摘要：针对地下管网系统的设计技术进行了介绍，并论述了地下管网的设计技术难点，结合当前的技术发展提出了改良措施。
关键词：三维设计；地下综合管网
一、三维地下综合管网设计中使用的关键技术
在当前的城市管网建设之中，由于城市发展的空间限制，越来越多的管网工程开始相地下建设的方向发展，地下管网的施工可以有效降低工程的占地面的，给城市发展带来更多的设计空间，但是，地下施工大都是在交通繁忙的地段进行，会影响城市的正常交通。除此之外，地下管网在设计之中需要对管道的空间排布结构进行合理的规划，以避免在工程的进行中出现管网的重合或是交叉，使得管道的使用功能受到影响。传统的平面设计方式无法表达管道的空间排布位置，因此在施工设计之中常会出现管道位置的重合，影响其使用质量。在当前的设计工作之中，施工设计人员开始将三维模型引入管网设计之中，其可以有效的反应管道的空间关系，进而解决当前在地下管网施工之中存在的问题。下文对于当前在三维设计之中应用的技术进行了介绍。
1、地下三维管线数据组织
当前在城市的地下管线的施工过程之中，其设计的管线主要可以分为给排水管道、燃气管道、热力蒸汽管道、工业排水管道、电力管道以及电信管道等，为了方便设计人员根据 每类管道的不同性质进行分别的设计，施工人员一般将管道分为给排水管网层、燃气管网层等，在实际的设计工作之中，设计人员会根据每个管网层的实际信息对其空间位置进行设计，比如，给排水设计之中的重要设计内容是对建筑内部的排水管线进行科学合理的设计，合理的管线设计 可以提升给排水系统的设计和使用质量，还可以减少给排水系统出现故障的可能性。在当前的市政 给排水管道设计过程之中，其地下排水管道的布置不合理，管线之间的间距过小，不符合工程设计 的规范。一般在工程设计过程之中给排水管道之间的最小距离不得小于0.5m。交叉排布时不小于 0.15m。同时为了给排水管道不会互相影响，给水管道需要在排水管道的上方，避免管道泄漏影响 管道损坏。
2、地下管网模型的制作
在了解地下管网的设计需求和设计资料之后要进行的就是管道的建模，建模过程主要可以分为管点建模和管线建模，一般在当前的管道设计之中，管点建模方式主要针对的是实体管井和管阀等进行建模，管线建模方式主要针对的是管道和管沟的建模。一般在实际的设计过程之中，为了提升设计和建模的效率，常会使用三维管段的自动生成来提升模型生产的进行效率，且当前在管网设计之中的部件管道的型号的一致性和规范性较强，可以构建模型库进行空间位置设计，并完成地下管网模型的构建。
当前在地下管网的三维设计过程之中使用较多的一种设计技术就是BIM技术，其针对当前地下管线的综合设计进行了优化，可以避免管线在三维空间之中进行设计时出现的管线交叠现象，避免管道的使用受到影响。传统的管线设计一般是使用CAD制图技术来进行管道设计，无法针对管道的空间结构进行设计。BIM技术在当前的建筑施工之中发挥着重要的作用，其实际意义是指建筑信息模型技术，是通过管道的设计结构作为数码模型，之后使用计算机技术进行管道的设计施工。BIM技术所构建的建筑模型属于三维立体结构，在实际的设计之中，三维结构可以更为直接的反 映管道施工的空间结构、梁柱体系以及管道分布情况，可以为设计人员提供准确的空间信息，
二、地下管网系统的实现
在当前三维地下管网系统的设计过程之中，技术人员根据当前城市管网建设的需求以及管网设计的发展，在地下管网系统的设计之中使用三维开发平台，在满足地下管线的使用功能需求和管理需求的同时也完成了管线数据的分析和维护，使用三维技术平台将其信息和空间模型进行了展示。
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1、三维地下管网系统功能的实现
在三维地下管网的设计之中，由于其空间位置的复杂和原有管线的空间排布，在进行管网布置时在同一垂直方向上会出现多条管线的重合，影响后续管网的施工。因此，当前在地下管网的空间设计过程之中，设计人员通常会借助三维GIS平台来进行管道基础功能的开发。在管网的设计过程之中，其系统的基础功能包括对施工设计权限的管理，设计管线的信息数据的分析和修改以及三维模型的浏览和分析，通过这些功能，设计技术人员可以对管网的规划过程有较为清洗的认识，为管网的施工规划和管理提供了决策和设计上的依据。同时，设计系统还可以实现三维模型和二维设计图纸的转换，完成了二维平面设计图纸和三维立体管线系统的结合，既发挥了二维设计图纸在施工中的作用，又可以利用三维管网模型实现对空间位置排布的优化设计，使得施工人员对于管道施工计划有更为清晰的认识。
2、施工技术
为了减少地下管网施工对周边交通和人民生活的影响，当前在地下管网系统的施工中通常采取非开挖施工技术。在实际施工过程之中，非开挖施工并不是不对施工地面进行 施工坑或是施工沟槽的挖掘，当前在地下管网工程之中所说的非开挖是指地表的微开挖，将地下管线施工对周边道路的影响降至最小。在非开挖技术的施工过程之中，针对地下管网系统的管道设计、管线铺设、管道更换修补三个方面都有相对应的施工方法，下文对于管道铺设以及管道修补两个方面对施工方法进行了介绍。
顶管施工技术的主要使用场合是穿孔施工的过程之中在顶进钢套管的情况之下顶进永久性的市政 给排水管道，施工过程之中不会产生较大的噪声，对于施工地表周边的居民和交通情况的影响较少。水平螺旋钻进施工方法是依靠螺旋钻杆施工机械来完成钻压和扭矩施工的，其在实际施工过程之中使用的 钻头一般是切削钻头，施工人员使用钻杆之中的电机来推动施工用的钢管从工作井穿到预留井之中，并完成管道施工过程。这种施工方法对于周边环境的影响较小，在实际的市政给排水工程之中一 般在施工口径较小的混凝土排水管道施工之中使用。这种施工技术的主要缺点是施工之中螺旋钻进 的方向较难控制，假如存在钻进方向上的错误就会影响管道的施工精度。在市政给排水工程的顶管施工过程之中影响施工进行的主要因素就是施工机械的推动力，当前城 市基础设施的建设范围扩大使得施工管道的长度不断增加，这就可能导致施工之中存在管道的变形 位移现象。在这种施工情况之下，要保证施工顶管施工的正常进行就需要增加施工机械的推理，以 保证管道施工安全性。因此，在顶管施工过程之中，一般在管道长度较长是会在增加管道施工推力 的同时保证后支座的压力，保证管道推进过程的正常进行，且保证工程的工期。除此之外，为了方 便管道的推进施工，在顶管施工中一般选择强度较高的钢管。
三、结语
介绍了三维地下综合管网系统技术流程及功能实现情况，该系统在一定程度上解决了目前哈尔滨城市地下管线在规划、施工管理等方面的实际问题，但目前系统仍存在很多问题、不足，有待进一步解决和完善。
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论文作者:朱良钧
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/3
标签：管网论文; 管道论文; 地下论文; 管线论文; 过程论文; 系统论文; 建模论文; 《基层建设》2017年第29期论文;