大同市住宅小区室外管线综合的设计审批从2011年开始, 经过几年来规划管理部门、设计单位和专业管线单位的实践摸索, 大同市室外管线综合设计已经形成了一套既定模式:首先是进行室外管线综合规划, 规划成果作为总图一部分由规划局审批;之后再进行施工图设计。

管线综合规划在总平面图基础上进行, 主要内容包括:一是确定各种管线方案;二是落实小区小市政点的位置, 包括消防 (或生活) 水池、水泵房、化粪池、换热站、开闭站 (变电站) 、消防控制室、燃气调压站 (箱) 等;三是确定各种管线的相对平面位置;四是根据雨、污水市政排放接口标高和管线路由, 反推小区排水控制点标高, 以此复核小区竖向和地库顶板标高设计等是否合理。管线综合规划成果为“室外管线综合规划平面图”, 是后续建筑单体设计中机电专业进出户方向确定和室外管线综合施工图设计的依据。

管线综合规划应由总图专业负责人或室外管线专业负责人在协调各专业管线人员的基础上实施完成。管线综合规划阶段建设单位应充分参与, 对设计院的方案进行认可。

室外管线综合施工图设计在建筑单体和景观施工图设计完成后进行, 步骤如下:

首先, 根据室外管线综合规划平面图、建筑单体施工图和景观水电施工图, 完成污水、雨水、给水、消防、供热、电力、通信、燃气等室外管线的单项工程施工图设计, 单项工程施工图中的各种井类、管沟和小市政站等构筑物需按出图比例绘制。

其次, 将室外管线各单项工程施工图全部原坐标复制到景观总图底图上, 形成室外管线综合平面图草图, 然后调整各管线系统的平面和竖向冲突, 同时绘制 (交叉) 节点大样图。平面和竖向调整后的图纸形成“室外管线综合设计平面图”。

最后, 将平面和竖向调整内容返回至各种管线单项工程施工图, 完成室外管线综合施工图设计。

在住宅小区项目开发过程中, 室外管线综合设计明确在两阶段参与, 缺一不可。

小区位于大同市御东新区, 西侧为御河东路, 东侧和北侧为规划路, 南侧与其他小区毗邻。小区规划用地面积10.30hm², 规划户数2 184户, 规划人口7 644人, 由12幢高层住宅 (20~26层) , 1个大型地下车库 (2层) 及配套公建组成, 小区中间有1个占地约7 700m²的大型人工湖, 见图1。

本小区的室外管线系统包括污水、雨水、给水、消防、供热、电力、通信、燃气共8类管线, 管线方案见表1。

(1) 水池和水泵房。规划主要遵循以下原则: (1) 水泵房与生活水箱合建于地下车库内, 消防水池尽量与地下车库合建。 (2) 要求建筑专业在地库内预留水泵房 (含生活水箱) 面积。小区水泵房设2套无负压设备、2台室内消火栓系统水泵和2台自动喷水灭火系统水泵, 根据《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015—2003, 2009年版) 3.8节“增压设备、泵房”等的相关要求, 水泵房 (含生活水箱) 建筑面积不小于200~250m²。 (3) 消防水池宜靠近水泵房。根据以上原则综合考虑, 水池和水泵房共建于地库地下二层剧场下, 要求占地面积不小于450 m², 水池和水泵房规划位置见图1。

(2) 化粪池。规划主要遵循以下原则: (1) 采用停留时间t=12h (清掏周期180d) 设计, 小区共设5个100m³化粪池, 约2栋高层建筑设1个100m³化粪池; (2) 化粪池在小区内尽可能均匀布置; (3) 布置在绿地内, 距建筑物外墙不小于5m; (4) 进化粪池前的污水管线应尽可能短。化粪池规划位置见图1。

(3) 换热站。规划主要遵循以下原则: (1) 根据热力公司要求, 换热站应为独立建筑, 2层, 单层面积不小于400m²; (2) 尽可能位于负荷中心; (3) 一次热网进线不宜过长。换热站规划位置见图1。

(4) 电气用房。规划主要遵循以下原则: (1) 应充分尊重电力公司的意见。与当地电力公司沟通后, 同意将开闭所和配电室放在地库地下一层; (2) 配电室低压电线服务半径不宜超过250m, 小区共设4个配电室; (3) 弱电机房和消防控制室应优先设于物业用房或综合楼内, 其次考虑设于地下车库内。根据以上原则综合考虑, 本项目电气用房全部设于地库地下一层, 电气用房规划位置见图1。

