国内外化工项目地下管网出图过程分析与比较

国内外化工项目地下管网出图过程分析与比较

王磊

中国天辰工程有限公司环境工程部

摘要：本文围绕开展的国内外化工项目，进一步梳理了地下管网出图的过程，分析出图的影响因素，并对国内外化工项目出图的差异性进行了比较和总结，对提高地下管网出图质量、出图效率和推进项目建设具有促进作用。

关键词：地下管网；出图过程；影响因素

1.引言

地下管网，作为地下设施的主要组成之一，在厂区生产、生活、消防用水供给及工业废水、雨水排放等方面发挥着重要作用。设计过程中，地下管网常受电缆沟、雨水沟、建构筑物基础、管廊影响且涉及到多个专业，易与其他地下设施产生碰撞，影响后续设计、施工工作的顺利开展[1，2]。此外，受专业分工、设计理念等因素影响，国内外不同项目地下管网在出图过程、成品文件格式等方面存在较大的差异，这也影响了设计过程的进行和出图进度。

深入分析与归纳地下管网出图过程，有利于地下基础、电缆沟及地上构筑物的顺利设计和施工，有助于实现地下管网及时、高效、可靠的出图。对推动项目设计、施工、采购整体进度具有重要意义[3]。本文围绕近几年开展的伊朗甲醇项目、国内化工项目，首先对地下管网设计步骤进行了进一步梳理和分析，在此基础上总结了设计过程的影响因素及差异性。

2.地下管网设计步骤分析

分析归纳地下管网出图环节，管网设计大致可以概括为设计资料搜集、系统划分、设计建模、成品文件提交等四个步骤，如图所示。

图1地下管网出图步骤

2.1设计资料的搜集

应收集涉及各用水、排水介质的水量、接管位置、用水状态（间断、连续）等信息，确定各个工段用水量、接管位置。此外，应仔细了解有关工程统一规定、气象、地形、总图布置等设计资料，有助于确定管道埋设深度、厂区雨水收集处理方案。

2.2系统划分

根据厂区生产装置用水、排水要求、总图布置对地下管网进行系统划分，一般可以分为给水和排水系统。其中，给水系统包含生产水系统、生活水系统、消防水系统、循环给回水系统等，排水系统包括生产污水系统、生活污水系统、清净废水系统、雨水系统等。

2.3设计建模

2.3.1三维建模过程

目前，PDMS和E3D等三维设计软件的推广和应用，有助于解决平面绘制过程中对周边信息观察不全面的弊端，对提高设计质量和出图效率具有重要作用[6，7]。E3D软件是PDMS软件的升级版，相比PDMS软件具有可视化集成工具条窗口，对于设计更加便捷和高效，下面主要以伊朗甲醇项目采用的E3D设计为例，介绍建模过程。

设计过程如图所示。设计开始，设计专业需要向管道提交管材条件，管道专业确定管材后，将管材表返给三维建库人员，三维人员在数据库中添加管件信息后，设计人员可以利用弯头、三通、阀门等管件，创建地下管网。

图2地下管网建模过程

2.3.1.1压力流管道建模

创建的管道形式之一种是压力流管道，依据划分的系统图或工艺专业提供的PID流程图，对管线进行布置。在E3D中，对管线依据PID编号并指定头尾后，可以利用弯头，三通、阀门等管件信息的属性匹配和连接功能，实现对压力流管线的绘制。

压力流管线绘制过程中应注意以下事项：

（1）绘制过程中涉及地下电缆沟、雨水沟、基础以及设备等设施，需要依据地下土壤和岩性（黏土、碎石）、冻土、管道荷载，确定埋设深度，躲避顺序（躲避其他设施还是被躲避），躲避方向（向上躲避、向下躲避）。一般压力流管线在遇到电缆沟和雨水沟时，应下弯躲避，避免走在设施上部影响电缆沟盖板开启、妨碍雨水沟建造。

（2）小口径管线（DN50）以下，一般采用螺纹连接，管线应在每隔一定距离增加活接（UNION），在安装阀门一侧也应增加活接，便于管件安装和拆卸，避免给现场施工及后续维修带来困难。

（3）地下管线采用阴极保护时，地下管线与地上管线交接末端应注意添加绝缘法兰和垫片，减少地下电流损失。

2.3.1.2重力流管道建模

重力流管道是有坡管道，坡度管绘制可以采用两种方法，一种是利用PDMS插件，另一种是利用E3D中的SLOPECOMPONENT功能。主要推荐E3D坡度管建模过程，坡度管建模实际是通过管件，如弯头等打坡来实现。在坡度管线选中管件，选择打坡方向（顺流、逆流），指定坡度比例（1/333，即为0.3%），点击slope按钮，自动计算管件倾斜角度，点击Apply后实现打坡，后续创建的管件依次定制与打坡管件距离，即可实现有坡连接。

2.4成品文件的出图和提交

地下管网的成品文件主要包含管道布置图、材料表、单线图等文件。

2.4.1管道布置图出图

对于国内项目，管道布置图可以利用CAD的多段线命令实现对厂区管线布置。对于国外采用双线绘管的项目，可以利用E3D平面切图功能（quickview）实现对三位建模的实体管线生成平面图。

