機場市政配套工程管線綜合設(shè)計研究

符馨元

（中國民航工程咨詢有限公司，北京 100621）

1 引言

近幾年，機場建設(shè)范圍不斷擴大，市政配套工程是機場建設(shè)的重要內(nèi)容。機場市政配套工程管線施工工藝特殊、施工作業(yè)面小、環(huán)境干擾因素多，對管線綜合設(shè)計提出了較高的要求，一旦管線綜合設(shè)計不達標，會直接影響機場建設(shè)與運營，進而干擾區(qū)域交通發(fā)展。因此，研究機場市政配套工程管線綜合設(shè)計內(nèi)容具有非常突出的現(xiàn)實意義。

2 機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的理論指導(dǎo)

在機場總平面設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB 50289—2016《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的理論主導(dǎo)是合理利用城市用地，統(tǒng)籌排布工程管線在地下空間、地上空間位置，協(xié)調(diào)工程管線與工程管線之間及其他工程設(shè)施之間的關(guān)系。工程管線特指滿足機場經(jīng)營生活需要，地下或架空敷設(shè)的多種專業(yè)管道、纜線的統(tǒng)一稱謂，不包括工業(yè)工藝類管道。從機場市政配套工程管線綜合設(shè)計理論內(nèi)容來看，主要包括確定各工程管線布局與敷設(shè)方式、敷設(shè)排列順序、敷設(shè)位置以及相鄰工程管線水平間距、交叉工程管線垂直間距、地下敷設(shè)工程管線覆土深度、工程管線控制高程等。一般工程管線應(yīng)結(jié)合用地規(guī)劃，依據(jù)城市規(guī)劃道路網(wǎng)布置，充分利用現(xiàn)狀管線、線位，避開沉陷區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險地帶等不良地質(zhì)條件區(qū)域。

除上述理論外，機場市政配套工程管線綜合設(shè)計還需要遵循YD/T 50373—2019《通信管道與通道工程設(shè)計標準》、GB 50013—2018《室外給水設(shè)計標準》、JTG/T 3383-01—2020《公路通信及電力管道設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范指導(dǎo)。

3 機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的具體要求

機場市政配套工程管線綜合設(shè)計要求結(jié)合機場規(guī)劃、場內(nèi)跑道，在有限地下空間內(nèi)納入給水、電力、燃氣、通信、污水、雨水、照明等管線。同時，管線綜合設(shè)計應(yīng)合理、有序完成不同類別工程管線的排布，滿足機場內(nèi)部運營需求。在這個基礎(chǔ)上，根據(jù)機場配套、跑道控制范圍以及不同管線特征，進行不同管線排列順序的調(diào)整。在明確各種管線排列順序后，詳細劃定管線之間的中心距離以及管線交叉時上下層管道控制高程、管線最小覆土深度，規(guī)避施工期間多種管線在豎向空間內(nèi)出現(xiàn)碰撞。

4 機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的總體規(guī)劃

電力、燃氣、通信、污水、雨水、照明等機場市政配套工程管線隸屬專業(yè)各異，不僅涉及電力專業(yè)、燃氣專業(yè)、通信專業(yè)、給排水專業(yè)，而且涉及燃氣公司、規(guī)劃局等第三方部門。部分情況下，機場市政配套工程管線綜合設(shè)計還需與道路專業(yè)溝通，從道面斷面布置著手，預(yù)先留設(shè)管線規(guī)劃位置[1]。基于此，在機場市政配套工程管線綜合設(shè)計總體規(guī)劃時，設(shè)計人員應(yīng)主動與機場設(shè)計部門、建設(shè)業(yè)主方以及電力工程部門、通信工程部門、給排水工程部門、規(guī)劃局、燃氣公司、電力局溝通，形成覆蓋范圍廣的機場市政配套工程管線綜合設(shè)計組織。進而由機場市政配套工程管線綜合設(shè)計組織對接業(yè)主方遞交專業(yè)需求，根據(jù)機場周邊區(qū)域規(guī)劃、市政配套管線情況，結(jié)合機場設(shè)計圖，布置工程管線。最終由機場市政配套工程管線綜合設(shè)計組織匯總管線圖紙內(nèi)容，明確管線處于跑道一側(cè)布置或兩側(cè)布置、管線根數(shù)、預(yù)留孔數(shù)、管徑大小、最小覆土深度、預(yù)留支管位置等，以便根據(jù)機場整體規(guī)劃輸出管線綜合標準橫斷面設(shè)計圖。

在獲得機場市政配套工程管線綜合標準橫斷面設(shè)計圖后，機場業(yè)主方可以組織召開機場市政配套工程管線綜合設(shè)計協(xié)調(diào)會，促使通信工程、給排水工程等工程管線設(shè)計部門以及電力局、燃氣公司等部門均明晰對應(yīng)工程管線位置、控制高程，形成統(tǒng)一意見，為管線綜合施工圖設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