高层住宅水施设计时, 排水出户管通常很多, 统计近10年参与的上百个高层住宅小区, 宅前平均每2~3m设1根出户管, 这主要原因有: (1) 卫生间和厨房的排水立管独立设置^[1], 且出户前两者通常不合并直接出户; (2) 高层住宅通常底层需单独排水^[2]; (3) 高层住宅设有消防电梯排水; (4) 一户两卫、多卫的设计越来越普遍。如果这么多的出户管在室外不合并, 直接与室外管线通过检查井连接, 必然导致检查井很多很密, 增加造价又影响美观, 所以排水出户管在室外进行合并是必要的。

小区室外污水管线设计时, 排水出户管在室外合并采取了两个措施, 一是利用出户管穿外墙时预留孔洞通常比出户管大1~2号, 出外墙时可偏转一定的角度, 可合并2~3根出户管至同一个室外检查井。此法要求排水立管与出户管之间采用橡胶圈接口, 可随意转动。但由于单体施工通常早于室外管线施工, 单体出户管施工时难以准确控制偏转角度, 大都直接垂直于外墙出户, 等室外管线施工时再次偏转, 不利于控制工程质量。二是出户管在室外通过弯头和三通等管件合并, 此法可合并多根出户管, 具体做法见图2。由于排水立管的流速远大于出户管, 管件连接处容易受水流冲击损坏漏水, 且管件在地下隐蔽不易发现, 弯头和三通等管件连接处需采用卡箍或法兰进行加固 (且防腐) 处理。排水出户合并管应较被合并管最大管放大一号。通过以上两种措施, 本小区污水检查井比不合并减少了一半以上, 大幅降低了工程造价。

绘制管线综合节点大样图, 应注重两点:一是节点选取应包括全部雨、污水和供暖二网有交叉的位置, 其他管线交叉点处可酌情考虑。原因为:雨污水属重力流管线, 且标高受下游市政接入点标高限制;供暖管线虽然是压力流, 但在实际运行中很容易在高点“聚气”导致热用户达不到设计温度, 管线敷设时不宜随意增加变坡点;而给水、消防、电气、燃气等其他管线增加变坡点对后续施工运行的影响不大。二是节点大样图需标明交叉点处的地面标高, 判断竖向冲突的管线调整后埋深是否符合设计要求。节点大样图有利于设计院内审发现问题, 也有利于建设单位、施工单位等其他各方在施工前尽早发现问题, 有效减少室外管线综合设计中出现的纰漏。

本小区室外管线共24种, 且小区内规划有1个大地库和人工湖, 室外管线的空间比较紧张, 在施工图设计时借鉴了《历史文化街区工程管线综合规划规范》 (DB11/T 692—2009) ^[3]的部分技术措施, 适当缩小了部分室外管线与管线 (或建筑物) 的间距。第一将热力二网与给水管线间距缩小为0.5~0.6m。采取措施如下: (1) 管材, 给水采用耐腐蚀、耐压的衬塑钢管, 热力二网采用采用保护壳+保温层+钢管为一体的管材; (2) 敷设方式, 地库外热力二网采用无补偿设计, 预热直埋敷设; (3) 与实际工况相结合, 与大同市热力公司沟通, 本小区热力二网运行温度为50℃/40℃, 且夏季施工, 热胀冷缩作用影响相当较小。第二将局部污水管与地库外墙间距缩小为0.8m。采取措施如下: (1) 管材采用8kN/m²的高强度聚乙烯 (HDPE) 管, 橡胶圈接口, 承插式柔性连接; (2) 基础处理, 污水管基础采用20cm厚的砂石基础, 且要求污水管基础承载力不小于100 kPa。 (3) 采用非标检查井, 紧邻地库外墙的污水检查井采用630井筒的塑料排水检查井, 施工占地小, 同时可减少管段与检查井发生不均匀沉降的可能性; (4) 污水管道闭水试验应严格按相关规范执行。

本小区室外管线设计时, 建设单位要求小区道路下尽可能不出现井盖, 以免影响景观。设计时采取了以下措施: (1) 将检查井多的雨、污水管线尽可能规划在绿化带内; (2) 小区道路下尽可能规划成给水和消防管线, 阀门井、消火栓井和水泵接合器井等构筑物引至绿化带内; (3) 铺装路面下的井盖设计成双层景观井盖, 下层为铸铁材质, 上层与铺装路面一致。

住宅小区室外 (地下) 管线综合设计具有全隐蔽、交叉多、涉及专业广、设计周期长等特点, 如果不进行综合规划设计, 必然导致各种管线争抢空间, 管线安全间距无法保证, 后期检修维护困难等问题。因此, 探索一种成熟的、可实施性强的室外管线综合设计模式是必要的, 也是必须的。通过大同市某小区室外管线综合设计案例可以看出, 本文提出的小区室外管线综合设计模式经济可行。在施工图设计过程中, 采取合并排水出户管措施、绘制管线综合节点大样图、减少室外管线间距措施和与小区景观协调的措施, 可有效解决室外管线设计时遇到的问题。