污水入廊工程工艺设计及BIM应用研究 (以青岛某立交及新机场管廊项目为例)

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论文字数:**** 论文编号:lw202310123 日期:2023-07-16 来源:论文网
平面设计、纵断面设计对工艺专业展开研究,并以青岛部分污水入廊工程为例针对污水入廊在工艺设计上的具体要求结合工程实际深入研究,引申出 BIM 在综合管廊工艺专业设计中的应用研究。

第1章 绪论

1.1 研究的背景
市政道路地下管线是城市有效运行的重要基础,随着城市建设不断高速发展,现状地下及架空管线存在容量不足,检修不便,景观效果较差等一系列问题,尤其一些特大城市连续发生内涝、管线泄漏爆炸等事件,市政管线的建设水平与人民群众的生命财产安全和城市有序运行越来越密切,在此背景下,综合管廊作为市政管线的重要载体功能愈发凸显。
根据 2016 年住建部陈政高部长在全国城市地下综合管廊建设电视电话会议精神要求,我们应深入贯彻党中央国务院在推进管廊建设方面的政策要求。第一,增强工作自觉性,统一思想,增强责任感以抓好管廊建设。第二,科学规划,科学论证,统筹考虑,长远规划。第三,坚决落实全部管线入廊要求。第四,推广PPP 合作模式,推进融资创新。第五,加强管理,合理组织[1]。
根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015),综合管廊指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属实施[2]。
综合管廊不同于传统直埋管线敷设方式,将各种管线纳入综合管廊内安装敷设,可有效解决管线长久运行及检修时的维修、扩容问题,极大提升城市形象,对创建文明城市有积极推动作用,在国内外均已得到验证并推广。

1.1.1 国家政策
大力推广综合管廊建设,合理规划市政管线,是我国创新城市建设的基本要求,综合管廊可有效解决管线维修导致的路面开挖,架空管线入廊可极大提升城市景观,促进智慧城市建设,提高城市安全,提高城市抗风险能力,促进城镇化发展水平,有利于社会公共资源有效配给,吸引社会资本,循环经济发展。
2013 年 9 月,国务院发布《关于加强城市基础设施建设的意见》(国发〔2013〕36 号),意见思想为开展管廊试点,3 年时间内启动 36 座城市试点工程。新建市政道路及各功能园区应按照管廊模式推进开发[3]。

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1.2 研究的意义
(1)落实国家技术推广政策的要求
2013 年 9 月,国务院发布〔2013〕36 号文“国务院关于加强城市基础设施建设的意见”,意见思想为开展管廊试点,3 年时间内启动 36 座城市试点工程。新建市政道路及各功能园区应按照管廊模式推进开发。

2014 年 6 月,国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27 号),意见思想为:36 座试点城市中应积极寻找融资渠道,合理规划设计,建成并完善运维管理模式,提高建设管理水平,以试点带动周边城市区域建设,拉动旧城改造。

2015 年 8 月,国务院发布《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》(国办发〔2015〕51 号),意见思想为:到 2020 年,第一批国际高水平管廊投入运营,杜绝管线维修造成的路面破坏,管线运维水平提升,架空管线逐步入廊,城市景观不断提高。
污水管道作为重力流管道,其入廊技术及入廊后产生的一系列问题的解决,将为全国其他省市地区开展工程具有示范意义。
(2)是实现青岛市总体规划发展定位的需要
根据《青岛市城市总体规划(2011-2020)》定位,青岛是重要的沿海中心城市。青岛市将规划实施《国家新型城镇化规划(2014-2020)》,实现海洋强国战略和半岛蓝色经济区构想,全面实施组团发展战略,实现城市稳步转型。
青岛将建设成为宜居幸福的现代化城市,实现“世界海湾、蓝色之都”的城市发展目标。
青岛作为国家首批综合管廊试点城市,污水入廊后展开对管廊的建设及研究,可以有效减少地下排水直埋管线施工、养护过程中对城市交通、居民生活的影响,极大提升整体社会发展及文明水平,提升品质形象。
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第2章 国内综合管廊建设现状分析

2.1 燃气入廊
燃气入廊目前争议较多,从国外的管廊建设案例分析,欧洲国家无燃气入廊先例,日本有煤气入廊实例。国内仅台湾地区有煤气入廊实例且已经投入运行,其余地区因无建设先例,仅上海浦东新区张杨路管廊有燃气入廊,见图 2.1 张杨路综合管廊断面,但也因为前期未经过详细的规划论证,燃气管道并未通气投入使用。目前建设单位与设计单位均对燃气入廊存疑。

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2.2 污水入廊
目前国内平原地区已建成的管廊,入廊的污水管绝大多为压力管,如深圳盐田坳、昌平未来科技城等,重力流污水管入廊实例较少。
青岛市在建综合管廊,除常规入廊管线外,新建功能区大部分已将污水纳入综合管廊。例如:青岛新机场综合管廊及中德生态园片区综合管廊,地处新建城区,基本无现状管线制约,污水专项规划可结合管廊竖向适当调整,为污水入廊创造规划条件。本文在后文中对污水入廊进行详细阐述。
2.2.1 国外发展现状
国外污水管线入廊多为污水下沉廊道和压力管线,重力流污水管线入廊借助地势差,综合势差不小于 1%。[20]