5 機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的詳細內(nèi)容

5.1 平面布置

平面布置是機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的重要內(nèi)容。在機場市政配套工程管線平面布置時，應(yīng)根據(jù)跑道（或停機坪、服務(wù)車道、跑道及滑行道、巡場路）兩側(cè)區(qū)域規(guī)劃有序、合理排布管線位置、水平間距，在確保通信工程、給排水工程等工程管線功能順利實現(xiàn)的同時，將管線控制在機場紅線內(nèi)[2]。

在管線位置排布時，設(shè)計人員應(yīng)貫徹有效空間充分利用方針，根據(jù)道面橫斷面設(shè)計形式，盡可能將管線布置到非機動車道、人行道下方，減少長期車荷載對管道的破壞以及管道維護檢修開挖對交通的影響。若道面寬度不足且機場市政配套工程管線數(shù)量多，可以根據(jù)具體工程規(guī)劃紅線中心線兩側(cè)進行燃氣管、污水管、電力電纜、電力排管、給水管、雨水管、信息線纜、信息導(dǎo)管的排布。一般來說，在人行道下方，可以排布信息線纜、電力電纜、配氣管、配水管等；對于快車道下方，可以排布綜合管線隧道、污水管、雨水管；對于慢車道下方，可以排布電力排管、燃氣管、給水管。

根據(jù)機場市政配套工程實際情況，可以進行管線位置的合理調(diào)整。比如，機場工作區(qū)主要道路為東西走向，人行道與非機動車道共線，分別在機動車道兩側(cè)分布，道路總寬度為24 m。此時，照明電路可以直接布置在路緣石兩側(cè)，通信管群、電力排管、給水管道、污水管道、雨水管道、燃氣管道則可以根據(jù)管線綜合排布原則，在道路中心線兩側(cè)依次布置。其中雨水管線、通信管線、給水管線布置在路中心線北側(cè)；污水管線、雨水管道、電力排管則布置在路中心線南側(cè)，分別位于慢車道、快車道、人行道與非機動車道下方。同時，根據(jù)工作井尺寸，進行各工程管線水平間距的確定，如電力管線、直埋熱力管線之間最小水平間距為2 m，確保不同管線之間干擾最小。

5.2 敷設(shè)方式

5.2.1 通信管線

通信管線是機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的重要內(nèi)容，包含架空段，管道類型多樣（塑合金管道、無縫熱鍍鋅鋼管、熱度橋架、現(xiàn)澆混凝土人井等）。在考慮建筑物應(yīng)力與颶風影響的情況下，設(shè)計人員應(yīng)設(shè)置管道頂部到路段高度（管道埋深）大于或等于0.7 m，管道頂部到現(xiàn)澆混凝土人井內(nèi)上覆頂面凈距大于或等于0.3 m，同一現(xiàn)澆混凝土人井兩端管道高程一致，進入現(xiàn)澆混凝土人井內(nèi)管道頂部與現(xiàn)澆混凝土人井底板面之間距離大于或等于0.3 m，且現(xiàn)澆混凝土人井墻體與基礎(chǔ)成90°，墻體全部凈高、頂部偏差分別小于或等于±10 mm、±20 mm。同時，設(shè)置通信管道坡度為3‰～4‰，盡可能大于2.5‰，確保地下水順利流向現(xiàn)澆混凝土人井。同時，在管道為塑料材質(zhì)的情況下，將密封圈增設(shè)到兩根管子對接位置；而在管道為鋼材的情況下，錯開接頭套管連接并支撐襯墊物，相鄰襯墊物之間距離在2.5 m±0.5 m。

在光纜線路敷設(shè)時，設(shè)計人員可以借鑒進口熔接法與張力放線敷設(shè)理論，設(shè)定每一光纜線路接頭單向損耗、接頭平均損耗分別小于或等于0.08 dB/ 個、0.04 dB/ 個，接頭位置彎曲半徑大于或等于光纜外徑20 倍[3]。同時在接頭盒內(nèi)布置金屬外護套、加強芯，接續(xù)后光纜收冗余單端長度、彎曲半徑分別大于或等于0.8 m、40 mm，確保接續(xù)點交叉正確且無混線問題。

5.2.2 熱力管線

熱力管線是機場市政配套管線綜合設(shè)計的重要內(nèi)容，可以采用DN350 作為主管、DN250 作為支管敷設(shè)。在熱力管線單長一定的情況下，可以選擇φ219.1 mm×7.9 mm L360 直縫電阻焊鋼管（或φ219.1 mm×7.0 mm L245 直縫電阻焊鋼管）與光固化套（跨越段），進行敷設(shè)方案設(shè)計。比如，熱力管道定向鉆進穿越跑道，沿跑道東側(cè)向北敷設(shè)，繞過機場跑道，同時，采用管線掛橋方式跨越道橋進入終點區(qū)域，避開機場施工區(qū)域，降低協(xié)調(diào)工作量。再如，沿著現(xiàn)有電力管線路敷設(shè)方向，以沉管方式穿越停機坪，沿著與機場滑行道外側(cè)平行方向敷設(shè)，到達機場滑行道另外一側(cè)，同時，采用管線掛橋方式跨越巡場路進入機坪管線，沿機坪管線進入服務(wù)車道，縮短管線長度。

