市政工程管线综合优化研究

市政工程管线综合优化研究

于淏

天津鑫路桥建设工程有限公司 天津市 301900

摘要：在城市的日常运作中，地下管线扮演着至关重要的角色。它们是供应水、燃气、电力和通信等基础设施的关键组成部分。一旦这些管线出现损坏，将会对人们的正常生活造成严重影响。尤其是在人口稠密、经济繁荣聚集的都市区域，在地下管网受损情况下，产生的不良影响更加严重。此外，城市中的地下管线通常相互交织在一起，形成复杂的管网系统。

关键词：市政工程；管线综合；优化

1 城市道路管线综合设计概述

1.1 设计要素分析

城市道路管线综合设计的要素涵盖广泛，不仅涉及管线自身的属性如类型、管径、材质和埋深等，还需考虑其与周边环境的关系，特别是与城市道路、桥梁等基础设施的协调性。这些要素在设计之初就需进行全面细致的分析，以确保管线的布局既满足功能需求，又能保障城市运行的安全与效率。例如，管线的类型决定了其传输的介质和所需的保护措施，而管径的大小则直接影响到传输能力和系统的运行效率。埋深的选择需综合考虑地质条件、地面荷载以及未来维修的便利性等因素。

1.2 管线结构特点

城市道路下的管线网络结构复杂且多样，涵盖了给水、排水、燃气、电力、通信等多种类型，每种管线都有其独特的结构和功能要求。这些管线在布局上必须遵循一定的规则和原则，以形成合理、有序的地下空间利用格局。例如，给水管线通常需要设置在一定深度的地下，以确保水质的安全和稳定供应；而排水管线则需考虑地形和排水方向，以实现雨水和污水的有效收集与排放。

1.3 综合设计流程梳理

城市道路管线综合设计的流程是一个系统性、科学性的过程，它涉及多个环节和多个专业领域的协作。一般而言，这个过程可以从前期调研开始，通过收集和分析相关资料，为设计方案的制定提供可靠的依据。接下来是方案设计阶段，设计者需根据调研结果和相关规范标准，提出初步的设计方案并进行优化调整。在此过程中，征询各方意见特别是各管线单位的建议至关重要，它有助于确保设计方案的全面性和可操作性。最后是编制设计文件环节，包括设计图纸、说明书和计算书等详实资料的整理汇编，以便为施工单位的准确实施提供明确指导。整个设计流程需要设计者以严谨的态度和高度的责任心去执行每一个步骤，以确保最终设计成果的质量和实施效果。

2 市政工程管线存在的问题

市政工程管线存在老化和磨损问题。许多城市的管线系统建设较早，经过多年使用后出现老化、腐蚀、破裂等现象，造成漏水、漏气和电力损耗等问题。老化管线的维修和更换成本高，且可能影响城市的供水、供气、供电等服务质量，给城市管理带来压力。市政工程管线布局不合理导致资源浪费和服务难题。有些城市的管线布局设计存在缺陷，导致管网错综复杂、重复交叉，挖路频繁，施工难度大，给城市交通和环境带来不便。此外，一些地区由于管线规划不当或未来发展考虑不足，可能造成资源浪费和建设空间浪费的问题。市政工程管线施工质量和技术水平参差不齐。由于市政工程管线的建设涉及多个部门和单位，施工管理环节复杂，监管不力容易导致施工质量问题。一些地方由于施工技术跟不上需求，可能导致管线安装不牢固、泄漏情况频发，甚至存在安全隐患，给城市带来安全风险。