法国 可追溯最早的综合管廊起源于 19 世纪的欧洲巴黎,早起管廊将多种管线集中设置于一个舱室,且缺少相应的安检设备,因事故多发,民众对管廊的可行性产生怀疑,对综合管廊的发展产生极大制约。
实际上,综合管廊最开始的时候是作为下水道系统来使用的,巴黎的地下管廊在设计之初采用了两条相互分离的雨水和污水廊道。雨水廊道直排河道,污水廊道设置清砂船进行日常养护。随着社会的不断发展,19 世纪的下水道管廊系统已经演变为如今包含给水、通信、电力、雨水、污水的综合管廊系统。

进入 20 世纪,巴黎逐步意识到综合管廊的重要性,并逐步推动管廊建设,在巴黎市政府主导下,巴黎市综合管廊系统规划逐步完善,入廊管道包括给水、通信、电力、雨水、污水、热水、垃圾收集系统。成为现代化高标准综合管廊,收纳管线种类多,建设标准高,逐渐引领世界综合管廊建设。
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第 3 章 综合管廊工艺设计研究 ........................ 21
3.1 项目概况 ....................... 2
3.2 横断面设计 ................. 22
3.3 平面设计 ............................ 25
第 4 章 重力流污水入廊研究 .............................. 31
4.1 污水管线入廊的先决条件 ............................... 31
4.2 污水管线入廊要点 ..................................... 34
4.3 入廊污水管道管材选择 ................................. 34
第 5 章 青岛市污水入廊工程实例分析 ................................. 48
5.1 中德生态园纵七路综合管廊工程 ......................... 48
5.2 青岛新机场工作区、航站区综合管廊工程 ................. 53
5.3 本章小结 ............................................. 69

第6章 BIM 在综合管廊出线井中的应用

6.1 出线井分类
目前,综合管廊出线井节点,根据划分依据的不同有以下几种出线方式;
(1)根据出线种类分为:缆线出线、水管出线、燃气出线、热力出线等;
(2)根据出线节点位置分为:端墙出线、预留出线、相交节点出线;
(3)根据出线形式分为支廊出线和直埋出线;其中支廊出线又分为十字出线、T 形出线、重力流出线以及端墙出线。
本文就出线形式作为划分依据,分别介绍目前综合管廊设计中几种常见的出线方案,同时针对 BIM 与出线井设计的结合,介绍 BIM 在综合管廊出线井设计中的应用。

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第7章 结论与展望

7.1 结论
(1)我国已成为世界上综合管廊建设规模最大的国家,在入廊管线的选择上,涉及的影响因素较多,有政策要求,有技术条件约束,有建设和营运成本的考量等,一般电力、通信、给水、中水、热力入廊相对较为容易,技术成熟,长远考虑经济效益也高于直埋管线。污水及燃气管线,应结合地形坡度、管线路由等实际情况,因地制宜确定污水管道入廊的敷设方式。
(2)综合管廊工艺专业主要解决管廊选址、管廊平面位置优化、管廊横断面布置、管廊竖向控制等各项节点任务。重视管线综合阶段对方案的整体把控,

平面设计阶段主要完成管廊各项附属设施的布置;横断面布置主要结合项目特点完成入廊管线布置,竖向设计阶段应尽量保证管廊平顺,避免起伏过大以便于巡检。
(3)新建区域在建设综合管廊时应当考虑将重力流污水管线入廊安装。老城区等现状城区道路整治过程中,因地制宜制定污水入廊方案;针对不同的工程情况,可选择不同的管廊断面布置形式;应结合工程实际情况选择相应的管材,污水入廊后污水管道管材一般采用球墨铸铁管道及 HDPE 管道。针对污水入廊不同断面布置形式,所采用的接驳、检修方式均有所不同。其他入廊管道与污水管道的共舱问题,理论上除燃气管线外,其余管线均可与污水管道同舱布置。

(4)结合工程实例,对污水入廊实际工程特点进行总结,污水入廊一定结合工程实际特点有选择的实施,在不对本区域污水竖向规划大规模调整下,需结合上下游污水管道实际标高推算综合管廊竖向,以满足管廊与其他管线的竖向净距。建议在管廊专项规划编制阶段,应与大区域排水规划相结合;污水入廊对管廊横断面产生的影响,其共舱管线应结合管线特性分析,在对管廊断面合理布局的前提下,有选择的确定与污水管道共舱的管线。重力流污水管道入廊后,其过流能力不应缩水,在满足不淤流速前提下,应尽可能提高管道坡度,以减少淤堵风险。污水支管与污水主管的接驳形式,降板法出线与斜板法出线适用的范围不同,具体情况应具体分析。
参考文献(略)

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