在敷設(shè)方案確定后，設(shè)計人員可以綜合考慮施工成本、技術(shù)難度等因素，進行方案的優(yōu)化。一般在管線長度一定的情況下，可以跑道一側(cè)為定向起點，同路同溝敷設(shè)2 根熱力管線，定向穿越機場滑行道、機場跑道后，由機場跑道另外一側(cè)出土，出土端距離跑道一側(cè)100 m 以上，同一隔斷閥井內(nèi)兩根管道之間設(shè)置隔斷閥。燃氣管線僅設(shè)置單閥閥井，煤力管線則設(shè)置雙閥閥井，經(jīng)過隔斷閥井后的管線為埋地敷設(shè)方式。最后經(jīng)室外調(diào)壓箱后端出管，與航站樓全部熱力管線連接。

5.2.3 給排水管線

機場市政配套給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)、重力排水系統(tǒng)、壓力排水系統(tǒng)等。其中生活給水系統(tǒng)由市政直接供水（或水泵水箱水池聯(lián)合供水），熱水系統(tǒng)為開式機械全循環(huán)系統(tǒng)，供水方式為下行上給，分兩路進水；重力排水系統(tǒng)為污廢河流排放方式，排放內(nèi)容物為一層以下全部污廢水、一層部分污廢水、登機橋固定端屋面，空調(diào)機房則獨立設(shè)置廢水排水系統(tǒng)，排出水排入市政污水管網(wǎng)，排水立管設(shè)置專用通氣管，底層單獨排水；壓力排水系統(tǒng)適用于一層部分污水、一層以下全部污廢水，工作壓力為0.3 MPa，水泵為自動耦合裝置。此外，因機場建筑防火等級較高，設(shè)計人員應(yīng)環(huán)狀布置消火栓給水管網(wǎng)，室外配置地下式水泵接合器，配合臨時高壓供水，經(jīng)5 根單栓立管滿足消防安全要求[4]。

在給排水管線敷設(shè)線路確定后，設(shè)計人員可以綜合考慮地勢高差、給排水管道長度、泵揚程、設(shè)計壓力，結(jié)合管道最大流量、最大輸入量、流速、沿途摩擦阻力與局部摩擦阻力，選擇適宜規(guī)格的管道管徑，如DN200 等。進而根據(jù)給排水需求，從尺寸精度、幾何無縫化、機械性能（抗拉伸性能、沖擊性能等）、化學成分、價格等方面，選擇適宜材質(zhì)的管道，為給排水管線施工提供參考。

5.3 高程布置

高程布置是機場市政配套工程管線綜合設(shè)計的重點，受管線交叉與否的直接影響。若管線無交叉（直線排布），則需要根據(jù)工藝設(shè)計結(jié)果，在三維立體模型中，進行重力流管線高程的合理設(shè)計，如污水管、雨水管等[5]。同時考慮外部荷載、冰凍線，確定通信管群、電力排管、給水管、煤氣管等非重力流管道的最小覆土。

若管線存在交叉，則需要落實有序、合理的原則，對工程管線高程進行處理，確保經(jīng)過交叉口的不同管線無碰撞，且整體埋深更小，降低后期開挖操作成本。一般相對次要管線或臨時性管線需要避讓相對主要管線或永久性管線，壓力管線或技術(shù)要求低的管線則需要避讓重力管線或技術(shù)要求高的管線，易彎曲管線需要避讓不易彎曲管線。比如，在BIM 軟件中，沿著機場市政配套道路交叉口縱向標高方向，向下逐步布置通信管群、電力排管、市政給水管、燃氣管、回用水管、市政雨水管與污水管等。同時，設(shè)計人員應(yīng)控制電力管線、燃氣管線或其他熱力管線最小垂直凈距超過0.5 m，通信管線、給排水管線（無保護管）等管線最小垂直凈距大于0.5 m，若給排水管線加保護管，則通信管線、給排水管線最小垂直凈距應(yīng)大于0.15 m。同時，借助管道外包尺寸標出道路交叉口不同工程管線控制高程，包括最上層橫穿道路通信管群排管上頂標高與下底標高、電力管線上頂標高與下底標高等，獲得管線綜合高程布置圖。

6 結(jié)語

綜上所述，機場市政配套工程管線處于市重點保障區(qū)，涉及機場禁區(qū)、旅客進出機場主干通道、出入貴賓通道等，地下管線復(fù)雜。因此，設(shè)計人員應(yīng)綜合考慮建筑物應(yīng)力變化、颶風、設(shè)計精度等因素，結(jié)合機場市政配套工程管線具體要求，開展總體規(guī)劃，并進行不同管線的細化設(shè)計，為機場市政配套工程管線施工提供有效的指導(dǎo)。