3 市政工程管线综合优化策略

3.1 工艺顺序

施工时首先要对土石方进行开挖，然后埋设球墨铸铁管线，开挖深度较深，涉及排水问题。在对现场进行实地考察的基础上，对于现场存在的积水问题，基于降水和排水的综合模式实施处理。关键流程有：首先，对于基坑边坡中的水，利用排水沟将水集中到集水井中，当积水足够多时利用潜水泵进行处理。当水位降低至挡板1m以下位置时，对地基渗水现象实施详细检查，通过分析掌握现场的涌水规律，根据现场涌水量对降水井进行科学合理设计，保证降水井能够满足排水的基本要求。然后，利用挖掘机对土石方进行施工，在此阶段当开挖深度达到设计标高1.8m上下时，需暂停挖掘工序，并将挖掘设备移到基坑旁边，通过机械挖掘和人工挖掘相结合的方式对集水井和排水沟等附属设施进行开挖。此过程必然会涌出很多水，利用潜水泵及时将涌水排出。基于以上措施能保证基坑壁的渗水和承压水情况达到设计要求。最后，继续基于机械和人工的组合挖掘方式对土石方实施操作，当开挖深度剩余最后30cm时，为了保证开挖精度，不得使用挖掘机进行操作，应通过人工方式进行开挖，防止出现超挖或者欠挖的情况。整个开挖过程中，机械设备操作时如果发生了比较显著的渗水现象，为了保证施工安全并且确保施工质量，可以结合现场实际情况在一些特殊位置开挖排水沟，将附近的渗水引导至低洼位置或者专门设置的集水井中。开挖时时刻关注开挖深度，当挡土墙开挖深度剩余20cm左右时，需要根据现场情况对标高实施严格检查并控制，开挖到最后10cm时，为了更好地控制标高，基于人工方式对垫层进行清理。

3.2 管线综合交叉口竖向优化设计

根据交叉口的规划要求和地形条件，确定交叉口的设计高程。在满足排水要求的前提下，尽量使交叉口的标高与周围道路相协调。根据交叉口的交通流量和车行速度，调整交叉口的横坡。通常情况下，横坡可以设置为1.5%左右，以满足车辆的排水要求和行驶舒适性。在进行交叉口的竖向设计时，需要考虑各个方向的道路高程和横坡变化情况。通过合理调整交叉口的设计高程和横坡，可以优化交叉口的排水系统、提高车辆的行驶安全性和舒适性。在进行交叉口竖向优化设计时，还需要考虑管线的设计和施工要求。例如，需要考虑管线的埋深、间距、施工工艺等因素，以确保管线的安全性和稳定性。利用计算机辅助设计软件进行交叉口竖向优化设计，可以提高设计的效率和准确性。通过输入地形数据、交通流量、设计要求等参数，可以自动生成交叉口的竖向设计图。在综合考虑上述要求的基础上，结合最小埋深法，进行管线综合较差口竖向优化设计。首先需要确定管线交叉点的性质，如果是重力流管道和重力流管道的交汇处，那么在管道相交处，根据自流管线的水力学计算结果，确定了管线交叉部位的标高。

3.3 管线网络规划优化

管线网络规划是市政工程管线建设的核心环节之一，合理的管线网络规划可以提高城市基础设施的效率，降低运营成本，确保城市供水、供气、排水等服务的可靠性和稳定性。地形条件和城市发展规划是管线网络规划的重要参考因素。不同地形的特点会影响管线的布局和设计，例如山区、平原、河流穿越等情况都需要考虑。同时，结合城市的规划蓝图和未来发展方向，提前预留管线走廊和容量，为城市的未来发展留下空间。管线网络规划需要考虑城市人口密度和用水需求。不同区域的人口密集度和用水量差异较大，因此在规划管线时要根据实际情况进行合理布局。高密度居民区域可能需要增加供水管线容量，而工业园区则需要考虑供气管线布局。管线网络规划还需充分考虑市政工程管线的整体连通性与系统韧性。规划时应避免出现死路、孤立管段等设计瑕疵，确保管网各部分之间具有良好的衔接和配套，以应对突发情况和极端天气。

4 结束语

市政给排水工程作为城市建设的核心组成部分，对于优化城市环境、保障民生需求以及促进经济发展具有不可替代的重要作用。随着城市化进程的加速推进和人口规模的不断增长，市政给排水工程施工面临着越来越高的技术要求和挑战。因此，熟练掌握并不断提升市政给排水工程的施工技术水平，以确保工程质量和施工效率，是推进城市建设高质量发展的必然要求。

参考文献：

[1]赵世华.市政工程管线综合优化研究[J].科学技术创新,2024,(06):196-199.

[2]蒋文洋.市政工程管线综合优化问题探讨[J].绿色环保建材,2021,(07):59-60.

[3]郝凌霄,张成贵.市政工程管线综合优化研究[J].住宅与房地产,2017,(30):234.