的施工圖紙,還要研究整個校區的綜合管線的布置情況。只有做到知已知彼,才能在施工過程中有條不紊地應對一切突發事件;

(2)召開專業協調會,明確進場時間。新校區建設工程量大、工期短,真正留給室外工程施工的時間非常短。為保證總體工程進度,學院要求建筑施工單位盡可能地創造條件,盡早拆除室外腳手架、井架或塔吊等設施,拆除圍擋等臨設,運走多余建筑材料及土方。一旦場地條件允許,雨污水管線即進行施工。

2.2 施工過程的進度控制

在新校區建設室外工程施工過程中,最大的難點之一是進度控制。因為施工現場場地有限,施工單位眾多,既要破除現場的臨時道路(內環路原是6m寬的混凝土臨時路),也要保證各種車輛的通行;既要保證建筑按期建成,也要保證各種配套工程按期投入使用。施工現場的復雜程度可想而知。室外工程在進度控制方面主要做好以下兩方面工作。

(1)確定工程重點,合理安排施工順序。管線施工時,原則上“先深后淺,先管后線”。雨水、污水管的埋深較大,最先施工,其次是熱力管線、供水管道、各種地下強弱電電纜管線,最后是燃氣管線和路燈管線開工;

(2)編制網絡進度計劃。根據各個專業的特點及工作內容,編制各專業進度計劃,根據各專業的進場時間,合理劃分時間段,編制整體網絡進度計劃,確定關鍵線路,實行流水作業,施工期間嚴格執行進度計劃,一旦發現偏差,及時分析原因,并做出相應調整。

2.3 施工過程的質量控制

2.3.1 對原材料、成品、半成品的質量控制

材料是工程的物質基礎,材料的優劣直接影響工程質量。管線工程中使用的原材料、成品、半成品,主要有砂石材料、水泥、磚、各種管材、電纜等。這些原材料的制成品要進入工地現場使用,必須經過施工單位的進場自驗和現場工程師的抽樣檢驗。主要是檢查各類電纜電線、排水管、自來水管等材料生產廠家是否具備相應的資質和產品生產許可證,材料是否有出廠合格證和合格的復試報告,檢查到場材料是否存在明顯的外觀缺陷等,對于不合格的產品要堅決限期退場。

2.3.2 對施工過程的控制

(1)嚴格按圖施工,控制好管線位置和標高。綜合管線圖的作用就是協調施工。在施工時,管線定位和標高控制是非常重要的。特別是雨污水管線,由于依靠重力流排放,如果定位和坡度控制不當將給今后的使用留下嚴重的隱患。然而有些專業隊伍進場施工時,管道平面位置、標高不按圖紙施工,隨心所欲。結果造成管道相互碰撞,前后返工,甚至破壞其他管道,影響了工程質量。因此,施工時應嚴格按圖紙施工;

(2)實行隱蔽工程驗收制度。新校區綜合管線工程的特點就是隱蔽工程多。由于地下管線將全部被土覆蓋,因此隱蔽工程驗收是質量控制的重點,必須確保各種管線在隱蔽驗收合格后方可覆土;

(3)控制土方回填質量。地下管線覆蓋后,其表面將會做成綠化景觀和人行路面,因此土方回填質量的控制顯得尤為重要。要控制回填土質量,首先要選用符合設計及規范要求的土壤。垃圾土、凍融土等不良土質不能采用,避免大塊石的混入,以免降低碾壓質量,在碾壓時大塊石還會對管線造成擠壓破壞。其次要嚴格控制回填工藝,做到分層回填分層夯實。最后,做好回填土的密實度試驗,試驗結果符合設計和規范要求。