E3D中切图过程中需要对出图格式进行设置。经E3D投影形成的管道布置图，是二维多段线，以DXF格式导出并编辑后，对其线宽进行设置，可清晰表示出管道。

2.4.2单线图出图

根据单线图需要输出的信息确定是否进行管道属性导入。对于需要输出设计温度、设计压力、防腐等信息的单线图，可在对单线图出图之前对绘制的管道进行属性导入。属性导入的信息来自于管道一览表，信息有管线编号、设计温度、设计压力、试压介质、试压压力、涂漆等级。在E3D中可以选中某个pipe后，点击Attribute选项，在弹出的窗口中输入属性信息。

2.4.3材料表

利用PDMS软件抽取地下材料，在抽取材料之前应对项目模板进行修复和检查，以保证所出材料完整，避免出现漏料情况发生。海外项目尤其重视料表的正确性，频繁增补材料，远程运输会增加项目费用。

3.地下管网出图影响因素分析

3.1地下基础

地下基础是地下管网躲避的主要目标，地下基础的大小、埋深影响地下管网路由。尤其在地下以砾石、岩石为主的地区，增加开挖深度和基础埋深会显著增加项目土建成本。在高抗震烈度的地区，如9度地区，地下基础尺寸和占地会显著增大，易导致与管线大量碰撞。

此外，在详细设计阶段采用国外土建设计分包单位对地下基础进行设计时，分包单位的工作习惯和设计理念会使设计的基础尺寸、形式与公司内部设计产生较大的差别，将带来修改和变更。

3.2电缆沟、雨水沟

地下电缆沟常采用活动盖板，地下管线在遇到电缆沟时需下弯躲避并留有一定净空间，避免走在电缆沟上部而影响电缆沟盖板开启，这影响管线的埋设深度。

厂区雨水沟也是地下管线躲避的目标。厂区雨水沟带有一定的坡度，且随着收水面积的增加，其深度和宽度逐渐加大。管线在穿越雨水沟时，需要一定净空间，这会增加管线穿越沟底部的标高。

3.3采购

采购受设备和材料价格以及运费影响，会选在就地或异地采购。采购不同型号的设备或管材会影响设计过程中的某些细节，因此了解采购情况和相应地区产品形式，利于确定出图细节。

采购实际设备、管件、阀门尺寸也会影响地下管网出图的准确性。对于请购产品，应及时提交三维建库人员，更新阀门、仪表等元件尺寸，避免单线图安装距离预留错误的发生。

4.国内外项目出图比较分析

受专业设置和设计习惯的影响，国内外项目出图存在一定差别。国内项目一般采用多段线形式绘制地下管网，绘制和修改过程简单、快捷。出图比例可以采用1：200即可满足要求。国外项目一般采用双线绘制管线，真实表达管道占位和布置，在项目占地紧张，基础与管线距离较近时，利于检查与周边构筑物碰撞。其在图件需要标注完整管线号（尺寸+介质代号+工段号+管道等级+保温伴热等级），由于管道间距较小，至少需要以1：100比例出图。国外项目，地下管网一般不单独出管线一览表，整个厂区出一个汇总的一览表，管线一览表中管线信息（温度、压力、防腐）等属性信息需要导入相应管线，信息自动抽取到单线图。国外项目地下构筑物（阀门井、检查井）一般采用当地样式，样式与国内项目相比具有较大差异。

5.结论与建议

通过对地下管网出图步骤、影响因素和出图比较分析，得出以下结论和建议：

（1）地下管网设计和出图，是一个多步骤、多专业涉及的过程。设计过程中需要进行详细的基础资料收集，合理划分用水、排水系统，对管线通过平面或三维软件进行表达，并以成品文件形式展现设计成果。设计过程涉及总图、电气、工艺、仪表、管道、机泵、土建等多个专业。

（2）地下管网设计受多个因素影响，设计过程与各个专业有效沟通与合作，利于优化地下管线布置和走向，减少管线与其它地下设施碰撞和设计变更。

（3）三维绘图软件E3D和PDMS软件的应用，利于解决地下管线与各地下设施的交叉和碰撞，提高设计质量和绘图效率。国内外项目成品文件格式存在一定的差异性，设计过程中应了解项目所在地区成品文件格式要求，重视绘图软件的开发和培训，有利满足项目业主要求。

参考文献

[1].周慧娟与管友新，PDMS三维设计软件在火力发电厂水工专业地下管网设计中的应用.广东科技，2015（06）：第10-12页.

[2].徐海旭，地下供水管道施工难点及节点处理.城镇供水，2013（06）：第23-25页.

[3].秦立新，三维数字化工程技术在电厂地下管网建设中的应用.内蒙古电力技术，2016（05）：第52-55页.

[4].蒋喆，城市地下管网信息一体化成图作业方案的设计与实现.广西水利水电，2012（06）：第67-70页.

[5].朱宏，浅谈地下管网总图管理.本溪冶金高等专科学校学报，2001（02）：第53-55页.

[6].王黎，谈火力发电厂三维设计PDMS应用.工程建设与设计，2017（07）：第59-60+63页.

[7].于君彩，三维技术在大庆油田的应用.油气田地面工程，2014（08）：第113页.