2.3.3 竣工驗收,繪制綜合管線竣工圖

綜合管線工程竣工后,學院及時組織有關部門進行驗收,在做好各專業竣工資料查驗工作的基礎上,繪制綜合管線竣工圖。新校區室外工程管線在施工過程中,由于各方面的原因,發生了若干變動和修改,因此,各種管線施工完畢后要及時繪制綜合管線竣工圖。該竣工圖記錄了竣工驗收后各管線在平面和豎向空間中的實際具體位置和相互關系,因此,也可稱為綜合管線現狀圖。綜合管線竣工圖內容包括各管線綜合平面布置圖、道路橫斷面圖和交叉點標高圖(表),此外還制作了一些表格和必要的文字說明,以記錄一些竣工圖紙中無法明確表達的信息。綜合管線竣工圖是建成后校區進行日常維護管理、檢修及管線改建、擴建等工作的重要依據。

3 幾點體會

(1)各施工單位應按通過會審的各專業施工圖紙進行管線定位,不能大概按室外地坪或參照其他管線來定位。在施工 1至 6號學生宿舍樓東側自來水管網時就犯了這樣的錯誤。自來水管網敷設時路面基礎還沒做,在整理路基時才發現,自來水管網敷設太淺,管道敷在路面以上了,不得不返工,造成了工期和投資的損失;

(2)在場地小且管線集中的1至 6號學生宿舍樓西側和多個管網交叉較多的重要節點處,采用滿堂開挖,由深至淺分層裝管、分層驗收、分層回填、分層壓實。同一標高位的管線組織同時交叉施工、流水施工。避免各專業施工單位各行其道,施工順序混亂,重復開溝布線、互相破壞和浪費投資的現象出現,取得了良好的效果。但滿堂開挖、統一布線對監理或甲方代表的組織與協調要求非常高;

(3)在施工過程中如果各專業施工單位之間產生矛盾,現場技術管理人員不得擅自處理,一定要在第一時間向現場專業監理工程師或甲方代表報告,由專業監理工程師或甲方代表協調處理。任何施工單位不得以任何理由要求對方停止施工,以保證室外工程按期完成。在新校區室外管網施工期間,曾發生多次因道路通行、管網敷設、臨設拆除等方面的矛盾和糾紛,通過及時協調都能圓滿解決;

(4)室外雨污水管材原設計為HDPE管,實際主要道路下的雨污水管是按鋼筋混凝土管招標和施工的。從目前使用情況看,效果很好,不存在積水和排水不暢的現象,幾乎沒有發現被后續施工損壞的現象。但樓前樓后的雨污水管(不在市政工程的招標范圍內)由于工期短(不到 1個月時間),工程量大(30個建筑單體),當時學院決定由各單體土建施工單位負責按圖施工。設計施工的管材采用HDPE管。樓前樓后的雨污管在 2008年 9月投入運行后,發現多處排水不暢,大量HDPE管被后續施工壓癟、損壞,至今維修不斷。因此建議在工期短、后續施工多的場所還是采用傳統的鋼筋混凝土管比較好。鋼筋混凝土管價格低、強度高,且能保證工程質量;

(5)有些樓前樓后污水管太長,污水檢查井太多,造成污水管經常堵塞、污水外溢。比如 11號、12號學生宿舍樓(9至 12號學生宿舍樓為帶獨立衛生間的四人間)污水管長約135m、管徑 DN 300,污水檢查井 35個;東西教學樓污水管長約 321m、管徑DN 200,污水檢查井 27個。建議增設小型號化糞池,以縮短污水管長度,減小堵塞的可能性。

[1] 蔡倩瑜.管線綜合與各專業設計的聯系[J].防洪排水,2006 (4):120-122

[2] 周林,夏良東.住宅小區綜合管線的設計與施工[J].山西建筑,2008(2):190-191

[3] 姚枝良,金彪,杜峻.虹橋國際機場市政配套工程管線綜合設計[J].給水排水,2009(7):111-113

TU8

B

2009-12-29

陶玉清(1972～),男,講師,注冊監理工程師,主要從事建筑設備、工程監理的理論教學與工程實踐工作。